Gate-tunable coherent perfect absorption of terahertz radiation in graphene
石墨烯片中辐射的完美吸收可以在技术相关的光电子器件的实现中发挥关键作用。特别是，太赫兹（THz）光谱范围内辐射的完美吸收将极大地提高石墨烯在这一困难的光子能量范围内的效用，这仍然缺乏在室温下运行的廉价和强大的设备。在这项工作中，我们表明，未图案化的石墨烯薄片沉积在适当的基板上可以显示门可调相干完美吸收（CPA）在太赫兹光谱范围。我们提出的CPA的工作频率作为掺杂的函数的理论估计，其中考虑到在石墨烯样品中的无序的共同来源的存在。
2014-09-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Perfect valley filter in strained graphene with single barrier region
我们提出了一个单一的障碍系统产生纯谷极化电流在单层石墨烯。单轴应变施加在势垒区域内，该势垒区域由区域边界处的铁磁条产生的局部磁场描绘。在匹配磁场强度、应变势和费米能的条件下，透射电流仅由一个谷贡献组成。期望的谷电流可以以零反射传输，而来自另一个谷的电子被全反射。因此，该系统产生具有最大电导的纯谷极化电流。单轴应变和磁场参数的选取均在实验可行范围内，表明该方案在现有技术条件下是可以实现的。
2016-02-10 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit effects in a graphene bipolar pn junction
在本征耦合和Rashba自旋轨道耦合的情况下，对石墨烯$pn$结进行了理论研究。我们表明，通过调节垂直电场，在垂直入射时实现了从完美反射到完美透射的交叉。通过进一步研究角度相关的传输，我们证明，在正常入射的完美反射可以清楚地区分从平凡的带隙效应。我们还研究了自旋轨道效应如何修改电导和Fano因子与潜在的步骤在$nn$和$np$的情况下。
2009-09-04 cond-mat.mes-hall
Perfect Reflection of Chiral Fermions in Gated Graphene Nanoribbons
我们描述了通过门控金属石墨烯纳米带使用非平衡格林函数方法的理论研究的结果。虽然与量子场论的类比预测完美的传输手征费米子通过门控区在一维，我们发现\emph{perfect reflection}的手征费米子在扶手椅带的特定配置的门。这种效应应该可以在由带电碳纳米管门控的窄石墨烯收缩中测量。
2009-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flat bands and perfect metal in trilayer moiré graphene
我们研究了形成莫尔条纹的扭曲多层石墨烯系统的电子结构。我们考虑小的扭曲角分开的石墨烯片，并开发一个低能量的理论来描述耦合的狄拉克布洛赫状态接近每个单独的平面中的K点。扩展超出双层的情况下，我们表明，当连续的扭曲角的比例是合理的，出现在准动量空间的周期性与莫尔布洛赫带，即使系统不表现出在真实空间中的晶格结构。对于一个三层的几何形状，我们发现在一定的旋转角度的频谱中的平坦带。执行的三层的能带模型的对称性分析，我们证明了该系统是一个完美的金属在这个意义上，它是在所有的能量无隙。这个惊人的结果源于三个狄拉克锥，它们只能成对地产生间隙，并产生具有无限连通性的带。充分的无隙属性是由一个紧急的粒子-空穴对称性在足够小的角度有效的保护。
2019-01-16 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall coherent perfect absorption in graphene
本研究针对石墨烯在静磁偏置下的吸收特性，探究量子霍尔 regime中太赫兹磁光相干完美吸收现象，揭示圆偏振相关的可调谐特性与相位调制，为长波长传感和信号处理应用提供支撑。
2023-12-12 cond-mat.mes-hall
Notes on the minimal longitudinal dc conductivity of perfect bilayer graphene
本文推广了A. W. W. Ludwig等人在Phys. Rev. B { \bf 50}，7526（1994）中。使用最初应用于自旋电子系统的Kubo公式，我们得到$σ^{\text min}_{xx}= (J π/2) e^2/h$，而从上述工作中使用的另一个公式，我们找到$\barσ^{\text min}_{xx}= (4J/π) e^2/h$，其中对于单层石墨烯J=1，对于双层石墨烯J=2。这两种普世价值虽然在数值上接近，但却不同。我们的两个结果与实验结果在同一数量级上，并且对于单层情况，我们的结果之一与许多早期的理论预测一致。然而，对于双层石墨烯，只有两个研究是已知的与我们的计算值不同的最小电导率的预测。与单层情况类似，双层石墨烯中的最小电导率的物理起源也植根于由与电子的抖动运动相关的Zitterbewegung引起的本征无序。
2006-09-05 cond-mat.mes-hall
Perfect Spin-filtering and Giant Magnetoresistance with Fe-terminated Graphene Nanoribbon
采用第一性原理输运模拟方法研究了Fe封端锯齿形石墨烯纳米带（zGNR）的自旋相关电子输运性质。这种zGNR结的自旋结构可以通过外加磁场来控制，并且在小偏压下的MR>1000，在外加均匀磁场下的自旋过滤器性能良好.
