Finite Conductivity Minimum in Bilayer Graphene without Charge Inhomogeneities
玻尔兹曼输运理论在单层石墨烯的线性带交叉附近和双层石墨烯的二次带交叉附近失效。我们报告了一个数值研究,评估了当费米能级位于双层石墨烯的带交叉能量附近时,带间相干性在运输中的作用。我们发现,带间相干增强导电,它在石墨烯的最小电导率现象中起着至关重要的作用。这种行为是定性捕获的近似理论,它对待带间的相干性在弛豫时间近似。在此短程无序模型研究的基础上,我们得出结论,电子空穴水坑的形成是不是一个必要条件,在石墨烯中的有限电导率在零平均载流子密度。
2010-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Van Hove Singularities and Excitonic Effects in the Optical Conductivity of Twisted Bilayer Graphene
我们报告了一个系统的研究扭曲双层石墨烯(tBLG)在一个大的能量范围内(1.2 eV至5.6 eV)的各种扭曲角,结合第一性原理计算的光学电导率。在以前未探索的高能量下,我们的数据显示了tBLG带中多个van Hove奇点(vHS)的特征,以及单层石墨烯带的非线性及其电子-空穴不对称性。我们的数据还表明,激子效应在tBLG的光谱中起着至关重要的作用。包括电子-空穴相互作用的第一性原理计算是必不可少的再现的电导率谱的形状,我们发现的证据与多个vHS在tBLG的状态之间的相干相互作用。
2014-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasi-bound layer-breathing phonons inside perfect dislocations of lattice-relaxed twisted bilayers
通过多尺度建模,研究了晶格弛豫MX$_2$双层莫尔超晶格位错中的层间呼吸声子,发现位错引起的层间距空间调制在平行和反平行双层中分别产生多个和单一的一维准束缚能带。
2025-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-assisted inter-valley scattering determines ultrafast exciton dynamics in MoSe$_2$ bilayers
虽然谷(能量极值)存在于固体的所有能带结构中,但它们在确定原子级薄的过渡金属二硫属化物(TMDC)中的激子共振和动力学方面的突出作用是独特的。利用二维相干电子能谱,我们发现MoSe $_2$双层膜中激子退相干的时间尺度比单层膜中快得多。我们进一步确定两个人口弛豫通道的双层,一个相干的和非相干的。我们的微观模型表明,声子发射过程促进散射事件从$K$谷的其他较低的能量$Γ$和$Λ$谷的双层。我们结合实验和理论研究明确建立不同的微观机制,确定激子的量子动力学在TMDC单层和双层。了解激子量子动力学提供了至关重要的指导TMDC双层膜中的自旋/谷自由度的操纵。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon Linewidths in Twisted Bilayer Graphene near Magic Angle
本研究通过计算探究扭曲双层石墨烯中电子-声子相互作用与非谐效应对魔角附近声子线宽的影响,预测了莫尔势诱导的模式劈裂,证实两类效应均显著影响拉曼活性G模线宽。
2024-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of carrier transport in bilayer graphene
我们开发了一个理论的密度,无序,和温度依赖的双层石墨烯的电导率在存在的长程带电杂质散射以及一个额外的短程无序的独立起源,建立这两个散射机制有助于显着确定双层输运性质。我们发现,虽然双层石墨烯的强屏蔽性能导致与相应的单层情况下的定性差异,这两个系统表现出线性密度依赖的导电性在高密度和最小的石墨烯导电性行为周围的电荷中性点,由于形成不均匀的电子空穴水坑诱导的随机带电杂质中心。
2009-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz conductivity of twisted bilayer graphene
利用太赫兹时域光谱技术,在0.3 - 3 THz的频率范围内,测量了不同温度(10 - 300 K)下扭曲双层石墨烯的光学电导率实部[ $σ_{1}(ω)$ ].在Drude样响应的顶部,我们看到$σ_{1} (ω)$在$\sim$ 2.7 THz处的强峰。我们使用无序依赖(单一散射)模型分析了整体Drude样响应,然后将2.7 THz处的峰值归因于该能量处的增强态密度,这是由两个石墨烯层的相称扭曲引起的van Hove奇点的存在引起的。
