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
Perfect transmission at oblique incidence by trigonal warping in graphene P-N junctions
我们发展了紧束缚模型的模式匹配技术来描述电子在石墨烯pn结中的输运。这种方法的简单性的传统模式匹配技术的低能连续模型和紧束缚模型在很宽的能量范围内的准确性。它进一步揭示了尖锐pn结上的一个有趣现象：众所周知的克莱因隧穿消失（即，完美的传输），在垂直入射和外观的完美的传输在斜入射由于三角扭曲的能量超过线性狄拉克制度。我们表明，这种现象产生的广义赝自旋在紧束缚模型中的守恒。我们希望这种效应可以在石墨烯和其他狄拉克费米子系统中实验观察到，例如三维拓扑绝缘体的表面。
2018-01-26 cond-mat.mes-hall
Perfect one-dimensional chiral states in biased twisted bilayer graphene
我们从理论上研究了小角度扭曲的双层石墨烯的电子结构，在顶层和底层之间具有很大的电势不对称性。我们发现，已知出现在三角形AB-BA域边界上的出现螺旋态实际上并不形成一个传播网络，而是提供了独立的，完美的一维通道，在三个不同的方向传播。使用连续模型的哈密顿量，我们证明了施加的偏置导致两个定义良好的能量窗口，其中包含稀疏分布的一维通道。这些能量窗口的起源可以使用单层石墨烯的交叉电子和空穴带的双带模型来理解。我们还利用紧束缚模型实现了扭曲双层石墨烯的晶格形变，并讨论了晶格弛豫对一维沟道的影响。
2020-01-22 cond-mat.mes-hall
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
First direct observation of a nearly ideal graphene band structure
角分辨光电子能谱和X射线衍射实验表明，在SiC（000-1）表面生长的多层外延石墨烯是一种新型的碳，由有效隔离的石墨烯片组成。这些膜的独特旋转堆叠导致相邻的石墨烯层电子解耦，从而在石墨烯K点处产生一组几乎独立的线性分散带（狄拉克锥）。每个锥体对应于多层堆叠中的单个宏观尺度石墨烯片，其中AB堆叠片可以被认为是低密度断层。
2009-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry of electron bands in graphene: (nearly) free electron vs. tight-binding
我们提出的对称性标记的所有电子带在石墨烯中得到的结合数值能带计算和分析的基础上群论。后者是在（近）自由电子模型的框架下进行的，或在紧束缚模型的框架下进行的。关于带的相对位置的预测可以在每个模型的基础上使用群论（和额外的简单的定性参数，如果必要的话）是互补的。
2020-10-20 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
Nearly flat Chern band in periodically strained monolayer and bilayer graphene
本研究探究周期性应变下单层与双层石墨烯的平带形成条件，发现两类体系中均存在贝里曲率均匀的拓扑近平带，结合Jackiw-Rebbi模型解释单层近平带起源，证实应变石墨烯是强关联量子态的潜在平台。
2023-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of graphene: (nearly) free electrons bands vs. tight-binding bands
在我们之前的论文中（Phys. Rev. B { \bf 89}，165430（2014））中，我们已经发现，在石墨烯中，与可以由每个原子具有四个原子轨道的简单紧束缚模型（TBM）描述的四个占据带不同，位于$Γ$点的两个最低的未占用频带（其中一个是$σ$型，另一个是$π$型）不能用这种模型来描述。在目前的工作中，我们建议这两个带的最小模型，（近）自由电子模型（FEM）的基础上，正确地描述了这些带的对称性，它们的色散规律和它们的本地化相对于石墨烯平面。
2017-04-27 cond-mat.mes-hall
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
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
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
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
How perfect can graphene be?