2011-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable zero-energy transmission resonances in shifted graphene bilayer
已知石墨烯双层由于其手性而完美地反射垂直入射的电子。这与克莱因隧穿类似，在单层中，克莱因隧穿是在垂直入射下实现完美透射的原因。堆叠缺陷将双层的每个抛物线带交叉变成狄拉克锥对。在这里，我们表明，令人惊讶的是，在一个双层堆叠默认（或移位）可以导致完美的{ \it传输}在正常入射的法布里-珀罗型共振{ \it在零能量}的结果。这些建设性的干扰只发生在狄拉克锥相对于入射电子的特定取向和它们在倒易空间中的分离的量化值。我们的研究结果提供了一种方法来控制透射共振在未掺杂的石墨烯双层结构通过调整层堆叠。
2013-11-15 cond-mat.mes-hall
Quantized transport, strain-induced perfectly conducting modes and valley filtering on shape-optimized graphene Corbino devices
石墨烯的极端机械弹性及其在晶格和电子自由度之间的特殊耦合已经产生了对应变工程石墨烯的强大推动力，一方面，应变增强了其现象学的丰富性，并使电子设备的新概念成为可能，另一方面，新的和极端的物理学可能会发生。在这里，我们证明了支持石墨烯片的衬底的形状可以被优化为可接近的实验，其中应变诱导的伪磁场（PMF）可以通过压力来定制，以定向选择性电子传输和夹断电流流动到量子信道极限。这里探索的Corbino型布局还允许根据谷和电流方向过滤载流子，其可以用于注入或收集谷极化电流，从而实现谷电子学所需的基本元件之一。我们的研究结果是基于一个框架开发，以切实确定应变，外部参数和几何形状的组合，最佳兼容的目标空间轮廓所需的物理特性-在这种情况下的PMF。通过量子输运计算具有最佳形状的大型石墨烯器件上的特征电导分布进行了分析。
2017-08-15 cond-mat.mes-hall
Distortion of the perfect lattice structure in bilayer graphene
我们认为双层石墨烯的不稳定性相对于一个扭曲的配置，在相同的精神介绍了苏，Schrieffer和Heeger的模型。通过计算畸变双层膜的总能量，我们得出系统的基态倾向于有限畸变。我们探讨如何平衡配置的变化与载流子密度和两层之间施加的电势差。
2008-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Tunable mid-infrared coherent perfect absorption in a graphene meta-surface
我们利用石墨烯纳米带的超表面实现相干完美吸收（CPA）在中红外区。结果表明，准CPA频率，CPA可以证明与适当的相位调制，存在的石墨烯元表面具有强的共振行为。CPA可以通过合并元表面的几何设计和石墨烯的电可调谐性来基本上调谐。此外，我们发现基于石墨烯纳米晶介表面的CPA是可实现的与实验石墨烯数据。该研究结果可以推广到二维光电材料在光学检测和信号处理方面的潜在应用。
2015-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Perfect crossed Andreev reflection in the proximitized graphene/superconductor/proximitized graphene junctions
本文研究邻近化石墨烯/超导体/邻近化石墨烯结中的交叉安德烈夫反射，发现当两侧石墨烯本征自旋轨道耦合符号相反时，特定自旋-谷电子可实现100%概率的完美交叉安德烈夫反射，为设计高效库珀对分裂器提供依据。
2023-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chiral Tunnelling in Twisted Graphene Bilayer
电子沿势垒法线方向入射时，在石墨烯单层中的完全透射和在Bernal石墨烯双层中的完全反射被看作是Klein佯谬的两个体现。在这里，我们展示了克莱因悖论的一个新的和独特的化身。由于所涉及的准粒子的不同手性，扭曲石墨烯双层中的手性费米子显示出可调节的垂直入射手性隧穿概率：通过控制势垒的高度或入射能量，它们可以从完全隧穿变为部分/完全反射，反之亦然。除了解决具有不同手性的手性费米子如何通过势垒隧道的基本物理问题外，我们的研究结果还提供了一种简单的途径来调整扭曲石墨烯双层的电子特性。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomically perfect torn graphene edges and their reversible reconstruction
