Spintronic properties of one-dimensional electron gas in graphene armchair ribbons
利用有效质量方法（EMA）研究了石墨烯扶手椅带中一维电子气在电子只占据最低传导子带时的磁性.我们发现，一维电子气的磁性可能敏感地依赖于带的宽度。对于带宽度$L_x=3Ma_0$，临界点将铁磁态和顺磁态分开，而对于$L_x=(3M+1)a_0$，顺磁态是稳定的（$M$是整数，$a_{0}$是晶胞的长度）。这些宽度相关性质是本征态的结果，本征态具有$\mathbf{K}$和$\mathbf{K'}$态的微妙宽度相关混合，并且可以通过检查多体交换自能表达式中出现的波函数重叠来理解。铁磁和顺磁状态可以用于自旋电子学目的。
2012-09-17 cond-mat.mes-hall
Quantum transport in honeycomb lattice ribbons with armchair and zigzag edges coupled to semi-infinite linear chain leads
本文研究了具有扶手椅形和锯齿形边缘的蜂窝晶格带中的量子输运。带状物耦合到半无限线性链作为输入和输出引线，我们使用紧束缚哈密顿与最近邻跳。对于窄带，我们发现这两种类型的边缘的传输间隙。该中心的差距是在中间的乐队在丝带与扶手椅边缘。这种对称性是由于所得线性问题中的矩阵所满足的性质。在具有锯齿形边缘的带中，间隙中心被移位到带的中间的右侧。我们还发现，传输振荡和共振的带内的传输区域的两种类型的边缘。延长带的长度不影响传输间隙的宽度，只要带的长度长于间隙可以形成时的临界值即可。但是，增加色带的宽度会更改间隙的宽度。在扶手椅边缘的间隙是不明确的，因为传输谐振的外观，而在锯齿形边缘的间隙宽度系统地缩小，随着宽度的增加的带。我们还发现，只有消失波的间隙内和两个消失波和传播波的传输区域。
2009-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Sign reversal of Hall conductivity and quantum confinement in graphene ribbons
窄的带状物具有锯齿形和扶手椅形的边界，显示出非常不同的霍尔电导率特性。结果表明，扶手椅型薄带的能谱中存在多带交叉，交叉的数目与薄带的宽度有关。从理论上讲，它是预测，电导率表现出激烈的符号反转窄带的费米能量扫过带交叉。根据扶手椅带的能谱中只出现奇数扶手椅带的平带，提出了扶手椅带的一种新分类。分析了在石墨烯片的限制下，霍尔电导率跃变到台阶状平台的演化和范霍夫奇点处态密度的恢复。
2009-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetries and the conductance of graphene nanoribbons with long-range disorder
我们研究了长程无序石墨烯纳米带的电导。由于不存在来自无序势的谷间散射，即使没有磁场，时间反演对称性（TRS）也可以有效地被打破，这取决于带边缘的类型。即使扶手椅边缘一般混合谷，我们表明，金属扶手椅纳米带具有隐藏的伪谷结构和有效地打破TRS。相比之下，半导体扶手椅纳米带不可避免地混合山谷和恢复TRS。结果表明，在强无序状态下，金属扶手椅型带呈现出完全导电的沟道，而半导体扶手椅型带呈现出普通的局域化。在没有谷混合的情况下，TRS也在锯齿形纳米带中有效地断裂。然而，我们发现，谷间散射在锯齿形带显着增强和TRS恢复，即使是平滑的障碍，如果费米能量小于潜在的振幅。无序纳米带的对称性也反映在它们的电导在扩散制度。特别是，我们发现抑制弱本地化和增强的电导波动的金属扶手椅和锯齿带没有谷混合。相反，半导体扶手椅和锯齿带谷混合表现出弱的本地化行为。
2011-11-25 cond-mat.mes-hall
Persistent currents in a graphene ring with armchair edges
已知具有扶手椅边缘的石墨烯纳米带不具有边缘状态。然而，如果纳米带处于量子自旋霍尔（QSH）态，则必须存在螺旋边缘态。通过将石墨烯带折叠成环状并用磁通量穿线，我们研究了紧束缚极限下的持续电荷流和自旋流。结果发现，对于宽的带，边缘自旋电流接近一个有限值的环的半径无关。对于窄的带，边缘态之间的边间耦合可以打开狄拉克能隙，并减少总的持续电流。此外，通过增强Rashba耦合，我们发现，持续的自旋电流逐渐减少到零，在一个临界值，超过该石墨烯不再是一个QSH绝缘体。
2012-05-24 cond-mat.mes-hall
Energy Controlled Edge Formation for Graphene Nano Ribbons
在第一性原理计算的基础上，我们估算了将石墨烯片切割成扶手椅型和锯齿型纳米带所需的能量。我们的计算表明，所需的能量切割成锯齿形配置的石墨烯片是由0.174 eV的数量级高于扶手椅配置。因此，对阈值能量的控制可能有助于设计用于将石墨烯片切割成光滑边缘的扶手椅或锯齿形配置的实验。
2013-09-11 cond-mat.mes-hall
Edge states in a ferromagnetic honeycomb lattice with armchair boundaries
研究了扶手椅边界铁磁蜂窝晶格中磁振子边缘态的性质。与费米子石墨烯相比，我们发现了新的边缘状态，由于沿边界网站的失踪键。在最外层引入一个在位势后，我们发现边缘态的能谱是可调的。此外，当引入非平凡的能隙时，我们发现一些边缘态是拓扑保护的，也是可调的。我们的结果可以解释最近在光子晶格中观察到的新的边缘态的起源。我们也讨论了这些边缘态的行为，以便进一步的实验证实
2017-09-06 cond-mat.mes-hall
First-principles study of heat transport properties of graphene nanoribbons
