Mechanical Strain Effects on Black Phosphorus Nanoresonators
利用经典分子动力学方法研究了不同温度下机械应变对单层黑磷纳米谐振器的影响。我们发现，由于其固有的褶皱配置的黑磷的谐振频率是高度各向异性的，并且在室温下，在扶手椅方向的品质因数高于在锯齿形方向。的品质因数也被发现本质上大于石墨烯和二硫化钼纳米谐振器。通过施加拉伸应变，品质因数可以增加两倍以上，其中在扶手椅方向上的单轴应变是最有效的。然而，由于在大应变下的非线性效应，品质因数增加存在上限，之后品质因数减小。沿Z字形方向拉伸引起的非线性效应较强，导致品质因数增强的最大应变较小。
2015-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Dissipation in graphene and nanotube resonators
研究了石墨烯纳米谐振器中不同的阻尼机制：衬底中的电荷、衬底和石墨烯片中的欧姆损耗、表面键的断裂和愈合（维可牢效应）、两级系统、附着损耗和热弹性损耗。我们发现，对于现实的结构和相反的半导体谐振器，耗散是由石墨烯层和金属栅极的欧姆损耗为主。这项研究的延伸碳纳米管为基础的谐振器。
2007-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Response of Graphene Vapor Sensors
石墨烯是一种纯二维材料，具有非常有利的化学传感器特性。然而，已知的是，常规的纳米光刻处理通常在石墨烯表面上留下抗蚀剂残留物，其对系统的传感器特性的影响尚未确定。在这里，我们表明污染层既降低了石墨烯的电子特性，又掩盖了石墨烯的固有传感器响应。污染层对石墨烯进行化学掺杂，增强载流子散射，并充当吸收层，将分析物分子集中在石墨烯表面，从而增强传感器响应。我们展示了一种清洁过程，可验证地去除设备结构上的污染，并允许测量石墨烯的固有化学反应。
2008-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsically Honeycomb-patterned Hydrogenated Graphene with Spin Polarized Edge-states
自从石墨烯的出现开创了二维材料的时代以来，已经报道了许多形式的氢化石墨烯，表现出从可调带隙到铁磁有序的各种特性。具有微米级图案的图案化氢化石墨烯已经通过光刻手段制造。在这里，我们报告了成功的毫米级合成的内在蜂窝图案形式的氢化石墨烯Ru（0001）的外延生长，然后氢化。结合扫描隧道显微镜的观察与密度泛函理论（DFT）计算，我们揭示了原子氢层插入石墨烯和Ru（0001）之间。结果是氢蜂窝结构，其用作最终氢化的模板，其仅在模板上将石墨烯转化为石墨烷，产生蜂窝图案化的氢化石墨烯（HPHG）。实际上，HPHG是图案化石墨烷的一种形式。DFT计算发现，嵌入图案化石墨烷中的未氢化石墨烯区域表现出自旋极化边缘态。这种类型的生长机制为制造固有图案化的石墨烯基材料提供了新的途径。
2021-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic and extrinsic corrugation of monolayer graphene deposited on SiO2
利用超高真空扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）研究了在Si/SiO2（300 nm）表面上剥离沉积的石墨烯片的微观结构。虽然SiO2上的石墨烯是长程的，具有约25 nm的相关长度，但一些石墨烯单层表现出具有约15 nm的优选波长的额外的石墨烯。详细的分析表明，在石墨烯上也可以看到衬底的长距离散射，但幅度减小，从而得出石墨烯部分自由地悬浮在衬底的山丘之间的结论。因此，如果石墨烯沉积在SiO2上，则先前在人工悬浮的石墨烯上观察到的固有波纹也可以存在。
2008-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Surface resistivity of hydrogenated amorphous carbon films: Existence of intrinsic graphene on its surface
测量了氢化非晶碳膜的表面电阻率随外加电场的变化。测得的依赖性示出了一个尖锐的双极峰值接近零栅极电压。此外，我们发现在一些样品中，峰值处的薄层电阻低至7.5 kΩ/sq。该值与无缺陷石墨烯单层的薄层电阻具有相同的数量级。由此得出结论：在非晶碳膜表面存在至少毫米级的本征石墨烯。这些结果不仅可以为石墨烯的应用开辟新的前景，还可以更好地理解这种独特的材料。
2014-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic $i$-wave altermagnetism in 2D graphene superlattices
Aalto University（阿尔托大学）
本文通过 symmetry-guided 设计原则，在石墨烯抗点超晶格中工程化i波替代磁性，揭示了特定单层和双层石墨烯超晶格中替代磁态的出现，结合第一性原理方法和原子紧束缚模型，展示了由二维石墨烯抗点超晶格内在磁不稳定性引起的交互诱导i波替代磁分裂。
2026-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Negative Poisson's Ratio for Single-Layer Graphene
负泊松比（NPR）材料已经引起了极大的兴趣，因为通常在拉胀材料中看到的增强的韧性、抗剪切性和振动吸收可以实现一系列新颖的应用。在这项工作中，我们报告说，单层石墨烯表现出内在的NPR，这是强大的，独立于其大小和温度。NPR的出现是由于两个内在的变形路径（一个具有正泊松比，另一个具有NPR）之间的相互作用，这对应于石墨烯中的键拉伸和角弯曲相互作用。我们提出了一个基于能量的变形路径准则，该准则预测，当石墨烯被拉伸超过6%的应变时，具有NPR的路径具有较低的能量，从而成为主导的变形模式，导致NPR现象。