石墨烯边缘的原子结构在确定截短的石墨烯结构（特别是纳米带）的电、磁和化学性质方面是关键的。不幸的是，石墨烯边缘通常远非理想，并且遭受原子级缺陷、结构扭曲和非预期的化学官能化，导致不可预测的性质。在这里，我们报告说，在高真空中通过电子束引发的机械破裂或撕裂制造的石墨烯边缘是干净的，在很大程度上是原子上完美的，在扶手椅或Z字形方向取向。通过像差校正的透射电子显微镜，我们证明了可逆的和扩展的五边形-七边形（5-7）在锯齿形边缘重建，并从实验和理论上探索配置状态之间的转换的动力学。在5-7和6-6锯齿边缘态之间的翻转率的理论和实验结果吻合较好。我们的研究表明，简单的撕裂是非常有效的生产原子清洁，理想的终端，从而提供了一个有价值的工具，实现原子定制的石墨烯和促进有意义的实验研究。
2013-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of gate-tunable coherent perfect absorption of terahertz radiation in graphene
报道了石墨烯对太赫兹辐射的电调谐相干完全吸收的实验观察。我们研制了一种反射型可调谐太赫兹谐振腔，该谐振腔由大面积石墨烯层、金属反射电极和电解介质组成。太赫兹腔中的离子门使得我们能够将石墨烯的费米能级调谐到1eV，并在2.8THz处达到吸收率为99%的临界耦合条件。利用增强的THz吸收，我们能够测量高掺杂石墨烯的输运散射时间的费米能量依赖性。此外，我们还展示了柔性有源太赫兹表面，可以在太赫兹反射率中产生大调制，同时具有低插入损耗。我们预计，门可调CPA将导致有效的主动太赫兹光电子应用。
2018-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Casimir interaction between a perfect conductor and graphene described by the Dirac model
采用Dirac模型计算了平面悬浮石墨烯样品与平行平面理想导体之间的Casimir相互作用能。这是通过两种方式完成的。首先，我们用量子场论方法计算了2+1维费米子与3+1维光子相互作用系统的主序图。接下来，我们考虑一个有效的理论与匹配条件的电磁场诱导的量子准粒子在石墨烯。结果表明，第一种方法的耦合常数比第二种方法的大。该系统的Casimir相互作用似乎相当弱。它表现出很强的依赖于石墨烯中的准粒子的质量。
2009-11-15 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Wideband Perfect Absorption Polarization Insensitive Reconfigurable Graphene Metasurface for THz Wireless Environment
在这项工作中，我们研究了一个简单的结构石墨烯太赫兹（THz）超颖表面（MSF）完美的吸收，宽带，偏振不敏感，斜入射不敏感和频率重构。石墨烯MSF结构由沉积在由金属接地平面终止的硅衬底上的石墨烯元原子的二维周期性阵列组成。数值分析了所提出的MSF的性能。介绍了该结构的等效电路模型及其闭合解。石墨烯MSF薄结构在2.5 THz下在横向电（TE）和横向磁（TM）偏振中在垂直入射下提供100%的吸收，具有宽带宽、零反射和零透射。在斜入射下，吸收保持在95%以上。此外，石墨烯MSF结构具有频率重构的优点。在重新配置后，在所有可重新配置的频率下保持优异的吸收性能。结果表明，石墨烯超原子的THz MSF的有效性，这可能是有前途的THz无线环境。
2019-10-18 cond-mat.mes-hall eess.SP physics.app-ph
Magnetic-flux-driven topological quantum phase transition and manipulation of perfect edge states in graphene tube
研究了周长为N的石墨烯管在磁场作用下的紧束缚模型。我们确切地表明，该模型具有不同的非平凡的拓扑相位的流量的变化。作为拓扑量子相变（QPT）指标的缠绕数，当N/3等于其整数部分[N/3]时，固定为N/3，否则，随着磁通量的变化，缠绕数在[N/3]和[N/3]+1之间周期性地跳跃。对于具有锯齿形边界条件的开口管，得到了精确的边缘状态。即使对于有限长的管，也存在两个完全位于边界处的理想中隙边缘态。利用穿流可以控制量子态：将完美边缘态从一端转移到另一端，或者在它们之间产生最大纠缠。
2016-09-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Graphene - a nearly perfect fluid
流体动力学和碰撞主导的输运是理解许多相关量子液体的慢动力学的关键。剪切粘度η与熵密度s之比η/s唯一适合于确定量子流体中激发相互作用的强度。我们使用量子动力学理论确定清洁的未掺杂石墨烯中的η/s。由于该系统的量子临界性，该比率小于许多其他相关量子液体，有趣的是，接近于在夸克-胶子等离子体的上下文中确定的下限。我们讨论了可能的后果的低粘度，包括前湍流电流。
2009-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral Tunneling through Double Barrier Structure in Twisted Graphene Bilayer
本文研究了载流子在扭曲石墨烯双层双势垒结构中的手性隧穿，发现透射概率呈镜像对称且随入射能量和势垒高度从完美透射渐变为完美反射，该方向依赖性为调控电子性质提供了新参数。