2013-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Phonon Anomaly in Bilayer Graphene with Ultrahigh Carrier Densities
采用第一性原理计算研究了不同掺杂浓度下双层石墨烯中的电子-声子耦合。所考虑的声子是长波长高能对称(S)和反对称(AS)光学模式。两者都被证明有不同的EPC诱导的声子线宽和频率偏移的费米能级$E_F$的函数。我们发现当费米能级$E_F$高于中性点约0.5 eV时,AS模与最低的两个导带有很强的耦合,产生了巨大的线宽(大于100 cm $^{-1}$)和显著的频率软化($\sim$ 60 cm $^{-1}$).我们的\emph{ab initio}计算结果表明,这种剧烈变化的起因是BLG中不寻常的能带结构.结果突出了能带结构对高载流子密度区BLG中EPC的影响。
2012-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charged-phonon theory and Fano effect in the optical spectroscopy of bilayer graphene
自发现以来,石墨烯系统代表了探索特殊量子效应出现的特殊游乐场。本论文的重点是在双层石墨烯的光学光谱中的强红外声子共振的异常外观,并在其显着的Fano样的不对称性,都可调的门控设备。通过开发一个完整的微观多体方法的光学声子响应,我们解释了如何这两种效果可以定量占电子和声子激发的量子干涉。我们发现,声子模式借用一个大的偶极子强度从电子背景,所谓的荷电声子效应,并在同一时间与它的干扰,导致一个典型的Fano响应。我们的方法允许一个解开正确的选择规则,控制两个(对称和反对称)相关的声子模式的相对重要性的掺杂和/或在双层石墨烯的间隙的不同值。最后,我们讨论了相同的理论方案的拉曼光谱的扩展,解释拉曼声子谱上的相同的功能的缺乏。除了在解释石墨烯系统中现有的实验数据方面取得的显著成功外,本理论方法还为在各种其他系统中微观理解Fano样特征提供了一个通用方案。
2012-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Specific Heat of Twisted Bilayer Graphene
研究了单层、双层和扭曲双层石墨烯的声子比热。计算采用Born-von Karman晶格动力学模型计算层内原子相互作用和层间球对称原子间势。我们发现,在温度T<15 K时,比热随温度变化为T^n,其中对于石墨烯,n = 1,对于双层石墨烯,n = 1.6,对于扭曲双层石墨烯,n = 1.3。声子比热揭示了双层石墨烯中对扭曲角的有趣依赖性,这在低温下特别明显。结果表明,声子工程的层状材料的热性能通过扭曲的原子平面的可能性。
2014-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Minimal conductivity in bilayer graphene
使用Landauer公式方法,证明了在双层石墨烯中实验发现的$e^{2}/h$级的最小电导率是其本征性质。对于理想晶体的情况,电导率变为等于$e^{2}/2h$/谷/自旋。考虑双层石墨烯中的零温散粒散粒噪声,计算了Fano因子。其值$1-2/π$接近于先前对于单层石墨烯发现的值的1/3。
2006-06-23 cond-mat.mes-hall
Electron-optical phonon coupling in suspended bilayer graphene
利用电输运实验和散粒噪声测温技术研究了悬浮双层石墨烯中的电子-声子传热速率。与通过三体超碰撞散射具有热流的单层石墨烯相反,我们发现双层石墨烯中的规则电子-光学声子散射在电子能量$ \gtrsim 0.15$ eV处提供主导散射过程。我们确定这些双层石墨烯的固有热流过程的强度,并找到良好的协议与理论估计时,考虑到区域边缘和区域中心的光学声子。
2014-09-22 cond-mat.mes-hall
Thermal conductivity spectrum calculation from first-principles-based harmonic phonon theory
近年来,介电和半导体晶体的纳米结构化增强了其热导率的可控性。为了进行计算材料搜索以获得具有理想热导率的纳米结构材料,一个关键性质是原始单晶的热导率谱,其决定了纳米结构的适当长度尺度和不同种类纳米结构的相互适应性。虽然第一性原理声子输运计算已经变得容易,但非简谐晶格动力学计算仍然是扫描许多材料的繁重工作。为此,我们已经开发了一个经验模型,描述的热导率谱的谐波声子性质和体热导率。该模型进行了测试,几种晶体具有不同的结构和热导率,并确认再现的热导率谱和非谐计算的整体配置文件。
2016-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Length Dependent Thermal Conductivity Measurements Yield Phonon Mean Free Path Spectra in Nanostructures