2016-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Systematic Investigation of the Intrinsic Channel Properties and Contact Resistance of Monolayer and Multilayer Graphene FET
采用四探针测量方法，通过排除接触电阻，系统地研究了单层和多层石墨烯的本征沟道特性随层数的变化。我们表明，从石墨到双层石墨烯的归一化薄层电阻率的连续变化由一个独特的性质决定，即，带重叠，其从双层石墨烯的1 meV显著增加到八层的11 meV，并且最终达到石墨的40 meV。然而，单层石墨烯由于特殊的线性分散而显示出温度依赖性的偏差。此外，接触电阻率提取的情况下，典型的铬/金电极。观察到的高接触电阻率，其变化三个数量级（从~103到106欧姆微米），可能会显著掩盖单层石墨烯通道的出色性能，表明其在未来研究中的重要性。
2010-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Fermi Level Tuning of Epitaxial Sb2Te3 Thin Films on Graphene by Regulating Intrinsic Defects and Substrate Transfer Doping
采用分子束外延技术在石墨烯衬底上制备了高质量的Sb 2 Te 3薄膜，并利用原位扫描隧道显微镜/光谱仪对薄膜进行了研究。与第一性原理计算一致，确定了Sb 2 Te 3的本征缺陷是Sb空位和SbTe反位.通过最小化缺陷密度，再加上石墨烯衬底的转移掺杂，可以在体带隙的整个范围内调谐Sb 2 Te 3薄膜的费米能级。这为研究拓扑绝缘体在Dirac点附近的行为提供了必要条件。
2011-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Probing the Intrinsic Properties of Exfoliated Graphene: Raman Spectroscopy of Free-Standing Monolayers
研究了通过机械剥离石墨制备的原始的、自支撑的石墨烯单层的性质。石墨烯单层，悬挂在开放的沟槽，检查通过空间分辨拉曼光谱的G-，D-和2D-声子模式。G-模式声子表现出降低的能量（1580 cm-1）和增加的宽度（14 cm-1）相比，支持在二氧化硅覆盖的基板上的石墨烯单层的响应。从G模式拉曼光谱的分析中，我们推断出独立的石墨烯单层基本上是未掺杂的，残余载流子浓度的上限为2x10^11 cm-2。在支撑区域上，观察到明显更高且空间不均匀的掺杂。基于非常弱的拉曼D模式响应，独立的石墨烯单层显示出很小的局部无序。与样品的支撑区域的频率相比，独立石墨烯单层的双声子2D模式在频率上下移，并且表现出变窄的正偏斜线形。
2009-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling intrinsic flexoelectricity in twisted double bilayer graphene
具有小扭转角的二维（2D）材料的莫尔超晶格被认为表现出明显的挠曲电效应，尽管由于与常用的压电响应力显微镜（PFM）相关的伪影，其挠曲电的明确确认具有挑战性。例如，在扭曲双层石墨烯（tBG）中报道了相反的挠曲电极化之间的出乎意料的小相位差（$\sim$ $8^{\circ}$），尽管理论上预测的值是$180^{\circ}$。在这里，我们开发了一种方法来提取固有的莫尔挠曲电使用扭曲双层石墨烯（tDBG）作为模型系统，探测横向PFM。对于小的扭转角样品，我们发现，矢量分解是必不可少的恢复小的固有挠曲电响应在畴壁从一个大的背景信号。所得到的三重对称性的相称域与显着的挠曲电响应域壁是完全符合我们的理论计算。通过这种技术也可以观察到具有相对大的扭转角的tDBG中的无公度畴。我们的工作提供了一个一般的策略，解开内在的弯曲电范德瓦尔斯莫尔超晶格，同时提供深入了解工程对称性破缺中心对称材料。
2021-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic spin-orbit interactions in flat and curved graphene nanoribbons
最近对碳纳米管和石墨烯样品的理论和实验研究表明，尽管在碳基材料中通常被忽视，但自旋轨道相互作用比想象的更重要和复杂。我们研究了石墨烯纳米带的内在自旋轨道耦合效应，包括平面和弯曲。计算是在紧束缚模型中进行的，其中包括一个四轨道基组。因此，蜂窝晶格的完全对称性和$σ$和$π$带的杂化被认为是。除了零能量的$π$边缘状态，$σ$衍生的边缘状态被发现为三个调查的带状几何形状。$σ$态也被自旋过滤并定位在带的边界处。计算的自旋轨道分裂是更大的$σ$ -比$π$ -衍生的边缘状态。由于这种增强，$σ$ -态的自旋轨道分裂达到几个开尔文量级的值。这些自旋过滤的边缘状态下的$σ-π$杂化和曲率的影响是强大的。
2010-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Rippling Enhances Static Non-Reciprocity in Graphene Metamaterials
在机械系统中，麦克斯韦-贝蒂互易性意味着点B处响应于点A处的力的位移与点A处响应于点B处施加的相同力的位移相同。由于互易性的概念是普遍的，基本的，并且对于其他物理系统如电磁学，声学和光学是可操作的，因此对理解非互易性或表现出非互易性的系统有很大的兴趣。然而，大多数非互易性的研究都发生在大规模的动力学问题，涉及时间反演对称性的结构。因此，人们对静态非互易响应的机制知之甚少，特别是在像石墨烯这样的原子级薄的二维材料中。在这里，我们使用经典的原子模拟来证明，平面外的波纹，这是固有的石墨烯，使显着的，多个数量级的增强石墨烯超材料的静态非互易响应。具体而言，我们发现，由于其几何形状的影响，在超材料中引起的波纹和应力场之间的相互作用会影响由超材料传输的位移，从而导致显着增强的静态非互易响应。因此，这项研究表明了二维机械超材料的潜力，为破胶应用。