结合密度泛函理论和非平衡格林函数方法，研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带的热导率。由于石墨烯纳米带的声子色散的各向异性，锯齿形带具有比宽度相当的扶手椅带更高的热导率：锯齿形带中的低频带比扶手椅带中的低频带更分散。有和没有氢钝化的边缘修改的原子结构，并最终影响声子的热输运不同的两种带类型。
2011-08-04 cond-mat.mes-hall
Rashba Spin-Orbit Driven Topological Phase Transitions in Heterogeneous Armchair Honeycomb Nanoribbons
National Taiwan Normal University（台湾师范大学）
研究揭示了石墨烯纳米带异质结构中Rashba自旋轨道耦合与结构几何的相互作用如何诱导非平凡拓扑相变，通过界面态的鲁棒性及能隙开闭过程展示拓扑相变机制。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall
Electron enrichment of zigzag edges of armchair-oriented graphene nano-ribbons increases their stability and induces pinning of Fermi level
中性扶手椅取向的石墨烯纳米带的锯齿形边缘显示出在这些边缘处强烈局域化的状态。它们表现为自由基，可以在加工过程中捕获电子，增加色带的稳定性。利用自旋极化密度泛函理论计算了有限长带的总能量，结果表明带的带电是可行的。Pariser-Parr-Pople（PPP）模型哈密顿量的能量与DFT兼容，允许研究更大的系统。中性带的结果表明：i）自旋极化（非极化）溶液的基本能隙比实验值大（小），ii）基态是自旋极化的，这一特性在实验上还没有观察到. GNRs的总能量随着捕获电子的数量而减小，达到最小值，其数量主要取决于锯齿形边缘的大小。注意到关于中性GNR的以下变化：i）基态不是自旋极化的，ii）基本带隙介于中性带的自旋极化和非极化解决方案之间，iii）而在中性带中，价带和导带起始相对于基本带隙，线性且对称地接近中间带隙，斜率为0.5，充电诱导费米能级钉扎，即，价带和导带的斜率约为0.1和0.9，与实验一致。
2019-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The fundamental differences between Quantum Spin Hall edge-states at zig-zag and armchair terminations of honeycomb and ruby nets
结合分析和数值方法，我们调查的拓扑保护的自旋过滤边缘状态的量子自旋霍尔态的蜂窝和红宝石网锯齿形（ZZ）和扶手椅（AC）边缘的色散。我们发现，螺旋边态的费米速度的ZZ边缘的自旋轨道耦合（SOC）的强度线性增加，而AC边缘的费米速度是独立的SOC。此外，边缘状态到体的衰减长度是显着不同的AC和ZZ边缘，显示对SOC的反函数依赖。
2013-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Zero modes and the edge states of the honeycomb lattice
研究了具有锯齿形边、有须边、锯齿形边和有须边（锯齿形-有须边）以及扶手椅形边的圆柱几何中的蜂窝晶格。紧绑定模型与最近邻跳。除了扶手椅边缘，这些边缘的边缘状态得到解析。然而，它示出，扶手椅边的边缘状态存在时，系统是各向异性的。这些国家以前都不知道。我们还发现了严格局域态、一致扩展态和宏观简并态。
2007-07-03 cond-mat.mes-hall
Line Edge Roughness Effects on the Thermoelectric Properties of Armchair Black Phosphorene Nanoribbons
本研究利用紧束缚方法与非平衡格林函数技术，探究线边缘粗糙度对扶手椅型黑磷烯纳米带热电性能的影响，发现功率因子和优值系数随尺寸变化，且短窄与长宽纳米带优值更高。
2025-01-23 cond-mat.mes-hall
Full analytical solution of finite-length armchair/zigzag nanoribbons
短臂椅型石墨烯纳米带可以表现为一维拓扑材料，其可以根据其宽度和终止方式在其石墨烯终止的边缘中显示边缘状态。我们在这里展示了任何长度和宽度的紧密结合石墨烯矩形的完整解决方案，可以被视为有限长度的扶手椅或锯齿形丝带。我们找到了体和边缘本征态和本征能量的精确解析表达式。我们给出了边缘态之间库仑相互作用的精确表达式，并引入Hubbard二聚体模型分析了边缘不同磁态的出现及其特征，这些磁态的存在依赖于带长。我们找到足够的空间，我们的预测在N = 5扶手椅丝带实验测试。我们比较分析结果与从头算模拟基准的二聚体模型的质量，并设置其参数。从头算哈密顿量的进一步详细分析，使我们能够确定这些变化的紧束缚参数，影响的带状物的拓扑性质。
2023-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of edge structures on elastic modulus and fracture of graphene nanoribbons under uniaxial tension
基于原子模拟，预测了单层石墨烯纳米带在准静态单轴拉伸下的非线性弹性性质，强调了边缘结构（扶手椅和锯齿形，无氢钝化和有氢钝化）的影响.原子模拟的结果解释热力学的理论框架内，这使得应变相关的边缘能量和氢吸附能的非线性函数的确定，锯齿形和扶手椅边缘。由于边缘效应的影响，石墨烯纳米带在无限小应变下的初始杨氏模量随边缘手性和带宽的变化而变化。此外，发现扶手椅型石墨烯纳米带的标称断裂应变比锯齿形带低得多。两种不同的断裂机制被确定，与锯齿形带和边缘控制的扶手椅带的非均质形核。氢钝化的边缘被发现有锯齿形石墨烯纳米带的机械性能的影响可以忽略不计，但其效果是更显着的扶手椅带。