2023-07-27 cond-mat.mes-hall
Controlling spoof plasmons in a metal grating using graphene surface plasmons
欺骗等离子体模拟贵金属等离子体。等离子体频率的等效物是由它们在其上传播的金属光栅的几何形状施加的能量标度。在本文中，我们表明，欺骗等离子体激元在太赫兹的分散可以控制放置在金属光栅附近的掺杂石墨烯片，增加更多的通用性，这种类型的系统。我们开发了一个半解析模型，基于一个完美的金属衍射光栅。该模型可以很好地再现FDTD计算相同的问题，但更少的计算机时间。讨论了该系统在太赫兹到中红外光谱范围内的光学特性，结果表明该系统既可以作为理想的吸收体，又可以作为传感器件。为了说明后一种性质，我们选择了不同的醇作为分析物。完全吸收出现的频率可以通过光栅的几何参数和石墨烯中的费米能的值来控制。整个工作中预测的理论结果可以在未来的实验验证。
2017-08-05 cond-mat.mes-hall
Self-consistent Hartree theory of the role of electron-electron interactions in the electronic structure and conductance quantization of graphene nanoconstrictions
我们提出了自洽计算的电子输运在石墨烯纳米收缩的Hartree近似。我们认为，暂停扶手椅丝带与V形收缩具有完美的扶手椅或锯齿形的边缘，以及mesoscopically顺利，但原子阶梯收缩与余弦配置文件。我们的计算是基于紧束缚模型的石墨烯和帐户的电子-电子相互作用的收缩和半无限的铅明确。我们发现，电子相互作用的结果是：（i）电子沿着均匀带的边缘和锯齿形和余弦收缩边缘，但不是沿着扶手椅收缩边缘积累。(ii)第一个子带显示出几乎完美的透射率，由于在均匀的石墨烯边界处的局部化，除了在低能量的情况下的锯齿形和余弦收缩，其中布洛赫阻带形成在相关的周期性结构。(iii)第二子带几乎完全被收缩所阻挡。(iv)电子相互作用有利于子带内散射，而非相互作用电子理论预测子带间散射占主导地位。(v)电导量子化的前几个电导步骤是更明显的扶手椅收缩，但不那么曲折的收缩。(vi)与没有电子相互作用的情况相比，余弦收缩的2e^2/h电导平台要显著得多。最近的实验可能的影响进行了简要讨论。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall
Screened plasmons of graphene near a perfect electric conductor
本文用含费米修正的流体动力学模型研究完美电导体附近石墨烯的屏蔽等离激元，发现费米修正显著提高表面波频率，并在电中性点附近得到速度接近 $v_{\mathrm{F}}/\sqrt{2}$ 的线性色散，同时推导了能量参数和阻尼等解析表达式。
2023-08-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Origin of Anomalous Water Permeation through Graphene Oxide Membrane
由于对低维碳结构中的水的流动和结构以及它的实际影响的基本兴趣，水在低维碳结构中受到了认真的考虑。最近，水通过氧化石墨烯膜的异常完美渗透被证明，尽管该膜对于其他液体甚至气体是不可渗透的。还报道了氧化石墨烯在水存在下的不寻常的拉胀行为。基于第一性原理计算，我们建立了水和氧化石墨烯混合体系的原子模型，揭示了水在氧化石墨烯中的反常行为.我们发现，形成的六边形冰双层之间的薄片，以及融化过渡的冰在薄片的边缘是至关重要的，以实现完美的水渗透整个堆叠结构。相邻层之间的距离，可以通过氧气还原过程或压力控制，以确定水流，从而突出了一个独特的水动力学随机连接的二维空间。
2013-07-24 cond-mat.mes-hall
Tunable terahertz coherent perfect absorption in a monolayer graphene
相干完全吸收体（CPA）被认为是激光的时间反演对应体：一个含有损耗介质而不是增益介质的谐振腔可以完全吸收相干光场。在这里，我们利用单层石墨烯以非共振方式实现CPA。研究发现，在悬浮单层石墨烯的太赫兹波段存在准CPA点，在准CPA频率下，通过两束入射光之间的适当相位调制，可以实现CPA。发现石墨烯基CPA具有宽带角选择性：对于正交的$s$和$p$偏振，CPA点在斜入射时分裂成两个频带，并且这两个频带覆盖从零频率开始的宽频率范围。此外，相干吸收可以通过改变栅极控制的费米能量来基本上调谐。非共振石墨烯片CPA的研究结果可以推广到太赫兹/红外探测和二维光电材料的信号处理的潜在应用。
2014-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Mode-selective cloaking and phase-matching cavity resonances in bilayer graphene transport
School of Physics, Xidian University（西安电子科技大学物理学院）；IMDEA Nanoscience（IMDEA纳米科学研究所）；College of Physics and Technology, Bohai University（渤海大学物理与信息技术学院）