2017-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic core level photoemission of suspended graphene
石墨烯的X射线光电子能谱学对于其表征和作为其他碳材料的模型都是重要的。尽管最近很感兴趣，其单层的固有光电发射尚未明确测量，也不是独立的多层膜的层依赖性准确地确定。我们将扫描透射电子显微镜和拉曼光谱与基于同步加速器的扫描光电子显微镜相结合，以表征悬浮石墨烯样品的相同区域，直至原子水平。这使我们能够将光谱信号分配到精确已知层数和纯度的区域。单层的芯能级结合能测量为284.70 eV，因此比石墨的高0.28 eV，对于少数层发现中间值。这种趋势是再现密度泛函理论与或没有明确的范德华相互作用，表明层内电荷重排占主导地位，但在我们的模型中的静态筛选的位移的幅度被低估了一半。
2018-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic graphene field effect transistor on amorphous carbon films
描述了石墨烯场效应晶体管的制造，其在沉积的氢化非晶碳膜的表面上使用本征石墨烯。石墨烯器件具有典型的双极特性，如果在氧等离子体中蚀刻表面石墨烯，则其变为单极特性。由于无定形碳薄膜的生长容易，尺寸不受限制，并且不需要石墨烯的转移，这为石墨烯电子学开辟了新的前景。
2014-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the mechanism of hydrophilicity of graphene
一般认为，石墨烯的亲水性会受到底层基底的影响。然而，内在与底物的贡献和相关机制的作用是生动的辩论。在这里，我们表明，石墨烯的内在亲水性可以密切连接到其费米能级的位置，这影响了石墨烯和水分子之间的相互作用。底层衬底或掺杂剂可以通过调节石墨烯的费米能级来调节亲水性。通过将石墨烯的费米能级从其狄拉克点移开，通过化学或电压掺杂，我们用实验和第一原理模拟显示出增强的亲水性。石墨烯上的蒸汽冷凝增加，由其费米能级的简单移动引起，证实了界面传输现象领域中的应用。
2016-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Resolving the Intrinsic Bandgap and Edge Effect of BiI3 Film Epitaxially Grown on Graphene
具有层状结构、适当带隙和高载流子迁移率的二维材料在光电子和光伏器件中具有潜在的应用前景，引起了人们极大的兴趣。采用分子束外延（MBE）方法在石墨烯封端的6 H-SiC（0001）衬底上生长了原子厚度可控的BiI 3薄膜。利用扫描隧道显微镜（STM）研究了BiI 3薄膜的生长动力学过程和结晶特性。扫描隧道光谱（STS）揭示了2.8 eV的单层BiI 3的带隙与膜厚度的几层BiI 3，这大大超过了以前报道的宏观光学测量确定的值弱依赖。这种差异源于BiI 3的边缘效应，其使带隙下移至1.5 - 1.6 eV，如STS曲线所示，并由密度泛函理论（DFT）计算进一步证实。我们的工作提供了一种制备高质量单层BiI 3薄膜的方法，解决了BiI 3薄膜的本征带隙以及边缘效应对带隙减小的影响，不仅对基础研究，而且对纳米电子和光电应用都有重要意义。
2021-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic bending flexoelectric constants in two-dimensional materials
挠曲电是最近出现的机电耦合的一种形式，因为与压电不同，它在理论上可能存在于任何介电材料中。二维（2D）材料也获得了显着的兴趣，因为它们不寻常的机电性能和高柔性，但这些材料的固有的挠曲电性能仍然没有得到解决。在这项工作中，使用原子模型占电荷偶极相互作用，我们报告的内在挠曲电常数的范围内的二维材料，包括石墨烯同素异形体，氮化物，石墨烯类似物的第IV族元素，和过渡金属二硫属化物（TMDC）。我们通过一个建议的机械弯曲计划，消除了压电贡献的总极化，这使我们能够直接测量的挠曲电常数。虽然平坦的2D材料如石墨烯由于弱的$π-σ$相互作用而具有低的挠曲电常数，但发现屈曲增加了单层IV族元件中的挠曲电常数。最后，由于显著增强的电荷转移与由于弯曲引起的结构不对称性相结合，发现TMDC具有最大的挠曲电常数，包括具有比石墨烯大十倍的挠曲电常数的MoS $_{2}$。
2022-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Stability of edge states and edge magnetism in graphene nanoribbons
我们批判性地讨论了锯齿形边缘石墨烯纳米带（ZGNRs）的边缘态和边缘磁性的稳定性。我们指出，磁边缘状态可能不存在于真实的系统中，并表明，至少有三个非常自然的机制-边缘重建，边缘钝化，和边缘关闭-这大大减少边缘状态的影响，在ZGNRs，甚至完全消除它们。即使可以制造出具有磁性边缘状态的系统，其内在磁性在室温下也不会稳定。电荷掺杂和边缘缺陷的存在进一步破坏了这种系统的固有磁性。
2010-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Extrinsic and Intrinsic Charge Trapping at the Graphene/Ferroelectric Interface