2010-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wave functions and edge states in rectangular honeycomb lattices revisited: nanoflakes, armchair and zigzag nanoribbons and nanotubes
一般来说，由于拓扑和非拓扑的原因，材料的体积和边界的性质可以非常不同。最简单的边界问题之一是有限蜂窝晶格上无相互作用电子的紧束缚问题。尽管它很简单，但这个问题相当丰富，并且与石墨烯的物理学直接相关。我们重新审视这个长期研究的问题，并提出了一个分析推导的电子光谱和波函数的石墨烯矩形衍生物。我们提供了一个精确的分析描述的扩展和本地化的状态，它们之间的过渡，和一个特殊的情况下，本地化的状态时，波函数是非零的边缘网站。后一种状态具有零能量，我们讨论了它在锯齿形纳米带中的存在，锯齿形纳米管沿着锯齿形边缘的站点数可被4整除，以及矩形石墨烯纳米片沿着锯齿形和扶手椅边缘的站点数为奇数。
2022-08-25 cond-mat.mes-hall
Rigorous analysis of the topologically protected edge states in the quantum spin Hall phase of the armchair ribbon geometry
针对扶手椅型边界条带中Kane-Mele模型的边缘态，提出动量空间映射到双足梯型扩展Su-Schrieffer-Heeger模型的解析方法，推导其解析性质，解释窄条带体-边对应失效原因，为拓扑系统研究提供新见解。
2023-06-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electronic states of pseudospin-1 fermions in dice lattice ribbons
在无限大系统的能谱由三个带和一个完全平坦的零能带组成的骰子模型中，研究了二维费米子在六角晶格带中的边界条件。像石墨烯一样，规则的晶格终止是扶手椅型和锯齿型。然而，存在四种可能的锯齿形边缘终端，与石墨烯相反，其中仅一种类型的锯齿形终端是可能的。在确定了这些晶格终止的边界条件后，得到了具有锯齿形和扶手椅形边界条件的Dice模型带中赝自旋1费米子的能谱，结果表明扶手椅形带的能级与石墨烯中的能级具有相同的特征，只是Dice模型固有的零能平带.此外，与石墨烯不同，不存在位于锯齿形边界处的传播边缘状态，并且存在特定的锯齿形终端，其在骰子模型带中产生金属类型的体模。我们发现，在骰子模型中的平坦零能带的存在是非常强大的，不受锯齿形和扶手椅边界。
2018-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Band-gap engineering and ballistic transport in corrugated graphene nanoribbons
我们在紧束缚$p$轨道模型的框架下计算了周期性波纹石墨烯纳米带的能带结构和电导。我们认为波纹结构的基础上，主机带扶手椅和锯齿形边缘和三种不同类型的波纹（扶手椅边缘，锯齿形边缘以及一个矩形的波纹）。我们证明，扶手椅主机带，根据不同类型的电子束，带隙或低速迷你带附近的电荷中性点出现。对于更高的能量，允许的布洛赫状态带变得由小阻带分开。相比之下，对于具有Z字形主机的波纹带，波纹既不引入带隙也不引入阻带（除了矩形波纹的情况）。根据有限波纹带的能带结构，分析了有限波纹带的电导。对于一个足够大的波纹数的电导如下相应的传播布洛赫状态的数量，并显示出明显的振荡，由于在波纹段的法布里-珀罗干涉。最后，我们证明了边缘无序强烈影响波纹带的电导。我们的研究结果表明，观察在波纹带中形成的迷你带将需要干净的，边缘无序的自由样品，特别是对于扶手椅主晶格的情况下。
2009-06-15 cond-mat.mes-hall
Quantum Size Effects in the Atomistic Structure of Armchair-Nanoribbons
采用密度泛函理论（DFT）在Kohn-Sham公式下研究了氢封端的扶手椅型石墨烯纳米带（AGNR）的量子尺寸效应.将制定“选择规则”，其允许从四个石墨烯分散片开始提取（近似地）AGNR带的电子结构。与碳纳米管的情况类似，三倍的周期性的激发间隙与带状宽度（N，每碳片的碳原子数）的预测是由从头计算结果证实。虽然传统上这种周期性会在电子响应实验中观察到，但本文提出的DFT分析表明，它也可以在带状几何形状中看到：具有L个切片的带状物的长度接近非常大的宽度1 << N的极限值（保持纵横比小N << L），具有显示电子选择规则的1/N振荡。振荡幅度如此之强，以至于渐近行为是非单调的，即，较宽的带比较窄的带具有更强的伸长。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum transport in honeycomb lattice ribbons with zigzag edges: A theoretical study
我们探讨了耦合到两个半无限大一维金属电极的锯齿形边缘蜂窝状晶格带中的电子输运性质。计算是基于紧束缚模型和格林函数方法，数值计算的电导-能量和电流-电压特性的功能的长度和宽度的带。我们的数值计算结果预测，对于这样的带的能隙总是出现在整个能量E=0的电导谱。随着带状物尺寸的增大，间隙逐渐减小，但不会消失。这清楚地表明，具有锯齿形边缘的蜂窝晶格带总是表现出半导体行为，并且从我们提出的电流-电压特性中变得更加清晰可见。
2009-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene Nano-Ribbons: Major differences in the fundamental gap as its length is increased either in the zig-zag or the armchair directions