研究双层石墨烯中电静屏障的弹道电子传输，揭示传播和衰减通道在电静界面的耦合机制，展示相匹配腔体实现离散能量完美传输的原理。
2026-04-14 cond-mat.mes-hall
Ni(111)|Graphene|h-BN Junctions as Ideal Spin Injectors
石墨烯在六方氮化硼（h-BN）的顶部上的沉积最近被证明，而石墨烯现在常规地生长在Ni上。由于石墨、h-BN、类石墨BC 2N的面内晶格常数和Co、Ni和Cu的密堆积表面的面内晶格常数几乎完全匹配，因此应该可以在这些材料之间制备理想的界面，这些材料分别是半金属、绝缘体、半导体、铁磁和铁磁金属。利用参数自由能最小化和电子输运计算，我们展示了h-BN如何与Ni的完美自旋过滤特性相结合|石墨和钴|石墨界面，以制造具有任何所需电阻面积积的完美隧道结或理想自旋注入器（SI）。
2011-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge Effect on Electronic Transport Properties of Graphene Nanoribbons and Presence of Perfectly Conducting Channel
已经进行了数值计算，以阐明非常规的电子输运性质的无序纳米石墨烯带锯齿形边缘（锯齿形带）。锯齿形带的能带结构具有在动量空间中很好地分离的两个谷，与石墨烯光谱的两个狄拉克点相关。由于边缘状态的部分平坦带使得每个谷中的左向和右向模式之间的不平衡，{ \it，即}单一手性模式的出现。这一特征在无序系统中产生了一个完美的导电沟道，即电导的平均值$<g>$随着系统长度的增加指数收敛到每个自旋1个电导量子，只要杂质散射不连接两个谷，就像长程杂质势的情况一样。然而，通过谷间散射，具有短程杂质势的带显示普通的局域化行为。对称性的考虑导致无序锯齿形带的分类为单一类的长程杂质，和正交类的短程杂质。还讨论了具有一般边缘结构的石墨烯纳米带的电子态，并且证明了由于边缘态而产生的手征通道即使在除扶手椅边缘之外的更一般的边缘结构中也被实现。
2008-09-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Angular-dependent Klein tunneling in photonic graphene
克莱因佯谬是相对论粒子通过高势垒的完美隧穿。作为粒子物理学的一个奇怪特征，它是石墨烯特殊导电性能的原因。它最近在原子凝聚体和拓扑光子学和声子学的背景下进行了研究。虽然在理论上完美的隧穿只适用于垂直入射，但到目前为止，克莱因隧穿的角度依赖性及其随势垒高度的强烈变化还没有实验测量。在这项工作中，我们利用原子蒸气细胞的多功能性，近轴光束传播和电磁感应透明的指数图案化。我们报告了第一个实验观察到的完美克莱因传输在二维光子系统（光子石墨烯）在正常入射和测量的角度依赖性。与直觉相反，但与狄拉克方程一致，我们观察到克莱因透射率随角度的衰减通过增加势垒高度而被抑制，这是石墨烯及其类似物导电性的关键结果。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electronic Structure of gated graphene and graphene ribbons
我们研究了门控石墨烯片的电子结构。我们考虑无限的石墨烯和有限宽度的带。在Hartree近似下，自洽地计算了电注入载流子之间的库仑相互作用以及与外部栅极的耦合。我们计算额外的载流子的平均密度，$n_{2D}$，被占用的子带的数量和密度分布作为门电位$V_g$的函数。我们讨论了量子校正的经典电容，我们计算的阈值$V_g$以上的半导体扶手椅带进行。我们发现，理想的宽带的理想电导是成正比的栅电压的平方根。
2007-02-20 cond-mat.mes-hall
Electronic Structure and Transport in Graphene/Haeckelite Hybrids: An {\em Ab Initio} Study
我们结合{ \em ab initio}密度泛函理论（DFT）的结构研究与DFT为基础的非平衡格林函数计算，探讨非六方环的存在如何影响石墨结构中的电子输运。我们发现，无限的单层，有限宽度的纳米带和纳米管形成的5-8 haeckelite只有5-和8-元环通常比他们的石墨烯为基础的同行更导电。完美的石墨结构中存在的海克石缺陷线，CVD生长的石墨烯中的晶界的模型，增加了电子导电性，并使其高度各向异性。
2015-02-25 cond-mat.mes-hall
Perfect and controllable nesting in the small angle twist bilayer graphene
费米面（FS）的平行（“嵌套”）区域驱动电子流体的不稳定性，例如元素铬中的自旋密度波。在一维材料中，FS是平凡地完全嵌套的（一个单一的嵌套向量连接两个“费米点”），而在更高的维度中，只有一小部分FS由平行的薄片组成。我们证明了扭曲双层石墨烯（TBLG）的微小角度制度拥有一个阶段，访问层间偏压，其中FS完全由嵌套的“费米线”：第一个例子完全嵌套FS在二维材料。这种嵌套相被发现在理想以及松弛的扭曲双层结构。我们表现出极好的协议与最近的STM图像的拓扑状态，在这种材料，并阐明这些和基础的费米学之间的联系。我们表明，“费米线”网络的几何形状是可控的所施加的层间偏压的强度，从而TBLG提供了前所未有的访问FS嵌套在2D材料的物理。