研究了石墨烯与铁电超晶格$\mathrm{PbTiO_3/SrTiO_3}$（PTO/STO）之间的界面。通过PTO/STO体积分数调整转变温度使石墨烯-铁电界面处的吸附物最小化，从而允许证明稳健的铁电滞后。来自铁电表面缺陷的本征电荷陷阱会对石墨烯沟道滞后产生不利影响，并且可以通过仔细的样品处理来控制，从而能够系统地研究电荷陷阱机制。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interference effect on Raman spectrum of graphene on SiO_2/Si
石墨烯中两个主要拉曼谱带之间的强度比是石墨烯物理学中最重要的信息之一，并且已经被认为代表石墨烯的各种内在性质，而无需对外在效应进行严格评估。利用显微拉曼光谱研究了石墨烯的2D带和G带的拉曼强度比随介质层（SiO_2）厚度的变化，当介质层厚度变化60%时，2D带和G带的拉曼强度比变化近370%。考虑界面处的多次拉曼散射事件的理论计算很好地解释了该比率的大幅变化。我们的分析表明，干涉效应在提取固有的2D与G强度比中是至关重要的，因此在从拉曼测量中提取石墨烯的各种物理性质时必须考虑到干涉效应。
2009-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Graphene, a material for high temperature devices; intrinsic carrier density, carrier drift velocity, and lattice energy
对于传统的半导体机器来说，热量一直是一个致命的问题。主要的物理原因是，由传统半导体材料制成的器件的固有载流子密度随着温度的升高而非常快地增加。一旦达到某一温度，密度超过化学掺杂或门控效应，任何由半导体制成的pn结或晶体管将无法工作。在这里，我们测量了石墨烯器件的本征费米能级（|E_F| = 2.93 k_B *T）或本征载流子密度（n_in=3.87*10^6 cm^-2 K^-2*T^2）、载流子漂移速度和G模声子能量以及它们在2400 K以下的温度依赖性。结果表明，石墨烯的本征载流子密度对温度的敏感性比Si和Ge低一个数量级，揭示了石墨烯作为高温器件材料的巨大潜力。我们还观察到饱和漂移速度随温度的升高而线性下降，并确定了本征G模声子能量的温度系数。以上知识对于理解石墨烯在高功率或高温下的物理现象至关重要。
2014-08-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Intrinsic disorder in graphene on transition metal dichalcogenide heterostructures
石墨烯等二维材料的电子性质对其环境非常敏感，尤其是底层衬底。与非晶绝缘衬底相比，平面范德华键合衬底（诸如六方氮化硼（hBN））已经显示出通过减少形貌变化和电荷波动而大大改善石墨烯器件的电性能。半导体过渡金属二硫属化物（TMD）是范德华键合材料的另一个家族，其最近作为石墨烯的hBN的替代基底以及新型石墨烯基器件异质结构中的组分而受到关注。此外，它们的半导体性质允许动态栅极电压控制与石墨烯的相互作用强度。通过局部扫描探针测量，我们发现TMD固有的晶体缺陷诱导石墨烯中的散射，这导致异质结构质量的显著退化，特别是与hBN器件上的类似石墨烯相比。
2014-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Limits on intrinsic magnetism in graphene
研究了超声剥离法制备的石墨烯纳米晶的磁化强度。在低于2K的任何温度下都没有检测到铁磁性。我们也没有发现强顺磁性预期由于大量的边缘缺陷。相反，石墨烯是强抗磁性的，类似于石墨。我们的纳米晶体仅表现出弱的顺磁性贡献，在50K以下是显而易见的。测量结果产生了单一种类的缺陷，负责顺磁性，每个典型的石墨烯微晶大约有一个磁矩。
2010-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large tunable intrinsic gap in rhombohedral-stacked tetralayer graphene
在菱形堆叠的少层石墨烯中，电荷中性点附近非常平坦的能带对电子相互作用是不稳定的，从而产生具有自发破缺对称性的状态。使用悬浮菱形堆叠的四层石墨烯的运输测量，我们观察到一个绝缘的基态与一个大的相互作用诱导的间隙高达80毫电子伏。这种带隙态可以被垂直磁场增强，而被层间电势、载流子密度或~ 40 K的临界温度抑制。
2018-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of an intrinsic bandgap and Landau level renormalization in graphene/boron-nitride heterostructures
通过将不同的二维原子晶体组装成堆叠体而形成的范德华异质结构可以导致许多新的现象和器件功能。特别地，石墨烯/氮化硼异质结构已经成为用于石墨烯的能带工程的非常有前途的系统。然而，这种异质结构中带隙的内在价值和起源仍然没有得到解决。在这里，我们报告了在具有零晶体排列角的外延石墨烯/氮化硼异质结构中观察到的本征带隙。磁光光谱提供了一个直接探测的朗道能级跃迁在这个系统中，并揭示了一个带隙的~ 38 meV（440 K）。此外，朗道能级跃迁的特征在于有效费米速度与特定的跃迁和磁场的关键依赖。这些发现突出了许多主体相互作用在确定石墨烯异质结构的基本性质方面的重要作用。
2014-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic anisotropy of thermal conductance in graphene nanoribbons
采用非平衡格林函数方法对宽度为0.5 ~ 35 nm的石墨烯纳米带的热导率进行了系统研究。观察到各向异性的热导与锯齿形GNRs的室温热导高达~ 30%大于扶手椅GNRs。在室温下，各向异性被发现消失，直到宽度大于100 nm。这种本征各向异性源于带边缘不同的边界条件，并可用于调节热导率，这对GNRs在纳米电子学和热电学中的应用具有重要意义。