在纳米结构如纳米线上的可变长度上的热导率测量提供了关于负责热传导的声子的平均自由程(MFP)的重要信息。然而,几乎所有的这些测量都是用平均MFP来解释的,即使许多晶体中的声子具有宽的MFP光谱。在这里,我们提出了一种重建方法来获得MFP光谱的纳米结构从可变长度的热导率测量。使用这种方法,我们调查最近报道的SiGe合金纳米线和悬浮石墨烯带的长度依赖的热导率测量。我们发现,最近对石墨烯的测量表明,石墨烯中70%的热量是由具有大于1微米的MFP的声子携带的。
2015-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of GeTe/Sb$_{2}$Te$_{3}$ superlattices measured by coherent phonon spectroscopy
利用飞秒相干声子谱研究了GeTe/Sb $_{2}$ Te $_{3}$超晶格的晶格热导率。在非晶和晶态GeTe/$_{2}$ SL薄膜中获得的时间分辨瞬态反射率在太赫兹(THz)频率下具有皮秒退相时间的相干$A_{1}$光学模式。基于德拜理论,我们计算了晶格热导率,包括晶界散射、点缺陷散射、umklapp过程和声子共振散射。结果表明,在非晶SL的热导率是较小的温度依赖性,归因于占主导地位的声子缺陷散射。
2011-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magic angle in thermal conductivity of twisted bilayer graphene
本研究发现转角双层石墨烯在1.08°魔角处热导率出现局部极小值,其源于原子振动离域化与AA堆叠密度增加的竞争效应,揭示了二维材料独特的纳米热学物理机制。
2023-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Interactions in Bilayer Graphene: A First Principles Approach
采用密度泛函微扰理论分析了双层石墨烯中的电子-声子相互作用。结果表明,与单层石墨烯相比,双层石墨烯中的声子散射更接近于体石墨。特别是,在最低的导带中的电子-声子散射主要由六个最低的(声学和类声学)声子分支,只有轻微的贡献,从光学模式。在低/中等电子能量的总散射率可以描述一个简单的双声子模型的变形势近似与有效常数Dac $\approx$ 15 eV和Dop $\approx 2.8 \times 108$ eV/cm的声学和光学声子,分别。随着声学声子散射的增强,双层石墨烯的低场迁移率预计将显著小于单层石墨烯的低场迁移率。
2010-11-24 cond-mat.mes-hall
On the low-temperature anomalies in the thermal conductivity of plastically deformed crystals due to phonon-kink scattering
以前的实验研究的塑性变形的铅晶体在超导状态下的热导率显示出强烈的异常的热导率。对于弯曲的${}^4\text{He}$样品的热导率也发现了类似的效果。到目前为止,对这些结果的理论解释仍然缺失。在本文中,我们将介绍声子扭结散射的过程,并表明它定性地解释了实验发现的异常。
2012-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acoustic-phonon-mediated superconductivity in Bernal bilayer graphene
我们提出了一个系统的声学声子介导的超导理论,其中包括库仑排斥,解释最近的实验在Bernal双层石墨烯下的大位移场。声-声子机制预测,$s$ -波自旋单重态和$f$ -波自旋三重态配对是简并的和占主导地位的。假设自旋极化的谷非极化的正常状态,我们获得了$f$波自旋三重态超导性与$T_c\sim 20$ mK接近$n_e=-0.6\times 10^{12}$ cm $^{-2}$空穴掺杂,与实验近似一致。我们进一步预测,在电子掺杂和空穴掺杂制度的大掺杂的超导电性的存在。我们的研究结果表明,观察到的自旋三重态超导Bernal双层石墨烯来自声学声子。
2022-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Quantum mechanical prediction of four-phonon scattering rates and reduced thermal conductivity of solids