控制石墨烯纳米带（GNR）的禁带宽度是一项重大挑战，如果这种有吸引力的材料必须用于微电子和纳米电子学，则必须实现。使用一个明确的符号{m，n}-GNR，其中m（n）是在扶手椅（zig-zag）方向上的六个碳环的数量，我们研究如何变化的HOMO-LUMO间隙时GNR的大小是通过增加m或n，而保持其他变量固定。结果表明，无论是电荷或自旋密度波的解决方案被认为是，间隙变化平稳时，n保持不变，而它振荡时，相反的是，造成严重困难的间隙的控制。有人认为，这种行为的起源是一个事实，即过剩或缺陷电荷或磁矩主要是本地化的锯齿形边缘。
2016-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton absorption spectra in narrow armchair graphene nanoribbons in electric fields
我们提出了一个分析调查激子在窄扶手椅型石墨烯纳米管（AGNR）中的光学吸收的存在下的纵向外部电场方向平行于带轴。采用二维无质量电子和空穴在带约束、库仑相互作用和电场作用下的狄拉克方程。假设带约束比内部激子电场强得多，内部激子电场又大大超过外部电场。这证明绝热近似意味着慢的纵向和快速的横向电子-空穴相对运动受激子吸引力，并伴随着外部电场和带约束效应，分别。在单子带近似下，得到了激子电吸收系数的显式表达式。的激子峰的位置，宽度和强度上的带宽度和电场强度的显着的依赖关系被跟踪。电子-空穴激子吸引力显著地改变了由尺寸量子化能级确定的边缘以下和以上的频率区域中的Franz-Keldysh电吸收。在相互作用的基态和第一激发子带的双子带近似下，分别研究了由电场和子带间耦合引起的激子电电离和自电离的综合效应。对通常采用的AGNR的预期实验值的估计表明，对于弱电场，激子准离散态保持足够稳定以在光学实验中观察到，而相对较强的场释放捕获的载流子以进一步恢复它们对传输的贡献。
2018-12-16 cond-mat.mes-hall
Intrinsic superstructure near atomically clean armchair-type step edge of graphite
用扫描隧道显微镜和能谱研究了单原子扶手椅台阶边缘附近石墨表面的电子超结构。只有（$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$）$\textit{R}$ 30 $^{\circ}$超结构在原子级清洁的扶手椅边缘附近可见，而蜂窝状超结构不存在。干净的扶手椅边缘附近的光谱映射清楚地揭示了台阶边缘两侧的（$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$）$\textit{R}$ 30 $^{\circ}$超结构。我们还观察到了（$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$）$\textit{R}$ 30 $^{\circ}$和蜂窝状超结构的混合物，其靠近结构上有缺陷的扶手椅边缘。我们的研究结果表明，蜂窝状超结构图案是由两套不同相的（$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$）$\textit{R}$ 30 $^{\circ}$超结构叠加而成的。我们的观察解决了先前研究报告的两种类型的超结构共存的奥秘。
2019-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge transport mechanism in networks of armchair graphene nanoribbons
在石墨烯纳米带（GNR）中，载流子的横向限制打开了带隙，这是实现新型石墨烯基电子器件的关键特征。GNRs的成功合成引发了实现基于单带的场效应晶体管（FET）的努力。尽管取得了很大进展，但可靠和可重复的单带FET制造仍然是一个挑战，阻碍了电荷传输的应用和理解。在这里，我们提出了基于纳米带网络的扶手椅GNR-FET的可重复制造，并使用9个原子宽，特别是具有前所未有的导电性的5个原子宽GNRs分析电荷传输机制。我们表明，形成可靠的欧姆接触和产量的功能FET接近统一的GNRs层压在电极上。在网络中的载流子运输的建模表明，这个过程是由核隧穿介导的带间跳跃，跳跃长度与GNRs的物理长度相当。此外，我们证明了核隧穿是一个一般的电荷传输特性的GNR网络，通过使用两个不同的GNR。通过网络克服低产率单带晶体管的挑战并确定相应的电荷传输机制，使基于GNR的电子器件处于一个新的视角。
2018-06-04 cond-mat.mes-hall
Armchair nanoribbons of silicon and germanium honeycomb structures
我们提出了第一性原理研究的裸露和氢钝化的扶手椅纳米带的起皱的单层蜂窝结构的硅和锗。我们的研究包括原子结构的优化、基于声子色散计算的稳定性分析、电子结构以及带隙随带宽的变化。硅和锗纳米带的带隙表现出与石墨烯纳米带相似的族行为。裸纳米带的边缘被尖锐地重构，这可以通过在边缘处的悬挂键的氢终止来消除。纳米晶宽度的周期性调制导致可以充当多量子阱的超晶格结构。特定的电子态被限制在这些阱中。约束的趋势定性解释包括界面的影响。为了研究宽和长的超晶格结构，我们还进行了经验紧束缚计算与\textit{ab initio}计算确定的参数。
2010-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gap engineering in strained fold-like armchair graphene nanoribbons
扶手椅型石墨烯纳米带（AGNRs）上的应变折叠状变形可以在实验装置中进行适当的设计，并可能导致一种新的控制工具的间隙和传输特性。在这里，我们分析了折叠AGNRs的电子响应和机械变形的电子特性。间隙工程的一个重要且通用的参数是带宽度变化百分比，即，变形和未变形的色带宽度之间的差异。AGNR的带隙可以在一个明确定义的能量值范围内进行机械调谐，最终导致金属系统。这个特性提供了一个新的可控的自由度，允许操纵电子电流。通过求解应变系统的Dirac方程，我们证明了数值结果的解析预测。