2009-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Approaching the Intrinsic Bandgap in Suspended High-Mobility Graphene Nanoribbons
我们报告的电传输测量悬浮超低无序石墨烯纳米颗粒（GNR）与近原子级光滑的边缘，揭示了超过3000厘米2 V-1 s-1的高迁移率和固有的带隙。考虑到电子-电子相互作用，实验推导出的带隙与我们对具有可比宽度的手性GNR的电子结构计算结果定量一致，这表明非扶手椅GNR中带隙的起源部分是由于磁性锯齿边缘。
2011-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal control of graphene morphology: a signature of its intrinsic surface tension
通过路径积分模拟研究了自支撑石墨烯的表面张力$σ$随温度和面内应力的变化。即使施加的应力消失，由于弯曲振荡和膜的真实面积之间的耦合，膜显示有限的表面张力$σ$。$σ$的零点效应在100 K以下是显著的。热冷却驱动膜从平面到褶皱形态。加热后的变化是可逆的，并显示滞后，在最近的实验上进行的支持石墨烯。
2018-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Giant Intrinsic Carrier Mobilities in Graphene and Its Bilayer
我们研究了石墨烯及其双层中电子输运的温度依赖性，发现极低的电子-声子散射率，这对室温下可能的载流子迁移率设置了基本限制。我们的测量表明，迁移率显着高于200，000 cm 2/Vs是可以实现的，如果外在的障碍被消除。在大约200 K以上观察到的电阻率的急剧（阈值状）增加是出乎意料的，但是可以在波纹石墨烯片的模型内定性地理解，其中散射发生在波纹内弯曲声子上。
2008-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Thermal Conductivity Measurements in Intrinsic Graphene
石墨烯和二维狄拉克材料的电子热导率是人们的基本兴趣，并且可以在纳米尺度器件的性能中发挥重要作用。我们报告的电子热导率，$K_{e}$，在悬浮石墨烯在近本征制度在20至300 K的温度范围。我们提出了一种方法来提取$K_{e}$使用两点直流电子输运在低偏置电压，其中的电子和晶格温度去耦。我们发现$K_e$范围从0.5到11 W/m.K在所研究的温度范围内。这些数据与一个模型是一致的，在这个模型中，准粒子携带的热量与石墨烯的载流子具有相同的平均自由程和速度。
2013-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transient response under ultrafast interband excitation of an intrinsic graphene
从理论上研究了本征石墨烯在超快激发下由无碰撞带间跃迁引起的载流子瞬态演化。分析了准弹性声子散射引起的能量弛豫和热辐射引起的带间产生-复合跃迁。载流子的分布得到的极限情况下，当载流子-载流子散射可以忽略不计，当载流子间散射施加准平衡分布。瞬态光学响应（差分反射率和transmittance）的探测辐射和瞬态光电导（响应弱直流电场）似乎是强烈依赖于载流子的弛豫和复合动力学。
2009-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transverse intrinsic localized modes in monatomic chain and in graphene
本文用解析和数值方法研究了单原子链和石墨烯在横向（垂直于链/面方向）上的非简谐振动。由于在这个方向上的位移缺乏奇非谐性和存在硬四次非谐性，可能存在频率高于相应声子谱的局域非谐横模。虽然这些频率与纵向（链）或平面内（石墨烯）声子共振，但模式只能由于弱非谐过程而衰减。因此，这些振动的寿命可能非常长。例如，在链中，根据我们的理论和数值计算，它可能超过10^10个周期。我们称这些振动为横向本征局域模。
2016-02-15 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS
Graphene-based topological insulator with an intrinsic bulk band gap above room temperature
拓扑绝缘体（TI）代表了一种新的物质量子态，其特征在于绝缘体带隙内的鲁棒无带隙态。二维（2D）TI的金属边缘态，称为量子自旋霍尔（QSH）效应，不受反向散射的影响，并携带完全自旋极化的无耗散电流。然而，在HgTe和InAs/GaSb中实现的现有2D TI遭受远低于室温的小的体隙（<10 meV），从而限制了它们在电子和自旋电子器件中的应用。在这里，我们报告了一种新的二维TI包括石墨烯层夹在两个Bi 2Se 3板之间，具有30至50 meV的大的固有体带隙，使其适用于室温应用。与以往的增强石墨烯晶格的固有自旋轨道耦合效应的策略不同，本石墨烯基TI基于石墨烯狄拉克带和Bi 2Se 3导带之间的强反转的新机制。应变工程导致体间隙的有效控制和显著增强。最近报道的光滑石墨烯/Bi 2Se 3界面的合成证明了这种新的2D TI结构的实验实现的可行性，这对于纳米器件应用具有很大的希望。
2013-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photocurrent in graphene harnessed by tunable intrinsic plasmons