最近,基于第一性原理的微扰理论预测晶格热导率$κ$取得了重大成功。然而,它只包括三声子散射,因为假设四声子和更高阶的过程通常是不重要的。此外,直接评估四声子和高阶过程的散射率一直是一个长期的挑战。然而,在这项工作中,我们已经开发了一种形式主义,以明确地确定在整个布里渊区四声子散射的量子力学散射概率矩阵,并通过减轻计算的挑战,我们直接计算四声子散射率。我们发现,四声子散射率是可比的三声子散射率在中高温下,他们增加二次温度。因此,当四声子散射被包括在内时,Lennard-Jones氩的$κ$在80 K下减少了60%以上。此外,在较少的非谐材料-金刚石,硅,锗,$κ$仍然减少在高温下的四声子散射。此外,即使在低温下,光学声子的热导率也由四阶和更高阶声子散射主导。
2016-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon magic angles and tunable Hall conductivity in 2D twisted ferromagnetic bilayers
随着在扭曲双层石墨烯(tBLG)中发现相关的绝缘相和超导相,扭曲电子学是当前凝聚态物理中最活跃的研究领域之一。在这里,我们提出了tBLG的磁振子类似物。我们研究了扭曲铁磁双层膜(tFBL)中的磁振子,包括交换和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。对于可忽略的π,tFBL呈现离散的磁振子魔角和类似于tBLG的平坦莫尔能带。然而,这一变化改变了局面,使该系统更加奇特。tFBL中的自旋导致了任意扭转角下丰富的拓扑磁振子能带结构。扭转角变成了磁振子霍尔和能斯特电导率的控制旋钮。带隙的平坦带出现在连续的魔角中。在连续谱的下限,能带结构重构形成拓扑平坦带束。豪华的扭曲角控制带隙,拓扑性质,平带的数量,霍尔和能斯特电导率呈现tFBL一种新颖的设备从基本和应用的角度来看。
2020-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long wavelength interdomain phonons and instability of dislocations in small-angle twisted bilayers
本研究建立了二维材料小角度扭转同质双层膜中畴间位错的长波声子理论,发现位错支持多个一维声子子带,最低无隙子带存在长波不稳定性,钉扎势或位错形变可稳定该谱,有隙子带便于实验检测。
2025-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-mediated dimensional crossover in bilayer CrI3
在双层CrI 3中,实验和理论研究表明,磁序与层堆叠结构密切相关。在这项工作中,我们研究了动态晶格畸变的影响,诱导的非线性声子耦合,在双层系统的磁序。我们用密度泛函理论来确定声子性质,用群论来得到声子-声子相互作用。我们发现,双层结构具有低频拉曼模式,可以被非线性激活后,一个合适的红外声子模式的相干光激发。这种瞬态晶格修改,反过来,反转的符号的层间自旋相互作用的参数在实验中,表明一个低频率的光诱导的反铁磁铁磁过渡。
2020-08-21 cond-mat.mes-hall
Drude-Interband Coupling, Screening, and the Optical Conductivity of Doped Bilayer Graphene
我们提出了一个理论的能带重整化和激子电子-电子相互作用的影响的光学电导率的掺杂双层石墨烯$σ(ω)$。使用Keldysh形式主义,我们推导出一个动力学方程,从中我们提取的数值和近似解析结果$σ(ω)$。我们的计算揭示了一个以前未被认识的机制,耦合的德鲁德和带间响应和重整化的等离子体频率,并建议筛选必须发挥重要作用,在解释弱重整化电导率在最近的实验中看到。
2009-08-04 cond-mat.mes-hall
Moire-Engineered Excitonic Landscape and Phonon-Mediated Recombination in Twisted WSe2 Bilayers
Indian Institute of Technology Mandi(印度技术学院曼迪分校);CSIR-National Physical Laboratory(印度科学工业研究理事会国家物理实验室);Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR)(科学与创新研究学院);Indian Institute of Science(印度科学学院);National Institute of Material Science(国家物质科学研究所)
通过扭曲双层二硒化钨的莫尔超晶格,实验观察到强层间激子发射和声子辅助复合,并发现扭曲抑制了缺陷束缚激子,为调控过渡金属二硫族化物中的激子-声子相互作用提供了新途径。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral valley phonons and flat phonon bands in moiré materials