2019-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley filtering and electronic optics using polycrystalline graphene
在这封信中，无论是谷极化电流的操纵和狄拉克费米子的光学行为的理论探讨在多晶石墨烯。当施加应变时，由晶界分离的两个石墨烯域之间的取向不良可能导致它们的电子结构失配。这种差异表现在反演对称性的强烈破坏中，导致在宽范围的传输方向上的完美谷偏振。此外，这些石墨烯域作为电子波的不同介质，提供了调制和获得负折射率的可能性。
2016-10-13 cond-mat.mes-hall
Electronic orbital angular momentum and magnetism of graphene
计算了石墨烯电子在垂直磁场中的轨道角动量，并利用相应的磁矩研究了理想石墨烯的磁性。磁化强度的变化表明其减少与载流子掺杂，高原在一个大的领域，和de Haas-van Alphen振荡。提出了用平行电场调节磁性。OAM起源于石墨烯晶格中原子尺度的电子运动，碳原子轨道之间的矢量跳跃相互作用是其构建元素。比较了石墨烯电子的OAM、狄拉克费米子的OAM以及狄拉克费米子的总角动量，说明了它们在石墨烯磁性中的不同作用。讨论了结果的适用性和与实验的关系。
2014-05-23 cond-mat.mes-hall
Electronic transport of bilayer graphene with asymmetry line defects
在本文中，我们研究了具有（不对称）线缺陷的双层石墨烯的量子特性。在线缺陷周围发现了局域态。因此，在双层石墨烯的某一层上的线缺陷可以导致电传输通道。通过沿缺陷方向施加偏压，利用Landauer-Büttiker理论计算了含缺陷双层石墨烯的电导率，并与完整双层石墨烯的电导率进行了比较，结果表明沟道对电导率有显著影响.这种一维线电通道具有在纳米工程中应用的潜力。
2016-03-30 cond-mat.mes-hall
Nano-scale strain engineering of graphene and graphene-based devices
纳米材料中的结构畸变可以引起其电子性质的显著变化。这种情况在石墨烯中得到了很好的体现，石墨烯是碳原子的二维蜂窝结构，只有一个原子层厚度。特别地，应变石墨烯可以导致充电效应和伪磁场两者，使得可以定制完美石墨烯晶格上的受控应变以产生期望的电子性质。本文首先介绍了石墨烯电子性质应变工程的理论基础，然后为单层石墨烯中应变诱导的赝磁场和电荷效应提供了实验依据。通过理论模拟和纳米加工技术，我们进一步证明了石墨烯基器件的纳米级应变工程的可行性。
2015-11-24 cond-mat.mes-hall
Graphene healing mechanisms: A theoretical investigation
石墨烯膜中的大孔最近被证明可以愈合，无论是在低能STEM实验中的室温下，还是通过高温退火。然而，愈合机制的细节仍不清楚。我们进行了完全原子反应分子动力学模拟，以解决这些机制在不同的实验条件下。我们的研究结果表明，如果存在碳原子源，高温可以为碳原子提供足够的能量，以克服势能势垒，并产生石墨烯六边形结构的完美重构。在室温下，只有明确考虑STEM实验中电子束的热效应，这种完美的愈合才有可能。完美或接近完美的石墨烯结构的重建过程涉及线性碳链的形成，以及具有平面（Stone-Wales）和非平面（块状）结构的含有5、6、7和8个原子的环。这些结果揭示了石墨烯在不同实验条件下的愈合机制。此外，这里提出的方法对于研究其他纳米结构的剪裁和操作也很有用。
2016-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Electronic properties of phosphorene and graphene nanoribbons with edge vacancies in magnetic field
石墨烯和磷烯纳米结构在物理学的实际研究中有着巨大的应用潜力。然而，他们的合成方法仍然不允许生产具有完整分子结构的完美材料。在本文中，原子空位的发生被认为是锯齿形磷烯和石墨烯纳米带的边缘结构。对于不同浓度的边缘空位，它们对金属性能的影响进行了研究。对不同尺寸的晶胞进行了计算。此外，对于较小的尺寸，增加了均匀磁场的影响。
2018-02-22 cond-mat.mes-hall
Absence of Perfect Conductance Quantization of Helical-edge Transport in Graphene under a Strong, Tilted Magnetic Field