石墨烯在红外和太赫兹中的光学特性可以通过将石墨烯图案化为具有亚波长特征尺寸的周期性超材料来定制和增强。在这里，我们展示了石墨烯纳米阵列中的偏振敏感和门可调光电探测。利用的长寿命的混合等离子体声子模式的电子密度振荡和基板（SiO2）的表面极性声子的耦合激发。它们的激发由s-极化导致的共振光电流的数量级大于p-极化，激发电子-空穴对观察到的光电流。等离子体探测器表现出光致温度增加高达四倍的可比2D石墨烯探测器。此外，由于光激发的混合等离子体声子和电子的衰变通道的差异，光电流符号在最新的纳米阵列中变得偏振敏感。我们的工作提供了一个路径的光敏和频率选择性光电探测器的基础上石墨烯的等离子体激元激发。
2013-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crystal Field Effect and Electric Field Screening in Multilayer Graphene with and without Twist
我们解决了内在的极化和屏蔽的外部电场在一个广泛的有序和扭曲的配置的多层石墨烯，使用从头算方法结合密度泛函理论和Wannier函数形式主义。我们表明，多层石墨烯是固有的极化由于晶体场效应，这种效应往往被忽略的紧束缚模型的扭曲双层石墨烯和类似的系统。这种高达几十meV的量级的固有极化在有序和扭曲的石墨烯多层膜中具有不同的面外对准，而在扭曲系统中发现面内电势调制要强得多。我们进一步研究了相同多层石墨烯结构在不同电场强度下的介电常数$\varepsilon$。我们的研究结果建立了一个深刻的洞察内在和外在的极化在石墨烯多层膜，并提供必要的参数，建立这些系统的精确模型。
2021-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic spin-orbit coupling in graphene stacks
IMDEA Nanoscience（IMDEA纳米科学研究所）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Department of Condensed Matter Physics, Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所凝聚态物理系）
本文通过包含所有价轨道的模型计算石墨烯堆叠中的内禀自旋-轨道耦合，发现其改变菱面体堆叠的相图与费米面，并影响弱磁场下的磁化，表明多层体系中SOC不可忽略。
2026-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic and Extrinsic Performance Limits of Graphene Devices on SiO2
石墨烯中的线性色散关系[1，2]产生了令人惊讶的预测：由于各向同性散射体（例如白噪声无序[3]或声子[4-8]）引起的电阻率与载流子密度n无关。在这里，我们表明声学声子散射[4-6]确实与n无关，并且在室温（RT）下石墨烯的电阻率仅为30欧姆。在技术相关的载流子密度为10^12 cm^-2时，电声声子散射的平均自由程大于2微米，本征迁移率极限为2x10^5 cm ^2/Vs，超过了已知最高的无机半导体（InSb，~7.7x10^4 cm ^2/Vs[9]）和半导体碳纳米管（~1x10^5 cm ^2/Vs[10]）。我们还表明，SiO2衬底[11，12]的表面声子的非本征散射增加了高于~200 K的强温度依赖性电阻率[8]，将RT迁移率限制为~4x10^4 cm^2/Vs，指出了石墨烯器件衬底选择的重要性[13]。
2007-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Thermal-radiation-induced nonequilibrium carriers in an intrinsic graphene
我们研究了一个与声子恒温器相连的本征石墨烯，在温度为T的热光子照射下，温度为T_r，而不是T。得到了低浓度和高浓度载流子情况下非平衡电子空穴对的分布。对于粒子间散射是不必要的情况下，分布函数是由带内弛豫的能量，由于声学声子和带间的热辐射引起的辐射跃迁的相互作用。当库仑散射占主导地位，然后准平衡分布的有效温度和非平衡浓度，通过平衡方程确定，实现。由于热辐射与温度的影响，石墨烯中载流子的$T_r\neq T$浓度和电导率发生了本质上的改变。结果表明，在$T_r>T$的负带间吸收，所造成的载流子分布的反转，可以发生，即石墨烯可以是不稳定的热辐射下。
2008-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic resistance peaks in AB-stacked multilayer graphene with odd number of layers
在偶数层AB堆叠的多层石墨烯的电阻与载流子密度的关系图中发现了本征电阻峰（脊）结构，这是由于费米面的拓扑结构发生了变化。在这里，这些结构在具有奇数层的AB堆叠多层石墨烯中进行了研究在相对于载流子密度和垂直电场绘制的图上出现的本征电阻峰值显示出取决于石墨烯的晶体结构的特定图案，并且与具有偶数层的石墨烯的那些性质不同。利用由磁阻振荡确定的朗道能级结构的信息对色散关系和半经典电阻率进行了数值计算，发现这种差异源于电子能带结构上的奇偶层数效应。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Hot carriers in an intrinsic graphene
考虑到带内能量弛豫由于声学声子散射和带间产生复合跃迁由于热辐射下的直流电场下的本征石墨烯中的载流子的加热。非平衡载流子的分布得到的情况下，当载流子间散射是不必要的，当载流子-载流子库仑散射有效地建立准平衡分布与温度和载流子的密度是由平衡方程确定。由于弱的能量弛豫和产生-复合过程之间的相互作用，发生非常低的非线性响应阈值。计算了弹性散射引起的动量弛豫情况下的非线性电流-电压特性。获得的电流-电压特性显示低阈值的非线性行为和外观的第二欧姆区，为强场。