我们研究了扭曲双层WSe 2中声子模的手征性,并证明了扭曲角接近$0^{\circ}$和接近$60^{\circ}$时$K/K^\prime$谷声子的不同手征行为。特别是,多个手征非简并$K/K^\prime$谷声子被发现的扭曲角附近的$60^{\circ}$,而没有发现非简并手征模式的扭曲角接近$0^\circ$。此外,我们发现了两套新兴的手征谷模式,起源于在莫尔尺度上的反转对称性破缺,并在应变工程双层WSe 2和MoSe 2/WSe 2异质结构的莫尔图案中找到了类似的模式。在声学和光学模式之间的能隙,形成一个广泛的扭曲角的平面声子带中观察到的扭曲双层WSe 2。我们的研究结果是相关的理解电子-声子和激子-声子散射的莫尔材料,也为设计的声子类似物的平带电子。
2022-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Phonon-Assisted Tunneling in Metal -- Twisted Bilayer Graphene Junctions
本文通过平面隧穿谱测量发现扭转双层石墨烯中声子辅助隧穿较Bernal堆叠双层石墨烯显著增强,并借助声子色散计算阐明其机制,为研究扭转范德华材料中的电子-声子耦合提供了通用工具。
2025-07-17 cond-mat.mes-hall
Modeling Interlayer Interactions and Phonon Thermal Transport in Silicene Bilayer
该研究开发了基于从头计算的层间势,通过平衡分子动力学模拟发现双层硅烯热导率高于单层,归因于层间作用与屈曲导致的声子群速度提升。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Conductivity activation energy for bilayer hetero-structures at integer filling numbers
本文报道了双层异质结构二维电子气中低能激发的研究。我们将双层哈密顿量分解为SU(4)对称部分和各向异性部分,并将后者视为微扰。我们发现Goldstone和带电激发- skyrmions -都受非线性西格玛模型支配。我们计算了Skyrmion的各向异性能隙在双层膜的倾斜反铁磁相中有一个显著的极小值。我们将我们的发现与最近的实验结果进行了比较。
2000-03-08 cond-mat.mes-hall
Continuum model for relaxed twisted bilayer graphenes and moiré electron-phonon interaction
我们建立了一个连续介质模型来描述任意晶格变形的扭曲双层石墨烯的电子结构和电子-声子相互作用。从紧束缚模型出发,导出了存在一般晶格位移时的层间哈密顿量,得到了光滑形变的长波连续谱表达式。我们表明,连续模型正确地描述了晶格弛豫扭曲双层石墨烯的能带结构。我们将该公式应用于声子振动,并导出了莫尔带态和莫尔声子模之间的电子-声子矩阵元的显式表达式。通过数值计算,我们发现在低扭转角下,由于超晶格杂化,电子-声子耦合和声子介导的电子-电子相互作用显著增强。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall
Superior thermal conductivity in suspended bilayer hexagonal boron nitride
我们报道了剥离的双层六方氮化硼h-BN的基面热导率,使用悬浮的预图案化的微结构进行测量。采用干转移法制备了适合于热测量的h-BN样品,其样品质量优于PMMA介导的样品,因为样品表面的聚合物残留较少。测得的室温热导率约为484 Wm-1 K-1(+141 Wm-1 K-1/ -24 Wm-1 K-1),超过了体相h-BN的热导率,提供了悬浮少层h-BN的厚度依赖热导率的实验观察。
2016-06-27 cond-mat.mes-hall
Boltzmann transport and residual conductivity in bilayer graphene
用Drude-Boltzmann理论计算了双层石墨烯的输运性质。我们发现,对于石墨烯实验中可获得的典型载流子密度,主要的散射机制是过屏蔽的库仑杂质,其行为类似于短程散射体。我们预计,在高密度下,电导率$σ(n)$在$n$中是线性的,并且在低密度下具有对应于$n^* = \sqrt{n_{\rm imp} {\tilde n}}$的剩余密度的平台,其中${\tilde n}$是一个常数,我们使用自洽的高斯-费米屏蔽近似估计为${\tilde n} \approx 0.01 ~q_{\rm TF}^2 \approx 140 \times 10^{10} {\rm cm}^{-2}$。导出了电导率随带电杂质密度变化的解析结果。我们还评论的双层电导率的温度依赖性。
2008-03-21 cond-mat.mes-hall
Phonon renormalisation in doped bilayer graphene