石墨烯结构的制造引发了大量的研究工作，重点是无质量狄拉克费米子的二维系统的性质。然而，在固态实验室中探索这种量子电动力学系统的进一步进展似乎受到人造结构电子质量不足的限制，关键问题是现有技术是否已经达到极限或原则上可能取得重大进展。在这里，我们表明，石墨烯在一个显着纯净的状态可以在自然界中发现的块状石墨的表面上，从基板材料分离的薄片的形式。在非常低的磁场下，用朗道能级光谱在太赫兹范围内探测这种薄片，我们证明了这些超低密度层（n~ 3 × 10^9 cm^-2）具有优异的电子质量，其载流子迁移率超过10^7 cm ^2/（V.s）。这一发现代表了进一步改进当前石墨烯技术的重要挑战。
2009-08-20 cond-mat.mes-hall
Flat bands with local Berry curvature in multilayer graphene
我们证明了具有局部Berry曲率的平坦带自然地出现在置于氮化硼（BN）衬底上的手性（ABC）多层石墨烯中。可以通过改变石墨烯层的数量N来调整平坦度。对于N = 7的频带变得几乎平坦，具有3.6 meV的小带宽。来自K谷和K'谷的两个几乎平坦的带沿还原区的线交叉。弱谷间隧穿带交叉变成避免交叉，产生两个几乎平坦的带与全球陈数为零，但与本地Berry曲率。带的平坦性表明许多体效应将主导物理学，而带的局部Berry曲率赋予系统非平凡的量子几何。量子几何效应通过量子距离（Fubini-Study）度量而不是更传统的陈数来表现自己。因此，BN上的多层石墨烯提供了一个平台，用于研究具有非平凡量子距离度量的系统中相互作用的影响，而没有非零陈数的复杂性。我们顺便指出，利用磁性吸附原子，并显式地破坏时间反演对称性，也可以实现非零Chern数的平坦带。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nearly Free Electron States in Graphene Nanoribbon Superlattices
近自由电子（NFE）态是低维系统中一类重要的未占据态。尽管人们对它进行了深入的研究，但关于它的物理起源及其对外部扰动的响应行为仍然没有一个清晰的描述。我们基于石墨烯纳米超晶格的系统的第一性原理研究表明，实际上存在两种NFE态，这可以通过简单的Kronig-Penney势模型来理解。通过电子掺杂可以获得无原子散射的NFE传输通道，其可以用作概念上新的场效应晶体管。
2010-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Gapped Nearly Free-Standing Graphene on an SiC(0001) Substrate Induced by Manganese Atoms
利用角分辨光电子能谱研究了SiC（0001）衬底上吸附锰的石墨烯的电子能带结构。在引入锰原子后，石墨烯的导带完全消失，并且在费米能以下0.4 eV处观察到价带最大值。同时，价带的斜率减小，接近使用局域密度近似方法计算的电子能带结构。虽然前者提供了在SiC衬底上形成几乎独立的石墨烯的实验证据，伴随着金属到绝缘体的转变，但后者表明其电子相关性可以通过外来原子进行修改。这些结果为使用半导体和电荷中性的石墨烯的有前景的器件应用铺平了道路。
2018-10-10 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
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
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
Nearly flat bands in twisted triple bilayer graphene
我们研究了交替扭曲三重Bernal堆叠双层石墨烯（t3 BG）的电子结构作为层间耦合$ω$、扭曲角$θ$、层间电势差$Δ$和上下双层滑动矢量$\boldsymbolτ$的函数，其中包括三种可能的构型AB/AB/AB、AB/BA/AB和AB/AB/BA。在Bernal堆叠双层中的抛物线低能带色散和通过有限的层间电势差$Δ$的间隙开放允许在t3 BG中的带平坦化到$\sim 20$ ~meV，对于扭转角$θ\lesssim 2^{\circ}$，无论堆叠类型如何。当与电场下扭曲三层石墨烯的金属相相比时，由于有限$Δ$的双层石墨烯的固有间隙，平带的更容易隔离和库仑屏蔽的相关减少促进了相关驱动间隙的形成。在$θ$和$Δ$参数空间中，我们得到了与堆积相关的库仑能量与带宽$U/W \gtrsim 1$的比值。我们还提出了预期的$K$谷陈数的最低能量近平坦带。
2022-06-20 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
Unconventional superconductivity in nearly flat bands in twisted bilayer graphene