2009-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Interactions and the Intrinsic Electrical Resistivity of Graphene
我们提出了第一性原理研究的温度和密度依赖的固有电阻率的石墨烯。我们使用密度泛函理论和密度泛函微扰理论与非常准确的Wannier插值计算所有的电子和振动性质和电子-声子耦合矩阵元素，然后在玻尔兹曼输运方法计算声子限制的电阻率。一个有效的紧束缚模型，验证对第一性原理的结果，也被用来研究电子-电子相互作用的多体微扰理论的水平上的作用。发现的结果是在最近的实验数据在高载流子密度的石墨烯样品，并阐明了不同的声子模式在限制电子迁移率的作用非常一致。此外，我们发现，与横向声学声子的散射所产生的电阻率是2.5倍以上，从纵向声学声子。最后，高能量，光学和区域边界声子的贡献一样多的声学声子的固有电阻率，即使在室温下，并成为主导在更高的温度。
2014-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Properties of Bipolarons in Armchair Graphene Nanoribbons
Federal Institute of Education, Science and Technology of Góias（戈亚斯联邦教育、科学与理工学院）；Institute of Physics, University of Brasília（巴西利亚大学物理研究所）；PPGCIMA, Campus Planaltina, University of Brasília（巴西利亚大学普拉兰蒂纳校区PPGCIMA）
本研究探究不同电场及电子-声子耦合下扶手椅型石墨烯纳米带（AGNRs）的双极化子动力学，测定其有效质量与终端速度，发现窄AGNRs中双极化子速度与共轭聚合物中相当，助力理解石墨烯纳米带载流子行为。
2020-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unravelling the intrinsic and robust nature of van Hove singularities in twisted bilayer graphene
广泛的扫描隧道显微镜和光谱实验，辅以第一性原理和参数化的紧束缚计算，为扭曲石墨烯层中范霍夫奇点（vHs）的存在，起源和鲁棒性提供了明确的答案。我们的结果是结论性的：由于层间耦合的vH普遍存在于我们的6 H-SiC（000-1）样品上的石墨烯中的宽范围（从1°到10°）的旋转角中。从vHs的能量分离随旋转角度的变化，我们能够恢复的费米速度的石墨烯单层以及层间相互作用的强度。vH的鲁棒性通过实验和计算来评估，实验表明它们在第三石墨烯层的存在下存活，计算测试周期性调制和层间距离的绝对值的作用。最后，我们澄清了STM图像中检测到的相关莫尔条纹的起源。
2012-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The intrinsic charge and spin conductivities of doped graphene in the Fermi-Liquid regime
超高流动性石墨烯样品的实验可用性打开了实现和实验研究电子液体的“流体动力学”制度的可能性。在这种情况下，电子-电子碰撞的速率非常高，并且在电子-杂质和电子-声子散射速率上占主导地位，因此被忽略。该系统被带到一个局部准平衡描述的一组光滑变化（在空间和时间）的功能，{ \it即}。密度、速度场和局部温度。在本文中，我们计算的电荷和自旋电导率掺杂石墨烯由于单独的电子-电子相互作用。我们发现，尽管线性低能带色散，石墨烯的行为在很宽的温度范围内作为一个有效的伽利略不变系统：在极限$T \to 0$的电荷电导率发散，而自旋电导率仍然有限。这些结果为用纳维-斯托克斯方程描述石墨烯中的电荷输运奠定了基础。
2015-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot Carrier-Assisted Intrinsic Photoresponse in Graphene
石墨烯是一种在光电子学、光子学和能量收集应用中显示出高前景的新材料。然而，光电响应的基本物理机制尚未建立。在这里，我们报告了高质量的双栅单层和双层石墨烯pn结器件的本征光电响应。在p-n界面的局部激光激发导致作为底栅和顶栅电压的函数的引人注目的六倍光电压图案。这些图案，连同测量的空间和密度依赖性的光响应，提供了强有力的证据，非本地的热载流子传输，而不是光伏效应，占主导地位的内在的光响应在石墨烯。这种新颖的制度，其特点是长寿命和空间分布的热载流子人口，可能会打开大门的光电技术利用有效的能量传输在纳米级。
2011-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intrinsic Terahertz Plasmons and Magnetoplasmons in Large Scale Monolayer Graphene
我们发现，在SiC上外延生长的石墨烯中，由于自然的纳米级不均匀性，如衬底梯田和皱纹，Drude吸收被转化为强的太赫兹等离子体峰。等离子体激元的激发极大地改变了磁光响应，特别是法拉第旋转。这使得石墨烯成为等离子体控制磁光现象的独特场所，这要归功于回旋质量比传统等离子体材料（如贵金属）小2个数量级。
2012-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonequilibrium carriers in an intrinsic graphene under interband photoexcitation