在最近的实验中，Young等人[Nature { \bf 505}，528（2014）]观察到金属到绝缘体的转变以及在强倾斜磁场下通过单层石墨烯中的螺旋边缘态的传输。在这样的条件下，块体是磁绝缘体，其可以通过螺旋边缘表现出金属导电性。有人发现，两端电导的螺旋通道偏离预期的量子化值在低温下（$=e^2/h$每边，在零温度）。基于这一观察，我们研究了无序对边缘通道传导的影响。我们表明，与半导体量子阱的情况不同，无序Rashba自旋轨道耦合不会导致背散射，至少导致领先秩序。相反，我们发现缺乏完美的反对齐的螺旋通道中的电子自旋是最有可能的源产生的标量（即自旋无关）杂质的背散射。内在的自旋-轨道耦合和其他时间反演对称性破缺和/或亚晶格宇称破缺电位也导致对沟道电导的（子引导）校正。
2015-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nanostructured graphene for spintronics
石墨烯蜂窝结构的锯齿形边缘表现出磁极化，使得它们作为自旋电子器件的构建块具有吸引力。在这里，我们表明，锯齿形边缘的三角形antidots执行必要的自旋电子功能，如空间自旋分裂或自旋过滤的非极化传入电流的设备。通过优化结构可以获得接近完美的性能。器械性能对实质性紊乱具有稳健性。横向电阻的栅电压依赖性对于自旋极化和自旋非极化器件是定性不同的，并且可以用作诊断工具。重要的是，所建议的设备在当前技术中是可行的。
2017-03-21 cond-mat.mes-hall
Symmetry-Guided Design of Quantum Couplers in Dirac materials: AA-Bilayer Graphene Coupler
Nuclear Physics Institute, Czech Academy of Sciences（捷克科学院核物理研究所）；Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Czech Technical University in Prague（布拉格捷克技术大学核科学与物理工程学院）
研究通过理论框架设计能调节传输准粒子极化但不显著扰动传播的量子耦合器，探讨完美传输与受控极化变换条件，提出AA堆叠双层石墨烯纳米带耦合器模型，展示极化态传输可由外部场精细调节。
2026-04-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Control of electric current by graphene edge structure engineering
在石墨烯纳米管结中，在一些结中出现几乎完美的传输，而在另一些结中出现由于反共振引起的零电导下降。我们已经分类的外观为所有组合的带状和结边缘结构的零电导下降。这些输运性质不是由整个结结构引起的，而是由部分的角边结构引起的，这表明只要切掉一部分纳米晶的角边，就可以控制电流.带宽度预期窄于10 nm，以便在室温下观察到零电导下降。
2009-08-03 cond-mat.mes-hall
Atomistic simulations of the sliding friction of graphene flakes
使用紧束缚原子模拟，我们模拟了最近的原子力显微镜实验探测石墨烯片对石墨表面的滑动。与以前的理论模型相比，其中薄片被假定为几何上完美和刚性的，而基板是由静态周期电位表示，我们的全原子模型包括量子力学与化学键断裂和键形成，以及薄片的灵活性。这些现实的功能，特别是包括在确定的静摩擦，定性与实验观察的薄片旋转的关键作用。
2009-04-22 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of spontaneously strained graphene on hexagonal Boron Nitride
已显示出六方氮化硼衬底显著改善石墨烯的电性能。最近，已经观察到，当两个蜂窝状晶体接近完美对齐时，由于莫尔附着景观，石墨烯中会产生强烈的晶格畸变。同时，在狄拉克点处出现了一个缺口。在这里，我们推导出一个简单的低能量模型的石墨烯载体接近对齐的基板，考虑到自发应变平衡，赝规范场和变形势。我们进行了详细的表征修改后的能带结构，间隙，局部和全局的态密度，和带拓扑的物理参数。我们表明，整体电子结构强烈修改的自发应变。
2014-06-23 cond-mat.mes-hall
Complex Structure of Triangular Graphene: Electronic, Magnetic and Electromechanical Properties
我们研究了石墨烯纳米盘（纳米尺寸三角形石墨烯）的电磁性质以及石墨烯纳米结的机电性质。纳米盘是由石墨烯制成的纳米磁体，其对诸如杂质和晶格缺陷的扰动是鲁棒的，其中铁磁有序由Lieb定理保证。我们可以通过自旋过滤器产生自旋电流，并通过由石墨烯纳米盘制成的自旋阀、自旋开关等自旋电子器件对其进行操纵。我们已经分析了纳米盘阵列，它具有多简并的完美平坦带，是铁磁体。通过连接两个三角形的石墨烯角，我们提出了一个纳米机械开关和旋转器，它可以通过测量两个角之间的电流来检测微小的角度旋转。利用锯齿形纳米带的应变诱导Peierls跃迁，我们还提出了一种纳米机械拉伸传感器，其中电导可以通过纳米尺度的拉伸来关闭。
2011-01-19 cond-mat.mes-hall
Nearly Perfect Single-Channel Conduction in Disordered Armchair Nanoribbons