平坦的电子带可以容纳过多的相互作用驱动的量子相，因为其中的动能被猝灭，因此电子相互作用占优势。扭曲的双层石墨烯，靠近所谓的“魔角”，其特征是\emph{slow}狄拉克费米子靠近电荷中性点，持续到高能量。从一个连续模型的缓慢，但强烈的相互作用狄拉克费米子，我们表明，随着化学掺杂远离电荷中性点，时间反转对称性破缺，谷赝自旋三重态，拓扑$p+ip$超导体逐渐设置，当系统驻留在一个反铁磁有序的边缘（由于哈伯德排斥），在定性与最近的实验结果。$p+ip$的成对态具有量子化的自旋和热霍尔电导率，极克尔和法拉第旋转。我们的结论也适用于其他相关的二维Dirac材料。
2019-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
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
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
Magically strained bilayer graphene with flat bands
具有魔角的扭曲双层石墨烯具有近乎平坦的能带，形成强关联电子体系。在此，我们提出了另一种基于应变双层石墨烯的系统，该系统在本征费米能级处具有平带。顶层和底层沿不同方向单轴拉伸。当应变的强度和方向满足一定条件时，两层的周期晶格是相称的。具有AA、AB和BA堆叠的区域排列成三角形晶格。在魔应变作用下，本征费米能级附近的能带几乎是平坦的，并且与其它能带有很大的带隙。该系统可以为基于石墨烯的超导集成电子系统提供更可行的平台。
2019-01-25 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
Topological flat bands in twisted trilayer graphene
扭曲三层石墨烯（TLG）可能是迄今为止最简单的现实系统，它具有非平凡拓扑的平坦带。本文用连续介质模型详细计算了它的能带结构和能带拓扑，即近平坦带的谷陈数。在实际参数下，扭转TLG的魔角约为1.12 $^{\circ}$，在此魔角处出现两个近似平坦的带。与扭曲的双层石墨烯不同，小的扭曲角可以在所有狄拉克点处诱导出微小的间隙，该间隙可以通过垂直电场进一步扩大。扭转TLG中两个近平带的谷陈数取决于扭转角$θ$和垂直电场$E_\perp$。考虑到它的拓扑平坦带，扭曲TLG应该是研究拓扑非平凡平坦带系统中强关联物理的理想实验平台。同时，由于对称性的降低，扭曲TLG中的关联态与扭曲双层石墨烯和扭曲双层石墨烯中的关联态有很大的不同。
2019-05-02 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
A nearly relaxation-free opto-electronic memory from ultra-thin graphene-MoS$_2$ binary hybrids
石墨烯和其他二维晶体的超薄平面异质结构最近引起了人们的极大兴趣。石墨烯/氮化硼组件中非常高的载流子迁移率现在已经得到了很好的建立，但是已经预期适当设计的混合物也可以执行其他任务。石墨烯和二硫化钼（MoS $_2$）的异质结构由于MoS $_2$中的光学带隙而预期对光照射敏感。尽管在具有石墨烯和MoS $_2$两者的器件架构方面取得了显著进展，但迄今为止尚未实现二元石墨烯-MoS $_2$杂化物，并且这种结构的有希望的光电性质仍然难以捉摸。在这里，我们实验证明，石墨烯上的MoS $_2$二元异质结构显示出意想不到的和显着的持久的光电导下的白光照射。光电导性不仅可以与光强度和背栅电压两者独立地调谐，而且响应于光和栅电压脉冲的合适组合，该器件用作可重写光电开关或存储器。持久的，或“ON”，状态显示几乎没有松弛或衰减的实验时间尺度内的低和中等的光激发强度，表明一个近乎完美的电荷保留。微观模型将MoS $_2$中载体的持久性与强定位相关联。这些效应在室温下也可观察到，并且具有化学气相沉积的石墨烯，因此对于大面积应用自然是可扩展的。
2013-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductance anomalies and the extended Anderson model for nearly perfect quantum wires
近完美的半导体量子线的电导阈值附近的异常解释的单重态和三重态共振的传导电子与一个单一的弱束缚电子的线。这被证明是一个普遍的效果，在广泛的情况下，有效的单电子约束是弱的。这种通用的行为的鲁棒性进行了研究数值的形状和尺寸的范围很广的圆柱形线与凸起。在扩展的哈伯德模型的框架内讨论了对栅电压、源漏电压和磁场的依赖关系。这个模型映射到一个扩展的安德森模型，在低温的限制，预计将导致近藤共振物理和显着的多体效应。
2002-08-07 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