我们研究了非平衡载流子（电子和空穴）在本征石墨烯在低温下的远红外和中红外（IR）辐射在很宽的范围内的强度。载流子的能量分布计算使用准经典动力学方程，该方程考虑了由于声学声子和与热辐射和入射辐射的载流子光激发相关的辐射产生-复合过程的能量弛豫。结果表明，非平衡态分布是由声子的弱能量弛豫和产生-复合过程的相互作用以及泵浦饱和效应共同决定的。由于饱和效应，载流子分布函数可以在升高的强度下在泵浦区域周围呈现平台。如图所示，在足够强的中红外泵浦下，粒子数反转可以在泵浦能量以下发生。石墨烯直流电导率作为泵浦强度的函数表现出明显的非线性，在相当低的强度下具有次线性区域，在强泵浦下具有饱和。然而，在很宽的范围内的泵浦强度的增加只会导致载流子浓度，特别是直流电导率的适度增加。石墨烯在中红外辐射下的电导率对载流子动量弛豫机制表现出很强的敏感性。
2008-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Half-Metallicity in Modified Graphene Nanoribbons
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了准一维锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）在硼和氮的化学掺杂下的等电子性.掺杂浓度的逐渐增加使系统最终形成锯齿形氮化硼纳米带（ZBNNRs）。我们的研究表明，对于所有的掺杂浓度的系统稳定在反铁磁基态。掺杂浓度和掺杂剂位置调节纳米带的电子结构，表现出半导体和半金属行为作为对外部电场的响应。有趣的是，我们的研究结果表明，ZBNNRs与终止聚并苯单元表现出半金属性，无论带的宽度，以及所施加的电场，打开了一个巨大的可能性自旋电子器件的应用。
2009-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Intrinsic Elastic Properties of Multilayer Graphene -- a New Mechanical Constant
Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；Department of Physics, Pukyong National University（釜山国立大学物理系）；Center for Theoretical Physics of Complex Systems, Institute for Basic Science（基础科学研究院复杂系统理论物理中心）
本文通过原位鼓胀试验和理论模型研究多层石墨烯的本征弹性特性，提出新的机械模量以更准确描述其机械行为。
2025-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic intrinsic spin relaxation in graphene due to flexural distortions
我们提出了一个内在的自旋散射机制起源于原子的自旋轨道相互作用的相互作用和局部曲率诱导的原子晶格的弯曲变形的石墨烯。从考虑非微扰自旋轨道耦合的多轨道紧束缚哈密顿量出发，导出了Dirac电子弯曲畸变自旋散射的有效哈密顿量.我们计算的自旋寿命由于弯曲声子和波纹，我们发现在微秒范围内的值在室温下。有趣的是，这种机制在两个方面是各向异性的。首先，弛豫速率对于离面和面内自旋量子化轴是不同的。第二，自旋弛豫速率取决于晶体动量与碳-碳键形成的角度。此外，自旋寿命也是谷依赖的。所提出的机制设置了一个上限的自旋寿命在石墨烯和相关的高品质的样品时，可以制造的外部来源的自旋弛豫。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatially resolved spectroscopy of monolayer graphene on SiO2
我们对SiO $_2$上剥离的单层石墨烯进行了扫描隧道光谱测量，以探讨其电子和结构性质之间的相关性。局部态密度图的特征在于电子和空穴水坑，其产生的原因是从石墨烯和随机带电杂质中的固有波纹的长距离intravalley散射。在低能量下，我们观察到短距离谷间散射，我们归因于晶格缺陷。我们的研究结果表明，石墨烯的电子性质的影响，本征波纹，缺陷和底层的SiO $_2$衬底。
2009-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot-Carrier Cooling in High-Quality Graphene is Intrinsically Limited by Optical Phonons
许多有前途的光电子器件，如宽带光电探测器、非线性频率转换器和用于数据通信系统的构建块，都利用石墨烯中的光激发载流子。对于这些系统，它是必不可少的理解，并最终控制，光致热载流子分布的冷却动力学。然而，仍然有一个积极的辩论不同的机制，有助于热载体冷却。特别是，最终限制冷却动力学的内在冷却机制仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们通过研究两个技术相关的系统来解决这个问题，这两个系统由迁移率> 10，000 cm $^2$高质量石墨烯和不能有效吸收石墨烯电子热的环境组成：WSe $^{-1}$封装的石墨烯和悬浮的石墨烯。我们在室温下使用超快泵浦-探测光谱研究了这两种高质量石墨烯系统的冷却动力学。在这些系统中，通过无序辅助的声学声子散射和向环境的面外热传递进行冷却的效率相对较低，预计冷却时间为数十皮秒。然而，我们观察到更快的冷却，在几皮秒的时间尺度上。我们把这归因于一种内在的冷却机制，在热载流子分布中具有足够动能的载流子发射光学声子。在声子发射期间，电子系统不断地再热化，重新产生具有足够能量的载流子以发射光学声子。我们开发了一个分析模型，解释了所观察到的动态，冷却最终受到限制的光-声声子耦合。这些对石墨烯中热载流子本征冷却机制的基本认识将对石墨烯基光电子器件的发展起到关键的指导作用。
2021-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