我们报告声子重正化双层石墨烯作为掺杂的功能。拉曼G峰硬化和尖锐的电子和空穴掺杂,作为在$Γ$点的非绝热Kohn异常的结果。双层膜有两个传导和价电子带,分裂依赖于层间耦合。这导致G峰位置随掺杂的变化的斜率的变化,这允许直接测量层间耦合强度。
2008-07-10 cond-mat.mes-hall
Negative terahertz conductivity in disordered graphene bilayers with population inversion
无带隙的能带谱使得基于石墨烯和石墨烯双层膜的结构具有由光学或注入泵浦产生的布居数反转,是用于带间太赫兹(THz)激光的有希望的介质。然而,太赫兹频率下的强带内吸收仍然对高效太赫兹激光发射构成挑战。在本文中,我们表明,在泵浦石墨烯双层结构中,间接带间辐射跃迁伴随着无序引起的载流子散射可以提供实质性的负贡献的太赫兹电导率(连同直接带间跃迁)。在具有点电荷缺陷的高- $κ$衬底上的石墨烯双层结构中,这些跃迁几乎完全补偿了由于带内(Drude)吸收引起的损失。我们还表明,在石墨烯双层的延伸缺陷(如带电的杂质团簇,表面缺陷,和纳米孔)的THz电导率的间接带间贡献可以超过几倍的基本限制与直接带间跃迁和德鲁德电导率。这些预测可能会影响基于石墨烯的太赫兹激光器的实现策略。
2015-02-04 cond-mat.mes-hall
DC conductivity of twisted bilayer graphene: Angle-dependent transport properties and effects of disorder
利用实空间Kubo-Bastin电导率的Chebyshev多项式展开,计算了扭曲双层石墨烯(TBLG)的面内直流电导率.我们在紧束缚(TB)方法中研究了输运性质随旋转角、外加垂直电场和空位无序的变化。我们发现,对于高角度扭曲,两层有效地解耦,在狄拉克点的最小电导率对应于单层石墨烯中观察到的值的两倍。这仍然是有效的,即使在存在的空缺,暗示手征对称性仍然保留。相反,对于低扭转角,狄拉克点处的电导率取决于扭转角,并且在存在无序的情况下不受保护。此外,对于低角度和在所施加的电场的存在下,我们发现,出现在AB和BA区域之间的手征边界状态有助于DC电导率,尽管在AA区域的外观强烈的本地化状态。这一结果与最近在扭曲双层石墨烯上进行的电导率实验相一致。
2018-01-09 cond-mat.mes-hall
Optical conductivity, Drude weight and plasmons in twisted graphene bilayers
在连续介质模型下数值计算了扭曲石墨烯双层膜的光学电导率。为了获得虚部,我们采用正则化的Kramers-Kronig关系,使我们能够讨论任意的扭转角,化学势和温度。我们发现Drude重量$D$与化学势$μ$的函数关系与态密度所显示的扭曲双层的壳层结构密切相关。对于某些角度,这导致在有限的$μ$处的传输间隙D=0。我们还讨论了损失函数,低掺杂,其特征在于声学带间“等离子体激元”和过渡接近的范霍夫奇点。对于较大的掺杂,去耦的石墨烯双层的等离子体振子模式被恢复,其特别是对于小波数被阻尼。
2013-07-17 cond-mat.mes-hall
Low-energy moiré phonons in twisted bilayer van der Waals heterostructures
本文提出一种基于构型空间和DFT的低能连续模型,高效计算扭转双层异质结构中的莫尔声子,揭示低能模式随扭转角的重排及位移场的莫尔周期性,并验证于石墨烯、MoS₂和MoSe₂-WSe₂。
2023-05-10 cond-mat.mes-hall
Two-phonon Raman bands of bilayer graphene: revisited
我们提出了完整的计算双层石墨烯的双声子拉曼光谱带,包括所有的泛音和组合模式,在密度泛函紧束缚模型。基于我们的结果,我们明确地指定所观察到的双声子拉曼带的双声子模式,从而解决了现有的争议。特别是,我们表明,泛音和组合模式有重要的贡献的2D频带,带来具体的修改的频带形状。我们认为,一个中程双声子拉曼带,以前分配给2ZO模式,应分配给TOZO'模式。我们发现,拉曼波段,通常分配给LOLA模式,有显着的贡献,从TOZO模式。预测的拉曼谱带可用于分配的观察到的双层石墨烯的拉曼光谱中的样品表征的需要,为未来的技术应用。
2015-05-05 cond-mat.mes-hall
Moiré phonons in the twisted bilayer graphene
我们利用有效连续谱方法研究了扭曲双层石墨烯中的面内声学声子。我们通过求解三角畴结构静态弛豫态周围无限小振动的连续运动方程来计算声子模。我们发现,莫尔层间势只影响面内非对称模,即原来的线性色散被分解成由带隙隔开的微声子带,而面内对称模及其线性色散几乎不受影响.将非对称模的声子波函数视为畴壁网络的集体振动,用有效的莫尔尺度晶格模型定性描述低能声子能带结构.