2017-01-06 cond-mat.mes-hall
Impurity electrons in narrow electric field-biased armchair graphene nanoribbons
我们提出了一个分析研究的准库仑杂质态的窄间隙扶手椅型石墨烯纳米管（GNR）在存在一个均匀的外部电场平行于带轴定向。带约束的影响被认为是远远大于杂质电场的影响，杂质电场又大大超过外部电场。在这些条件下，我们采用绝热近似，假设平行（“慢”）和垂直（“快”）的运动带轴是分开的绝热。在“快”运动引起的孤立尺寸量子化子带近似下，以显式形式计算了杂质电子的复能量。这些能量的实部和虚部分别决定了准离散态的结合能和宽度。随着电场和带宽的增加，能带宽度增加。后者形成了维度电离机制的背景。研究输运问题的基本工具-S矩阵可以由显式表示的连续谱波函数的相位简单地导出。在双子带近似下，我们计算了由电场和杂质态之间Fano共振耦合的联合作用所引起的杂质态的完整宽度。
2014-06-13 cond-mat.mes-hall
Ab initio calculations of edge-functionalized armchair graphene nanoribbons: Structural, electronic, and vibrational effects
我们提出了一个理论研究窄扶手椅型石墨烯纳米带（AGNRs）与羟基功能化的边缘。虽然这种钝化强烈影响带的结构，但高度的边缘官能化被证明是特别稳定的。几何偏差的一个重要后果是严重减少的带隙的调查7-AGNR。这种转变遵循线性依赖于每个单元电池中添加的羟基基团的数量，因此提供了通过边缘官能化的可调带隙的前景。此外，我们还讨论了带本身的特征声子行为以及羟基的指纹模式。一个大的下移突出的拉曼活性模式允许实验确定的边缘功能化的程度。
2011-07-04 cond-mat.mes-hall
Edge magnetoplasmons in wide armchair graphene ribbons
我们表明，在宽石墨烯通道的扶手椅边缘附近，并且在存在平滑台阶状静电横向限制势的情况下，在量子霍尔效应的$ν=2$区域中，基本边缘磁等离子体（EMPs）的手征性、光谱、空间结构和数量强烈依赖于费米能级的位置$E_{F}$。(i)当$E_{F}$足够小并且在一个位置处与零朗道能级（LL）的四个简并态相交并且在不同的位置处与该能级的两个简并态相交时，存在两个基本的、反向传播的具有相反手性的EMP。这与传统的二维电子系统中的电磁脉冲形成对比，在传统的二维电子系统中只存在一个基本的电磁脉冲。对于相同的波矢，这些电磁脉冲具有不同的相速度模量和基本的空间重叠。这些电磁脉冲可以在很宽的频率范围内谐振，沿着边缘的微米或亚微米长度。(ii)当$E_{F}$足够高并且仅与零LL的两个简并态相交时，仅存在具有通常手征性的基本EMP。
2011-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced magneto-optical response due to the flat band in nanoribbons made from the $α-T_3$ lattice
我们研究了由$α-T_3$晶格制成的纳米带在弱磁场作用下在太赫兹到远红外波段的光学响应。研究发现，磁场可以打开金属扶手椅带和一类具有特殊边界的锯齿形带的能带结构中的一个能隙，并诱导出一个新的频率大大降低的吸收峰。这种可调谐的磁光调制效应归因于平坦带和传输带之间的带间跃迁。相比之下，间隙开口和光学电导的这种磁调制在其中不存在平带的金属扶手椅石墨烯带（$α=0$的情况）中弱得多。在$α-T_3$模型的增强分析研究和金属扶手椅带的微扰理论解释。讨论了锯齿形薄带在磁场作用下吸收峰的谷简并提升和谷分裂。这些发现为基于$α-T_3$模型材料的磁光器件的研究奠定了基础。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall
Effective Time Reversal Symmetry Breaking and Energy Spectra of Graphene Armchair Rings
我们研究了由金属扶手椅带形成的石墨烯环的能谱和波函数，接近零能量，以寻找可能与“有效破缺时间反演对称性”（EBTRS）相一致的性质。适当选择的角落路口施加相移的波函数，在低能量有相同的效果，作为有效的通量管附近的带表面通过。将带闭合成环捕获这种通量并产生可以被理解为EBTRS特征的性质。这些包括在零能量附近的频谱中的间隙，其可以通过施加穿过环的实磁通量来去除。光谱的五个和七个边环也检查，它表明这些不具有粒子孔对称性，这也可以理解为EBTRS的后果，并连接到系统中诱导的曲率时，这样的环形成。偏离理想的几何形状对光谱的影响也进行了研究。
2009-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impurity and edge roughness scattering in armchair graphene nanoribbons: Boltzmann approach
利用准一维体系的Boltzmann输运方程，对扶手椅型石墨烯纳米带在短程杂质和边缘粗糙度存在下的导电性进行了理论研究.随着被占据子带数目的增加，由于短程杂质的电导率向二维情况收敛。的磁导率的计算证实了边缘粗糙度引起的下降在回旋半径接近最近的量子模拟建议的带宽度。
2012-05-30 cond-mat.mes-hall
Discretized dynamics of exchange spin wave bulk and edge modes in honeycomb nanoribbons with armchair edge boundaries