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
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
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
Topological and stacked flat bands in bilayer graphene with a superlattice potential
本研究发现带二维超晶格势的双层石墨烯可实现高陈数拓扑平带与近百meV宽的C=0堆叠平带，且拓扑平带在1/3填充下以分数陈绝缘体为基态，为平带实验提供新平台。
2023-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Topological flat bands in rhombohedral tetralayer and multilayer graphene on hexagonal boron nitride moire superlattices
研究了菱面体四层及多层石墨烯在六方氮化硼莫尔超晶格上的拓扑平带，发现其带宽可通过电场和扭转角调控，且具有非零谷陈数，与层数成正比。
2023-04-25 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
Flying microwave qubits with nearly perfect transfer efficiency
我们提出了一个程序，通过传输线从一个谐振器到另一个谐振器的微波量子比特的状态，与理论效率任意接近100%。微波能量的发射和捕获使用可调谐耦合器来执行，其传输系数随时间变化。使用超导相位量子比特技术和最大耦合为100 MHz的可调谐耦合器，具有理论效率$η=0.999$的过程需要约400 ns的持续时间（不包括传播时间）和45的ON/OFF比。该过程也可以用于利用光学光子的量子态转移。
2011-08-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Quasiperiodicity, band topology, and moiré graphene
许多莫尔石墨烯系统具有几乎平坦的拓扑带，其中电子运动强烈相关。虽然在微观上这些系统只是准周期的，但它们通常可以被视为平移不变量，以获得良好的近似。在这里，我们重新考虑这个问题的魔角扭曲的双层石墨烯，几乎与六方氮化硼（h-BN）基板对齐。我们仔细研究了h-BN诱导的周期势对低能物理的影响。该势和由扭曲石墨烯产生的莫尔晶格的组合产生了准周期项，该准周期项取决于h-BN和莫尔石墨烯之间的对准角。我们发现取向角对电中性附近的带隙和电输运行为都有显着影响。我们还介绍和研究玩具模型，以说明如何准周期的潜力可以引起本地化和拓扑带的输运性质的变化。
2020-11-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Snap-through instability of graphene on substrates
我们确定的石墨烯形态与人字形和棋盘格表面波纹基板调节。随着石墨烯/基底界面结合能和基底表面粗糙度的变化，石墨烯形态在两种不同状态之间突变：1）紧密贴合基底和2）在基底上保持几乎平坦。石墨烯的这种突穿不稳定性可以潜在地导致期望的电子性质以实现基于石墨烯的器件。
2009-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nearly perfect spin-filtering in curved two-dimensional topological insulators
采用基于密度泛函理论的计算方法和紧束缚模型，对二维拓扑绝缘体（2DTI）弯曲纳米结构的自旋电子学性质进行了理论研究.我们表明，弯曲的几何形状使得它有可能操纵电子自旋的方式是不可用的平面2DTI设备。我们预测，与平面2DTI设备，弯曲的2DTI相关的纳米结构可以作为高效的{ \em两}-终端自旋过滤器，即使在没有磁场。我们构建了一个概括的弯曲的几何形状，我们以前的紧束缚模型的宽带隙平面2DTI铋在SiC上。由此产生的模型，适用于一个理想的圆顶几何形状与自由的边缘，显示出量子自旋霍尔物理，包括自旋极化的边缘状态。该模型预测，在没有磁场的情况下，一个特定的两端几何形状的圆顶几乎完美的自旋过滤。我们的密度泛函理论计算预测了一个Bi $_{105}$ Si $_{105}$ H $_{15}$圆顶的铋烯吸附硅和氢原子是稳定的。我们的紧束缚模型，调整到匹配密度的状态由DFT计算，预测的Bi $_{105}$ Si $_{105}$ H $_{15}$圆顶应该表现出量子自旋霍尔物理和非常有效的自旋过滤在一个两端的安排。
2021-01-05 cond-mat.mes-hall