具有扶手椅型边缘的石墨烯纳米带（扶手椅型纳米带）的低能谱被描述为石墨烯的两个非等效狄拉克点的叠加。尽管缺乏良好分离的两个谷结构，受到长程杂质的单通道传输几乎是完美的传导，其中最低阶的后向散射矩阵元素消失作为波函数的内部相结构的表现。然而，对于多通道能量区，发生平均电导的常规指数衰减。由于谷间散射不是完全不存在，扶手椅型纳米带可以被分类为正交普适类，而不管杂质的范围。在相当窄的纳米带中，几乎完美的单沟道传导主导了低能电子输运。
2009-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Kagomé network of chiral miniband-edge states in double-aligned graphene-hexagonal boron nitride structures
扭子异质结构是近年来出现的一类新型量子电子材料，其性质由相邻二维材料之间的扭角决定。在这里，我们研究了封装在六方氮化硼（hBN）中的石墨烯（G）中的莫尔超晶格迷你带，该超晶格迷你带与顶部和底部hBN晶体几乎完美对齐。我们表明，对于hBN层的晶胞取向局部破坏石墨烯晶格的反转对称性，hBN/G/hBN结构具有拓扑保护的手征态的Kagomé网络，其能量靠近迷你带边缘，沿着传播具有不同迷你带陈数的区域分离线。
2022-12-21 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of disordered graphene antidot devices
我们计算的电子和热输运性质的设备的基础上有限的石墨烯antidot晶格（GAL）连接到完美的石墨烯引线。我们使用原子的方法的基础上的$π$紧束缚模型，布伦纳潜力，并采用递归格林函数。我们考虑了随机无序对电子和热输运性质的影响，并研究了通过剪裁无序的热电价值的潜在增益。我们提出了几种路线来优化GAL系统的传输特性。最后，我们说明了如何量子热输运可以解决分子动力学模拟，并比较的GAL系统的弹道极限的格林函数的结果。
2012-09-14 cond-mat.mes-hall
Quantized perfect transmission in graphene nanoribbons with random hollow adsorbates
研究随机空心吸附物对石墨烯纳米带量子输运的影响，发现特定能量处出现鲁棒量子化电导峰，揭示无序体系中弹道输运的存活机制，为调控GNRs电导率提供新途径。
2024-04-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene re-knits its holes
纳米孔，在电子束下在室温下在单层石墨烯片中蚀刻，作为它们与金属杂质相互作用的结果，被示出通过填充非六边形、石墨烯状或完美的六边形2D结构而自发愈合。扫描透射电子显微镜捕捉愈合过程和研究原子的再生长结构。这些纳米级蚀刻和重新编织过程的组合可能会导致新的石墨烯定制方法。
2012-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene tests of Klein phenomena
石墨烯的特征在于手性电子激发。因此，它为克莱因对（电子/空穴）的产生提供了一个完美的试验场。如果得到证实，势垒现象的标准结果必须重新考虑，作为副产品，空穴势垒内的积累。
2012-02-07 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Electronic transport properties of graphene nanoribbons
我们将对石墨烯纳米带的电子和输运性质进行简要概述，重点关注边缘形状和杂质散射的影响。石墨烯的低能电子态具有两个不等价的无质量Dirac谱。这两个狄拉克点在动量空间中的相对距离和由于锯齿型石墨烯边缘的存在而导致的边缘状态对石墨烯纳米带的电子和输运性质起决定性作用。在锯齿形边缘的石墨烯纳米带中，与每个狄拉克光谱相关的两个谷在动量空间中被很好地分离。每个谷中的传播模式包含源自带中心处的部分平坦带的单个手征模式。如果杂质散射不连接两个谷，即对于长程杂质电势，则该特征在无序系统中产生完美导电沟道。另一方面，具有扶手椅边缘的石墨烯纳米带的低能谱被描述为石墨烯的两个非等效狄拉克点的叠加。尽管缺乏良好分离的两个谷结构，受到长程杂质的单通道传输几乎是完美的传导，其中最低阶的后向散射矩阵元素消失作为波函数的内部相结构的表现。对称性考虑导致无序锯齿形带分为长程杂质的单位类和短程杂质的正交类。然而，没有这样的交叉发生在扶手椅纳米带。
2009-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-effect-driven half-metallic multilayer graphene
菱面体堆叠的多层石墨烯在低温下显示出磁性表面态的发生。最近的角分辨光电子能谱实验证明了ABC石墨烯长序列中磁态的鲁棒性。在这里，通过使用第一性原理计算，我们表明，这些石墨烯多层的场效应掺杂诱导了完美的半金属行为与100%的自旋电流极化已经在掺杂可达到在传统的场效应晶体管与固态MOSFET。我们的工作证明了一种新的自旋电子器件的可实现性，其中低阻态和高阻态之间的转变仅由电场驱动。
2018-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