我们发展了一个场论来研究蜂窝状纳米带上长波长交换自旋波激发的动力学，其特征在于扶手椅边缘边界和Néel反铁磁有序态。适当的边界条件，建立了要求体和边缘自旋进动相同的频率为任何给定的自旋波本征模式在这些系统中。一组特征边界方程，共同体和边缘自旋波模式，从而推导出。然后求解自旋动力学的运动方程，以确定传播和倏逝交换自旋波模式。我们证明，在一般情况下，体自旋波动力学是离散的，由于有限的宽度的纳米。对于各向同性的磁性纳米粒子，狄拉克锥减少到一个单一的线性色散曲线，由于这种离散化。允许的各向同性和各向异性纳米带的体模的数量和波长的确定从导出的特征边界方程。我们的数值结果证明了不同的例子，它表明，这些模式的特性取决于纳米晶的宽度和它的反铁磁各向异性。此外，各向异性纳米带，即使是那些具有最轻微的各向异性，目前的倏逝模式与非线性色散关系。的倏逝交换自旋波的振幅在整个有限宽度的纳米带的空间变化，被发现是强烈依赖于系统的磁各向异性和它的宽度。所开发的理论方法是通用的，可以适用于所有类型的边界边缘的纳米带。
2019-01-06 cond-mat.mes-hall
Unscreened Coulomb interactions and quantum spin Hall phase in neutral zigzag graphene ribbons
研究了非屏蔽库仑相互作用对有限宽中性锯齿形石墨烯带量子自旋霍尔（QSH）相的影响。通过求解包含内禀自旋轨道相互作用的紧束缚哈密顿量，得到了能带结构和边态波函数的精确表达式。这些分析结果，紧束缚计算的支持下，表明手征自旋过滤的边缘状态组成的本地化和阻尼振荡波函数，让人想起扶手椅带中获得的。长程库仑相互作用的加入在电荷扇区中打开了一个带隙，并具有无带隙的自旋扇区。与扶手椅终端相反，电荷带隙随带宽呈指数关系消失，其振幅和衰减长度强烈依赖于I-SO耦合。报告从头计算的比较。
2009-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge magnetoplasmons in a wide armchair graphene ribbon with a weak superlattice potential: finite frequency gaps and zero group velocity
在$ν=2$量子霍尔效应机制中，我们发现了一个弱而光滑的超晶格势对扶手椅边缘的边缘磁等离子体激元（EMP）的影响，以及一个光滑的阶梯状静电横向约束势.超晶格势的引入使得电磁势的数量从两个基本电磁势的基础上得到了本质上的扩大。对于第一布里渊区内的波矢量$k_{x}$，EMP显示为具有有限群速度值的声学或准声学色散区域，因此显示具有频率间隙的区域，其中群速度在某个$k_{x}$处为零。我们得到，对于$k_{x} \to 0$只有两个电磁脉冲的频率趋于零，因为对于其他电磁脉冲，它获得有限的值。强烈依赖的色散关系的电磁脉冲从周期的超晶格$a_{0}$和距离$d$从金属栅极示出，特别是，对于典型的大小的间隙，为特征值的频率和$k_{x}$在群速度降低到零。在相应基波电磁脉冲分支群速度为零的频率处，系统的响应应呈现强共振。
2012-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport gap engineering by contact geometry in graphene nanoribbons: Experimental and theoretical studies on artificial materials
通过微波模拟实验和紧束缚计算研究了石墨烯纳米带中的电子输运。特别是，它是研究在何种条件下可以观察到的运输间隙。我们的实验提供的证据表明，扶手椅带的宽度$3m+2$与整数$m$是金属和其他半导体，而锯齿形带是金属独立于它们的宽度。接触的几何形状，定义的源极和漏极引线的带状边缘的原子连接，有很强的影响上的运输。如果铅只附着在锯齿形边缘的内部原子上，则在所有扶手椅带和菱形锯齿带中都可以观察到宽的输运带隙。所有的实验结果同意定性紧束缚计算使用非平衡格林函数方法。
2017-01-12 cond-mat.mes-hall
Discrete honeycombs, rational edges and edge states
考虑石墨烯的紧束缚模型，沿着平行于底层周期晶格的平移对称方向的边缘${\bf l}$急剧终止。我们把这种边${\bf l}$分为“锯齿型”和“扶手椅型”，推广了经典的锯齿型和扶手椅型边。我们证明，零能量/平带边态出现的锯齿型的边缘，但从来没有扶手椅型的。我们展示了明确的公式，平坦的带边状态时，他们存在。对于大多数${\bf l}$，我们给出了存在非零能量色散（非平坦）边缘态曲线的有力证据。
2022-10-31 cond-mat.mes-hall math-ph math.AP
Graphane Nanoribbons: A Theoretical Study
在这项研究中，我们调查的电子和磁性的石墨烷纳米带。我们发现，锯齿形和扶手椅型石墨烷纳米带与H-钝化的边缘是半导体。虽然裸露的扶手椅带也是非对称的，但裸露的锯齿形带的相邻悬挂键在同一边缘具有反铁磁有序。H-钝化锯齿形和扶手椅型纳米带的带隙指数依赖于它们的宽度。详细分析了C、O、Si、Pt、Ti、V和Fe原子在石墨烯带表面上的吸附，揭示了通过这些吸附原子使石墨烯带功能化是可能的。发现C、O、V和Pt原子有取代石墨烷中H原子的趋势。我们发现，显着的自旋极化在石墨烷可以通过创建域的H-空位和CH-双空位。
2010-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Adjustable propagating plasmons in $α-\mathcal{T}_3$ lattice-based armchair nanoribbons
我们得到并分析了具有扶手椅终端的$α- \mathcal{T}_3$基纳米带的电子态、极化函数和等离子体激元激发。所计算的等离子体激元分散体强烈地依赖于跨带的原子行的数量，以及价带和导带之间的能隙的存在，这也是由纳米取向的几何形状确定的。带隙被证明对等离子体激元色散和它们的朗道阻尼具有最强的影响。我们还表明，对于一个小的电子掺杂的等离子体分散体不依赖于所考虑的$α- \mathcal{T}_3$材料在长波极限的相对跳跃参数$α$和调查的条件时，$α$成为一个重要的因素，强烈影响等离子体。我们相信，我们新发现的纳米尺寸$α- \mathcal{T}_3$带的电子和集体性质将在现代电子和纳米器件领域中找到它们的应用。