2019-08-16 cond-mat.mes-hall
PseudoSkyrmion Effects on Tunneling Conductivity in Coherent Bilayer Quantum Hall States at $ν=1$
我们提出了一个机制,为什么在$ν=1$相干双层量子霍尔态的层间隧穿电导是非常大的,但在最近的实验中有限。根据该机制,赝Skyrmions导致有限的电导率,虽然存在着一种期望,即无耗散隧穿电流出现在状态。赝Skyrmions具有垂直于层的固有极化场,这导致耗散。使用的机制,我们表明,在电导率的大峰值仍然为弱平行磁场,但迅速衰减后,其强度超过一个临界值,$\sim 0.1$特斯拉。
2002-10-11 cond-mat.mes-hall hep-ph
Observation of Anomalous Phonon Softening in Bilayer Graphene
电子-空穴对与晶格振动的相互作用表现出许多有趣的物理现象。科恩反常是一个著名的例子,其中电子-声子耦合导致非解析声子色散在特定的动量嵌套费米表面。在这里,我们报告的另一种类型的声子异常的证据,发现在双层石墨烯的电荷密度调制的电场效应的低温拉曼光谱。这种异常,所产生的电荷可调调制的粒子-空穴对共振耦合到晶格振动,预计表现出对数发散的长波长光学声子能量。在石墨烯的非均匀双层中,对数发散被电荷密度不均匀性减弱,留下异常声子软化的痕迹。观察到的软化标志着第一次确认的声子异常的共振变形电位的电子-声子耦合的关键签名。声子软化对电荷密度不均匀性的高灵敏度为探索原子层中的基本相互作用和无序之间的相互作用创造了重要的场所。
2007-12-22 cond-mat.mes-hall
Spectral thermal gaps due to plasmon-phonon mode interaction in bilayer systems
本文从理论上研究了由杂质半导体和极性电介质组成的双层体系中声子-等离子体激元耦合对近场辐射传热的影响。通过调节前一种材料的表面等离子体激元模式与后一种材料的声子模式共振,可以在频带间隙内抑制近场光谱辐射传热。我们区分每个双层内的层间模式耦合和两个双层之间的intragap之一。我们阐明他们中的每一个在形成的带隙的作用,我们确定的距离范围内,其中一个机制占主导地位的其他。此外,我们表明,最顶层的表面等离子体激元允许优化的总传热作为两个双层的分离的函数。
2018-07-26 cond-mat.mes-hall
Local optical conductivity of strain solitons in bilayer graphene with arbitrary soliton angle
本文理论研究了双层石墨烯中任意孤子角对畴壁孤子局域光学电导率的影响,发现孤子角可调谐共振峰,且外部压力能显著改变电导率谱。
2024-12-17 cond-mat.mes-hall
Chiral correlation of drag currents inducing optical activity of twisted bilayer graphene
研究了扭曲双层石墨烯的旋光性和量子输运机制。用有效连续介质模型研究了双层体系中唯一电子态的形成。这种状态被示出为支持在两个石墨烯层中的电子的横向运动的相关性。由于原子晶格的手征结构,这种阻力关联的贡献不完全抵消,从而导致光学电导张量的阻力项。我们表明,电导率的阻力项是空间色散的表现。我们展示了如何分析和计算的电导率张量,管理系统的旋光性的组件。还计算了扭曲双层石墨烯系统的直流电导率。它表明存在一个量子电导率值$\propto e^2/h$在本征费米能。
2022-05-25 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
Low B Field Magneto-Phonon Resonances in Single-Layer and Bilayer Graphene
由强电子-电子和电子-声子相互作用引起的多体效应在石墨烯物理中起着重要作用。我们报告了它们在低B场磁-声子共振中的表现,这些表现在高质量剥离的单层和双层石墨烯中,这些石墨烯封装在六方氮化硼中。这些共振使我们能够提取特征的有效费米速度,高达$1.20 \times 10^6$ m/s,为观察到的“修饰”朗道能级跃迁,以及共振的加宽,这增加朗道能级指数。
2015-04-16 cond-mat.mes-hall
Effects of heterostrain and lattice relaxation on optical conductivity of twisted bilayer graphene
基于连续介质模型得到的能带结构,从理论上研究了在魔角附近,异质应变和晶格弛豫对扭曲双层石墨烯光学电导率的影响.我们发现,异质应变,晶格弛豫和它们的组合引起非常独特的光谱特征的光学电导率,它可以用来探测和区分这些效果。从不同费米能的光谱中,可以直接测量应变和弛豫修改的能带结构中的重要特征,例如带隙、带宽和范霍夫奇异性。与光学电导率中的平带之间的过渡相关联的峰对应变的方向高度敏感,这可以提供关于应变修改的平带的直接信息。
2021-01-25 cond-mat.mes-hall
Anisotropic minimal conductivity of graphene bilayers