2021-06-20 cond-mat.mes-hall
Theoretical study of scattering in graphene ribbons in the presence of structural and atomistic edge roughness
我们研究了电荷掺杂的石墨烯带和边缘不完善的纳米带的扩散电子输运性质。我们考虑不同的制度的边缘散射，从宽的石墨烯带（部分）扩散边缘散射带大的宽度变化和纳米带原子边缘粗糙度。对于后者，我们介绍了一种基于赝势的方法，允许原子的治疗的能带结构和散射势，在自洽的解决方案的玻尔兹曼输运方程内的弛豫时间近似，并考虑到边缘粗糙度的属性和统计。所得的电阻率强烈地依赖于带的取向，Z字形（扶手椅）带显示最小（最大）的电阻率和中间带取向表现出中间电阻率值。结果还显示出清晰的电阻率峰值，对应于由于约束诱导的子带量子化的态密度的峰值，除了扶手椅边缘带，其表现出非常强的宽度依赖性，因为它们的claromatic行为。此外，我们确定了一个强大的相互作用之间的相对位置的两个山谷的石墨烯沿运输方向，原子的边缘粗糙度的相关配置文件，和手性谷模式，导致一个特殊的强烈抑制电阻率制度，最明显的锯齿形取向。
2019-02-07 cond-mat.mes-hall
Graphene nanosystems and low-dimensional Chern-Simons topological insulators
石墨烯纳米载体是$(1+1)$ Chern-Simons拓扑绝缘体的良好候选者，因为它服从粒子-空穴对称性。我们表明，在一个有限的半导体扶手椅带，它有两个锯齿形的边缘和两个扶手椅的边缘，一个$(1+1)$陈-西蒙斯拓扑绝缘体确实是实现扶手椅边缘的长度相比，锯齿形的边缘变得更大。但在具有赝能隙的扶手椅型金属带中只形成准拓扑绝缘体。在这样的系统中，锯齿形边缘就像畴壁，通过它极化从$0$变为$e/2$，形成二分之一的部分电荷。当锯齿形边缘和扶手椅边缘的长度相当时，实现了矩形石墨烯片（RGS），其也具有粒子-孔对称性。我们证明了它是一个$(0+1)$ Chern-Simons拓扑绝缘体。我们发现，RGS的态的循环Berry相位被量子化为$π$或$0$（mod $2π$），并且粒子-空穴共轭态的Berry相位彼此相等.通过应用Atiyah-Singer指数定理的矩形带和RGS，我们发现，近零能量端态的数量的下限近似成正比的锯齿形边缘的长度。然而，由于有效质量近似之外的影响，这个指数定理有一个修正。
2015-11-03 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetism without flat bands in thin armchair nanoribbons
通过Hubbard类型的模型描述扶手椅型六边形链极限中的薄扶手椅型石墨烯带，可以精确地显示，即使系统根本不具有平坦带，在低浓度下，介观样品也可以具有铁磁基态，同时是金属的。该机制与相关性和限制的共同效应有关。
2010-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic properties of graphene nanoribbons under gate electric fields
采用密度泛函理论，考虑栅电极电场的影响，计算了石墨烯纳米带（GNR）中的量子点态.场平行于GNR平面，并且由放置在带顶上的不均匀电荷片产生。改变电场可以观察到GNR态的发展和带隙中局部量子点状态的形成。计算已进行扶手椅GNR和扶手椅带锯齿形截面。对于扶手椅GNR，静态介电常数ε约为。四是可以确定。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Centered honeycomb NiSe2 nanoribbons, structure and electronic properties
准一维纳米带是纳米电子学的理想候选材料，本文利用密度泛函理论研究了一种新型的一维纳米带，即：中心蜂窝状NiSe 2纳米带的结构和电子性质.根据晶体学和边缘的原子组成，这些带状物可以属于六（两）个锯齿形（扶手椅）家族之一。在锯齿族中，经过边缘重构，所有裸带都是金属的。边缘氢钝化的影响产生的六个家庭中的两个带隙。对于扶手椅型纳米带，几何重构导致具有小带隙的半导体，并且边缘的氢钝化将带隙增加至约0.6 eV。
2013-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Conductance of Achiral Graphene Ribbons and Carbon Nanotubes
基于石墨烯的紧束缚大分子模型，推导了扶手椅型和锯齿型石墨烯带以及碳纳米管在中性点附近的能带谱的显式表达式。得到的色散关系被用来确定和比较这些结构的电导梯，并为许多其他应用是有益的。我们的研究结果在许多方面与以前报道的数据不同。这一新的信息为评估石墨烯纳米电子器件的潜力奠定了坚实可靠的基础。
2009-01-26 cond-mat.mes-hall
Half-metallicity in Armchair Boron Nitride Nanoribbons: A First-Principles Study
利用密度泛函理论，我们预测了边缘氢化扶手椅型氮化硼纳米带（ABNRs）的半金属性。通过在局域自旋密度近似（LSDA）下的第一性原理计算，计算了这些氢化ABNNR的电子和磁性，详细分析了预测的自旋极化. ABNNRs与只有边缘B原子钝化的H原子被发现是半金属（无论其宽度）与半金属间隙为0.26 eV。高达100%的自旋极化电荷输运的费米能级由于巨大的自旋分裂的预测。透射光谱分析也证实了自旋上和自旋下电子通道的分离。据透露，H-钝化只有边缘N原子的非磁性裸带转化为能量稳定的磁性半导体，而氢化的两个边缘不影响裸带的电子和磁性状态显着。这一结果对实现无机自旋电子器件具有重要意义。
2016-01-11 cond-mat.mes-hall
Edge-dependent reflection and inherited fine structure of higher-order plasmons in graphene nanoribbons
我们研究了石墨烯纳米带中的高阶等离子体激元，给出了电子边缘态和波函数精细结构对石墨烯等离子体激元的影响。基于最近邻紧束缚计算，我们发现，驻波模型的基础上非局部体等离子体激元色散是令人惊讶的准确扶手椅带状宽度甚至下降到几个纳米，我们确定了相应的相移边缘反射和有效的带状宽度。较宽的锯齿形带状物表现出类似的相移，而驻波模型描述了几纳米锯齿形带状物不太令人满意，在很大程度上是因为它们的边缘状态。我们直接证实，锯齿形带的等离子体激元的更大的加宽是由于它们的边缘状态。此外，我们报告了一个突出的精细结构中的诱导电荷的带状等离子体，扶手椅带状以下的谷间耦合引起的电子波函数振荡。有趣的是，波函数精细结构也被发现在我们类似的密度泛函理论计算，这些和紧束缚的数值计算都很好地解释与分析狄拉克理论的石墨烯带。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Mechanical Manipulations on Electronic Transport of Graphene Nanoribbons
利用传输矩阵方法研究了单轴应变对异质结中两金属引线连接的石墨烯纳米带输运性质的影响。两个典型的GNRs与锯齿形和扶手椅的边界被认为是，和张力施加平行或垂直于带轴。结果表明，扶手椅型GNRs的电导数据的栅电压依赖性中缺少电子-空穴对称性，而在任何应变下，Z字形带都存在电子-空穴对称性。对于一个扶手椅GNR与垂直张力施加，电导的急剧下降附近的应变诱导量子相变，这使得可以确定临界应变准确地通过测量电导。在锯齿形带中，存在着一个范围内的栅极电压为零，电导是不敏感的小水平应变。计算了GNR的能带结构和低能性质，阐明了GNR的应变效应机制。我们希望我们的研究结果可以在开发石墨烯为基础的应变传感器。
2015-05-12 cond-mat.mes-hall
Energy gaps of atomically precise armchair graphene nanoribbons
石墨烯纳米带（GNR）是一维（1D）结构，具有丰富的电子特性1 -17。因此，它们被预测为下一代纳米电子器件的构建模块。理论上，已经证明扶手椅GNR可以分为三个家族，即，Na = 3 p、Na = 3 p + 1和Na = 3 p + 2（这里Na是横跨带宽度的二聚体线的数量，p是整数），根据它们的电子结构，并且即使具有相同的p1，3-6，三个家族的能隙也是相当不同的。然而，这一基本预测的系统实验验证仍然缺乏，由于非常有限的扶手椅GNRs的宽度原子级控制调查7，9，10，13，17。本文利用扫描隧道显微镜（STM）研究了原子宽度为Na = 6 ~ Na = 26的扶手椅型GNR的电子结构。我们的结果明确表明，所有研究的扶手椅GNRs表现出半导体间隙由于量子限制，更重要的是，观察到的间隙作为Na的函数很好地分为三类，如密度泛函理论计算预测3。这样的结果表明，我们可以通过简单地沿带宽添加或切割一条碳二聚体线来显著地调节扶手椅型GNR的电子性质。
2016-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport properties of armchair graphene nanoribbon junctions between graphene electrodes
本文通过第一性原理量子输运计算揭示石墨烯电极间扶手椅型纳米带结在低偏压隧穿与高偏压共振两种机制下的电导规律，并验证边缘条件影响微弱。
2012-03-09 cond-mat.mes-hall
Positional dependence of energy gap on line defect in armchair graphene nanoribbons: Two-terminal transport and related issues
在一个简单的非相互作用紧束缚框架下，分析了扶手椅型石墨烯纳米带在线缺陷存在下的能带谱特征。在金属纳米带中，根据缺陷线的位置，能隙可能出现在或可能不出现在带谱中，而在半导体带中，间隙是定制的，从而产生石墨烯纳米带在纳米级电子器件中的潜在应用性。在一个更一般的模型下，我们也利用格林函数理论研究了双端电子输运。
2013-07-18 cond-mat.mes-hall
Quantum pumping in graphene nanoribbons at resonant transmission
分析了共振传输区中扶手椅型和锯齿型边缘的石墨烯纳米颗粒双势垒结构中的绝热量子电荷泵。利用递归格林函数方法，数值计算了围绕谐振腔的泵浦轮廓的泵浦电荷。我们发现，扶手椅带的整个共振线有助于泵的一个电子（忽略双自旋简并）通过设备的每个周期。由于零电导共振，锯齿形带的情况更有趣。这些共振将整个共振线分成几个部分，每个部分对应于通过设备的单个电子的泵浦。此外，与扶手椅带相比，一个电子可以从左引线抽运到右引线或向后抽运。电流方向取决于由泵送轮廓所环绕的谐振线的特定部分。
2010-12-10 cond-mat.mes-hall
Evidence for Graphene Edges Beyond Zigzag and Armchair
纳米级物体的边缘决定了它们的大部分属性。出于这个原因，蜂窝状碳的边缘--通常被认为是锯齿形或扶手椅形--需要特别注意。在这份报告中，我们提供了实验证据，证实了之前的一个意想不到的预测：锯齿形是一个亚稳态边缘，因为它的平面重建降低了能量，形成了最稳定的石墨烯边缘。我们的证据是基于重新分析最近的一个实验。由于重建的边缘，以及我们讨论的其他非常规边缘，具有独特的化学性质，这一发现敦促在实验和理论上小心-我们必须进入超越曲折和扶手椅的领域。
2009-07-29 cond-mat.mes-hall