双层石墨烯的费米线在零能量下被转换成位于六边形第一布里渊区拐角处的三角形的四个分离点。我们发现,作为这种三角分裂的结果,未掺杂的双层石墨烯条的最小电导率相对于连接的电极的取向$θ$变得各向异性,并发现其长度$L$上的特征尺度$\ell=π/Δk\simeq 50 nm$的依赖性由两个狄拉克点的k空间距离的倒数确定。最小电导率从短条带$L\ll \ell$的通用各向同性值$σ^{min}_{\bot}=(8/π)e^2/h$增加到较长条带的较高各向异性值,其在$L\gg \ell$的极限下在角度范围$Δθ\sim \ell/L$上从$θ=0$处的$(7/3)σ^{min}_{\bot}$变化到$3σ^{min}_{\bot}$。
2008-04-17 cond-mat.mes-hall
Local Optical Conductivity of Bilayer Graphene with Kink Potential
我们研究了具有扭结势的双层石墨烯的光学响应,该扭结势由一个畴壁组成,该畴壁将两个具有相反层间偏压的AB区分开。基于连续介质模型,详细研究了实空间中的能带结构和局域电导率。我们发现局域在畴壁的一维手征态对局域光电导率有显著的贡献,并且在不同的区域表现出明显的差异。畴壁态对电导率的影响可以通过空间和频率分辨的光谱特征来检测。从不同费米能的光谱中,可以直接测量能带结构中的重要特征,例如两个手征态之间的能量分离。当畴壁区域较宽时,局域电导率的空间分布可以提供有关束缚态和拓扑畴壁态的重要信息。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall
Observation of Distinct Electron-Phonon Couplings in Gated Bilayer Graphene
对背栅双层石墨烯样品进行了拉曼光谱研究。由电荷转移引起的费米能级的变化分裂了拉曼G带,使其较高的部分变硬,而较低的部分变软。这两个分量与这两个层中原子的对称振动(S)和反对称振动(AS)相关联,后者由于反转对称破缺而变得拉曼活性。声子硬化和软化的解释考虑的S和AS声子与带间和带内电子空穴对的选择性耦合。
2008-08-18 cond-mat.mes-hall
Optical properties of biased bilayer graphene due to gap parameter effects
我们解决的光学电导率的未掺杂的双层石墨烯在有限的温度下,在有限的偏压的存在下。在紧束缚模型哈密顿量的基础上讨论了能隙参数和堆积类型对电导率的影响。在线性响应理论的框架下,利用格林函数方法研究了双层石墨烯的光学电导特性。我们发现,不同的间隙参数和偏压值的光导系数的频率依赖性。还详细研究了电导率随温度的变化关系。对于不同的温度和偏压值,在电导率与频率的关系图中出现峰值。此外,我们发现无论是单层石墨烯还是单层石墨烯,随着能隙参数的增加,其电导率宽峰的频率位置都向高值移动。
2021-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Negative terahertz conductivity in remotely doped graphene bilayer heterostructures
在石墨烯双层(GBL)中注入或光学产生电子和空穴可以导致带间粒子数反转,从而实现太赫兹(THz)辐射激光。带内辐射过程与带间跃迁相互竞争。我们证明,远程掺杂增强了所提出的GBL异质结构中间接带间光子的产生。因此,这种远程掺杂有助于超越带内(德鲁德)吸收,并导致在升高的(包括室温)温度下在宽频率范围内的负动态太赫兹电导率的大绝对值。与以前提出的基于GBL的THz激光器相比,远程掺杂GBL异质结构THz激光器有望实现更高的THz增益。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
A Tunable Phonon-Exciton Fano System in Bilayer Graphene
不同可能路径之间的干涉是量子物理学的核心。这种系统的耦合离散和连续态之间的干涉可以深刻地改变其与光的相互作用,如Fano共振所示。在这里,我们提出了一个独特的多体Fano系统组成的一个离散的声子振动和连续的电子-空穴对跃迁的双层石墨烯。通过电子-声子相互作用,激发态被描述为混合声子-激子性质的元激发的新量子。混合态的红外吸收表现出特征Fano线形,其参数由多体相互作用重整化。值得注意的是,双层石墨烯中的Fano共振是通过电门控连续可调的。声子-激子耦合的进一步控制可以利用利用激发态红外活性的光场来实现。这种可调谐的声子激子系统也提供了一个有趣的可能性的“声子激光器”与受激声子放大所产生的带边电子的布居数反转。
2009-07-02 cond-mat.mes-hall
Role of the trigonal warping on the minimal conductivity of bilayer graphene
使用重新制定的久保公式,我们计算了双层石墨烯的零能量最小电导率,同时考虑到小但有限的三角形翘曲。我们发现,导电性与三角翘曲的强度无关,它是没有三角翘曲的导电性的三倍,是单层石墨烯的六倍。虽然在布里渊区的山谷周围的色散关系的三角形翘曲是有效的,只有低能量的激发,我们的结果表明,它的作用不能忽视的零能量最小电导率。
2007-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech