Analytic and numeric computation of edge states and conductivity of a Kane-Mele nanoribbon
通过求解本征方程和Rashba自旋轨道耦合，计算了锯齿形Kane-Mele纳米管（KMNR）边缘态的解析表达式。由于哈密顿量的P-T对称性，边缘态受到拓扑不变性的保护，因此被发现是鲁棒的。我们已经做了系统的研究，为上述每一种情况下，例如，一个原始的石墨烯，石墨烯与固有的自旋轨道耦合，石墨烯与Rashba自旋轨道耦合，Kane-Mele nanoriginal和支持我们的结果上的鲁棒性的边缘状态的电子概率幅，局域态密度（LDOS），能带结构和电导谱的分析计算。
2019-05-22 cond-mat.mes-hall
Quantized conductance in a CVD-grown nanoribbon with hidden Rashba effect
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
研究通过CVD生长的Bi₂O₂Se纳米带观察到量子导电性及隐藏Rashba效应，揭示了高磁场下的自旋简并和尺寸量子化相互作用。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall
Magnetic adatoms in two and four terminal graphene nanoribbons: A comparison between their spin polarized transport
我们研究了在两端和四端石墨烯纳米带（GNR）中随机分布磁性吸附原子的电荷和自旋输运。在没有Rashba自旋-轨道相互作用（SOI）的情况下，磁性吸附原子的加入仅通过交换偏置产生自旋极化电导的$z$分量，而在存在Rashba SOI的情况下，能够产生所有三个（$x$、$y$和$z$）分量。这对可能的自旋电子学应用具有重要的影响。电荷电导在费米能为零附近表现出有趣的行为。在磁性吸附原子的存在下，熟悉的$2e^2/h$平台消失，从而将量子自旋霍尔绝缘相转变为普通绝缘体。局域电荷流和局域自旋流提供了系统电导特性的直观概念。我们发现，局域电荷电流与Rashba SOI无关，而局域自旋电流的三个分量对Rashba SOI敏感。此外，自旋极化电导的波动被发现是有用的量，因为它们显示出特定的趋势，即它们随着吸附原子密度的增加而增强。双端GNR器件似乎更适合于可能的自旋电子学应用。
2017-07-12 cond-mat.mes-hall
Edge States of Monolayer and Bilayer Graphene Nanoribbons
在紧束缚晶格模型的基础上，研究了单层和双层石墨烯纳米带（GNR）的边缘态。讨论了边跳调制、自旋轨道耦合（SOC）和偏置电压对双层GNRs的影响。我们观察到：（i）通过对单层GNR的边缘跳跃调制，可以产生一些新的额外边缘态。(ii)对于单层和双层GNR，层内Rashba SOC在抑制由本征SOC打开的能隙$E_g$中起作用。几乎线性相关关系，即，（iii）虽然偏置电压有利于无本征SOC的双层石墨烯的体能隙，但它倾向于减小由本征SOC引起的能隙。（iv）对于双层GNR，层间Rashba SOC可以完全破坏量子自旋霍尔效应的拓扑相。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall
Giant spin orbit interaction due to rotating magnetic fields in graphene nanoribbons
我们在理论上研究石墨烯纳米带在空间变化的磁场的存在下产生的，例如由纳米磁体。我们的分析和数值计算表明，一个非常大的Rashba自旋轨道相互作用（SOI）的顺序为10 meV的非均匀磁场可以产生。因此，螺旋模式存在于扶手椅型纳米带中，其表现出近乎完美的自旋极化，并且对边界缺陷具有鲁棒性。这为在几个开尔文的温度范围内在石墨烯纳米带中实现自旋过滤器器件铺平了道路。如果一个螺旋状的纳米粒子与一个s波超导体接近接触，那么纳米粒子就可以被调谐到一个维持马约拉纳费米子的拓扑相。
2012-11-12 cond-mat.mes-hall
Controlled engineering of spin polarized transport properties in a zigzag graphene nanojunction
我们研究了一种新的方法来控制两端锯齿形石墨烯纳米管中存在Rashba自旋轨道（SO）相互作用的情况下的自旋极化传输。通常控制纳米管的自旋极化传输行为的技术可以通过调节SO耦合的强度来实现，同时我们表明，自旋极化输运性质的有效工程也可以通过刻在纳米晶体中的不同半径的腔来完成。在实验中创建这样的空腔的技术的简单性呈现出额外的手柄，以探索作为空腔在纳米颗粒中的位置的函数的传输特性。此外，Rashba的相互作用和纳米尺度的相互作用的系统评估。这些结果应该提供有用的输入，这样的设备的自旋电子学行为。除了自旋极化，我们还包括一个有趣的讨论的nanorigins的电荷传输特性，其中，在没有任何SO相互作用的金属-绝缘体过渡诱导的腔的存在下观察。
2018-10-22 cond-mat.mes-hall
Electron spin inversion in gated silicene nanoribbons
我们研究了局部栅控硅烯纳米带作为自旋有源器件。我们发现，锯齿形边缘的纳米带的门控段可以用来执行自旋反转的电子自旋注入面内取向。在存在外部垂直电场的情况下，低费米能的强固有自旋-轨道耦合提供了围绕垂直于硅烯平面的轴的快速自旋进动。自旋反转长度可以小至10 nm。另一方面，在扶手椅型纳米带中，通过弱的Rashba效应发生自旋反转，并且自旋反转长度为$μ$ m量级。
2018-06-22 cond-mat.mes-hall
Interplay between edge and bulk states in silicene nanoribbon
我们研究了在外加电场作用下，锯齿形硅烯纳米结构中Rashba自旋轨道耦合引起的边态和体态之间的相互作用。这种相互作用可以分为两种，一种是速度方向相反的边缘态和体态之间的相互作用，另一种是速度方向相同的相互作用。前者可以打开小的直接自旋相关的子隙。由于费米能位于亚带隙中，因此在纳米晶中可以产生自旋极化电流。而后者能引起纳米粒子的自旋旋进。因此，锯齿形硅烯纳米粒子可用作有效的自旋过滤器和自旋调制器件。
2013-05-16 cond-mat.mes-hall
Pseudospin Electronics in Phosphorene Nanoribbons
锯齿形磷烯纳米带由于边缘态的存在而具有金属性，边缘态的能量位于带隙内，远离体带。我们表明，-通过电子操纵的边缘状态-电子的传播可以被限制到一个带的边缘，或在双层磷烯纳米带的情况下，到一个层。这一发现意味着边缘和层可以被认为是自旋半自由度的可调等效物，即，伪自旋在这两个层和边缘的赝自旋计划，我们提出和表征赝自旋场效应晶体管，它可以产生赝自旋极化电流。此外，我们提出了边缘和层pseudosin阀，类似于传统的自旋阀。在每个赝自旋计划阀的性能基准的伪磁阻（PMR）比。边缘赝自旋阀显示出近乎完美的PMR，对设备参数和无序具有显着的鲁棒性。这些结果可能会引发赝自旋电子学的新发展。
2017-10-23 cond-mat.mes-hall
Symmetries of quantum transport with Rashba spin-orbit: Graphene spintronics
在具有Rashba自旋-轨道相互作用的平面器件中缺乏一些空间对称性，这使得在没有外部磁场或磁性杂质的情况下产生自旋极化电流成为可能。我们研究了电流的自旋极化方向如何与器件的空间对称性有关。作为这些关系的一个例子，我们数值研究了石墨烯纳米带中的自旋分辨电流。不同的配置进行了探索和分析，以证明石墨烯纳米片可以用作优良的自旋电子器件在全电设置。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall
Pseudo Landau levels, negative strain resistivity, and enhanced thermopower in twisted graphene nanoribbons
作为对外加磁场的正则响应，金属的电子态从根本上重组为朗道能级。在狄拉克金属中，朗道能级可以在没有磁场的情况下实现，只要施加一个不均匀的应变，以类似于阿哈罗诺夫-玻姆相的方式对电子跳跃进行空间调制。我们在这里预测，扭曲的锯齿形纳米石墨烯表现出应变诱导的伪朗道水平的未开发的，但在低能量解析可解的分散体。这种分散的伪朗道能级的存在导致表征$(1+1)$维手性异常的负应变电阻率，如果部分填充，并且当完全填充时可以大大提高热电势。
2021-08-12 cond-mat.mes-hall
Unconventional charge and spin dependent transport properties of a graphene nanoribbon with line-disorder
研究了在Rashba自旋轨道相互作用下锯齿形石墨烯纳米结构中一条（或几条）Anderson型无序线的电子输运.这样的线障碍引起的特殊行为，在这两个电荷以及自旋极化传输在下面的意义。在弱无序状态下，电荷输运数据显示安德森局域化达到一定的无序强度，超过该无序强度，扩展态出现并开始主导局域态。这些结果是选择性无序（与体无序相反）石墨烯纳米颗粒的标志性特征。然而，自旋极化输运表现出完全矛盾的行为。此外，结构对称性被证明在纳米带的自旋电子学性质中具有重要作用。此外，边缘无序的情况下（无序选择性地放置在边缘）似乎持有自旋过滤器和开关器件的应用程序的承诺。
2018-11-26 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized Majorana zero-modes in double zigzag honeycomb nanoribbons
我们研究了在有限的双锯齿形蜂窝纳米结构（zHNR）的两端出现的马约拉纳零模（MZMs）。我们表明，双zHNR几何形状可以主机自旋极化MZM在其两端。我们考虑了由第一近邻跳跃、Rashba自旋轨道耦合（RSOC）、p波超导配对和外加磁场（EMF）组成的极小模型。具有自旋向上或自旋向下的MZM的能谱区域属于不同的拓扑相变，其特征在于它们相应的缠绕数，并且可以通过调谐纳米带的化学势来访问。由沉积在传统s波超导体上的zHNR构成的混合系统是实验实现该提议的潜在候选者。自旋的歧视MZM建议一个可能的路线进行拓扑常规量子位操作使用马约拉纳自旋电子学。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall
Interface sensitivity on spin transport through a three-terminal graphene nanoribbon
研究了Rashba自旋轨道相互作用下三端石墨烯纳米管（GNR）中的自旋相关输运.这种三端结构被证明是非常有效的过滤电子自旋从一个非极化源同时进入两个输出引线，因此可以用作一个有效的自旋过滤器相比，两端的设备。的自旋极化传输的敏感性的研究结果在有趣的后果，并详细探讨的位置上的引出导线。在自旋极化输运方面，两个引出线之间存在一定的对称关系，特别是当它们以特定方式连接到系统时。我们相信，这里提出的原型可以实现实验，因此，结果也可以验证。
2018-09-18 cond-mat.mes-hall
Thermopower of Graphene Nanoribbons in the Pseudodiffusive Regime
石墨烯带的热电测量目前在包括通过缺陷和不规则边缘的原子无序的样品上进行。在这项工作中，我们调查的热电势或Seebeck系数的石墨烯带内的线性响应理论和Landauer形式主义，我们认为扩散制度作为一个限制的带的纵横比。我们发现，热电势和电子电导率不仅取决于纵横比，但也取决于化学势和温度，这是这里设置为关键参数。得到的数值结果与温度和掺杂的无序石墨烯带上的热电测量具有良好的一致性。
2018-09-08 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized current induced by a local exchange field in a silicene nanoribbon
预测了在两端锯齿形硅烯纳米管中产生自旋极化电流的机制。当在硅烯纳米粒子的一个边缘上施加一个平行于硅烯表面的弱局域交换场时，在相应的无带隙边缘态中打开了一个能隙，但另一对自旋相反的无带隙边缘态仍然受到时间反演对称性的保护。因此，在这个双端系统中，在由局部交换场打开的间隙中可以感生自旋极化电流。重要的是，即使在没有Rashba自旋轨道耦合和交换场很弱的情况下，也可以获得自旋极化电流。也就是说，产生自旋极化电流的机制在实验上很容易实现，而且自旋极化电流对弱无序不敏感。
2012-06-07 cond-mat.mes-hall
All-strain based valley filter in graphene nanoribbons using snake states
使用应变工程可以沿着石墨烯纳米颗粒实现伪磁场扭结。电子输运沿着这个扭结是由蛇的状态，其特征在于由一个单一的传播方向。这些伪磁场在K谷和K'谷中指向相反的方向，导致谷极化蛇态。在具有扶手椅边缘的石墨烯纳米颗粒中，这种效应导致仅基于应变工程的谷滤波器。我们讨论了如何通过调整定义沿石墨烯带的应力分布的参数来最大化该谷滤波。
2016-06-29 cond-mat.mes-hall
Controllable Spin-Charge Transport in Strained Graphene Nanoribbon Devices
我们从理论上研究了在均匀单轴应变、自旋轨道耦合、交换场和光滑交错势作用下石墨烯纳米带两端器件中的自旋电荷输运。我们发现施加的应变方向可以有效地调节扶手椅型石墨烯纳米晶（AGNR）的应变强度诱导的带隙振荡。还发现，在AGNR和锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）的电子电导振荡与Rashba自旋轨道耦合类似的Datta-Das场效应晶体管。研究发现，ZGNR的电导随自旋轨道耦合（SOC）大小的变化呈现两种不同的应变响应区域：在小应变区域，ZGNR的电导沿应变纵向呈现较强的应变依赖性;而对于高应变值，横向方向的影响较大。此外，局域态密度（LDOS）表明，根据交错势的平滑程度，AGNR的边缘态可以出现或被抑制。这些新出现的状态可以通过执行空间扫描隧道显微镜或扫描隧道光谱实验确定。我们的发现为应变石墨烯纳米结构在新型拓扑量子器件上的应用开辟了新的操作和控制范例。
2014-05-11 cond-mat.mes-hall
Strain-induced modifications of transport in gated graphene nanoribbons
我们研究了均匀和非均匀形变以及边缘无序对栅控石墨烯纳米带电导的影响。在均匀应变增加的情况下，这种器件的电导在获得共振结构之前首先减小，并且最终在较大应变下被完全抑制。边缘无序诱导模式混合的接触区域，这可以恢复其弹道值的电导。由不均匀变形引起的谷反对称伪磁场导致形成附加的共振态，其源自于耦合到延伸通过系统的法布里-珀罗状态，或者源自于形成位于接触附近的状态，其中伪磁场最大。特别地，n=0的伪朗道能级通过靠近电荷中性点的两组电导共振来表现自己。
2014-09-23 cond-mat.mes-hall
Complex Landau levels and related transport properties in the strained zigzag graphene nanoribbons
本文通过引入有效轨道磁场概念，在应变锯齿形石墨烯纳米带中构建了融合真实与赝朗道能级的复朗道能级，揭示了赝朗道能级脆弱性机制，并展示了通过调节磁场和费米能改善输运性能及谷极化电流可调性的新途径。
2023-04-18 cond-mat.mes-hall
Magnetoelectric torque and edge currents in spin-orbit coupled graphene nanoribbons
对于具有Rashba自旋轨道耦合的石墨烯纳米带，在紧束缚模型中分析了由于磁化和几何约束的存在而引起的奇特的磁响应。我们观察到一个相当大的横向磁化率，可以被认为是门电压引起的磁电扭矩，而不需要一个偏置电压，锯齿形和扶手椅带不同的方向。局部转矩在两个边缘之间和/或沿着带产生非共线自旋极化，并且如果磁化是均匀的，则净转矩平均为零。然而，非零净扭矩可以出现在部分磁化的纳米带或不规则形状的纳米片中。在纳米带中也出现了由自旋轨道耦合产生的平衡自旋电流，但在约束方向上流动的分量被强烈抑制。即使没有磁化，也会产生面外极化手征边缘自旋电流，类似于量子自旋霍尔效应。此外，垂直于边缘指向的磁化产生边缘电荷电流的层流，其流动方向在两个边缘之间是对称的（非手性的）还是反对称的（手性的）取决于磁化指向平面内还是平面外。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall
Reverse strain-induced snake states in graphene nanoribbons
本文设计了一种具有反向应变的锯齿型石墨烯纳米带，利用上下半平面符号相反的赝磁场诱导电子沿界面形成蛇形态，并通过Landauer-Büttiker公式与非平衡格林函数方法验证其存在性和鲁棒性，同时提出在该器件中实现单层石墨烯纯谷电流的方案。
2023-04-18 cond-mat.mes-hall
Study of edge states and conductivity in spin-orbit coupled bilayer graphene
我们提出了一个精心设计的和系统的研究的曲折双层石墨烯纳米管的电导特性建模的凯恩-梅勒（KM）哈密顿。详细讨论了Rashba和自旋轨道耦合与边缘态、电子能带结构、电荷和自旋输运的相互作用。我们已经解析推导出双层KM nanorigins的边缘状态的条件，并显示这些模式如何衰减的晶格网站内的散装。特别有趣的是，对于有限尺寸的带状物，偶数个Z字形带状物在狄拉克点处具有有限的能隙，而奇数个则没有。这种不对称性在存在和不存在层之间可能存在的偏置电压的情况下都存在。层间Rashba自旋-轨道耦合、层内固有自旋-轨道耦合和层内Rashba自旋-轨道耦合似乎破坏了量子自旋霍尔（QSH）相，其中QSH相通过在零费米能量附近存在电导平台（量级为4 e/h）来识别。平台区对自旋-轨道耦合参数的值很敏感。此外，自旋极化电导数据显示，双层KM带被发现是更有效的自旋电子应用相比，单层石墨烯。最后，通过计算电子的有效质量，进行了实验的快速检验。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Pseudospin for Raman D Band in Armchair Graphene Nanoribbons
通过解析构造扶手椅型石墨烯纳米带拉曼光谱中$D$带的电子-声子相互作用的矩阵元，我们表明赝自旋和动量守恒导致（i）由两个分量组成的$D$带，（ii）仅当入射光和散射光的偏振平行于扶手椅边缘时，$D$带拉曼强度增强，以及（iii）由Kohn异常效应引起的$D$带软化/硬化行为与$G$带的软化/硬化行为相关。几个实验中提到的是相关的这些结果。赝自旋与声子模的边界条件无关，而动量守恒依赖于边界条件。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic Dirac cone in zigzag-graphene-nanoribbon/graphene
石墨烯是一种本征零能隙半导体，它的狄拉克电子具有独特的自旋和赝自旋，从而产生了许多有趣的电子和输运性质。虽然孤立的锯齿形石墨烯纳米带是反铁磁半导体，我们通过第一性原理和紧束缚计算表明，锯齿形石墨烯纳米带支撑在石墨烯上是半金属的自旋和赝自旋对称性破缺的结果。特别地，在费米能级附近的K（K '）处形成半金属狄拉克锥。目前的研究结果表明，锯齿形石墨烯纳米带中自旋和赝自旋的独特组合可以用于操纵石墨烯的电子性质，并可能对潜在的石墨烯基纳米电子应用具有实际意义。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupled Spin and Pseudo-magnetic Field in Graphene Nanoribbons
在应变石墨烯中观察到零场朗道能级类量子化后，赝磁场成为实验现实，但预计时间反演对称的赝磁场不会对载流子的自旋自由度产生任何影响。在这里，我们证明了自旋轨道耦合（SOC）可以作为一个桥梁之间的赝磁场和自旋。在量子自旋霍尔（QSH）态中，由于SOC的存在，边缘态的自旋方向与它们的运动方向相联系，赝磁场会影响QSH态的顺时针和逆时针边缘电流，从而提升自旋方向相反的简并边缘态.由于石墨烯两个谷中赝磁场的符号相反，两个相对边缘处的一维载流子具有不同的群速度，在某些特殊情况下，边缘态只能在纳米颗粒的一个边缘处传播，而另一个边缘处的群速度为零。
2013-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport through graphene nanoribbons: suppression of transverse quantization by symmetry breaking
我们调查运输通过纳米带中存在的无序散射。我们证明了只有当SU（2）赝自旋对称性保持不变时，尺寸量子化模式才存在。对称性破坏无序使得横向量子化不可见，这可以解释在最近的实验中悬挂石墨烯纳米收缩以获得尺寸量子化签名的必要性。采用准经典的蒙特卡罗模拟，我们能够再现和解释完整的量子力学计算的关键定性特征。
2011-02-18 cond-mat.mes-hall
Disorder-induced pseudodiffusive transport in graphene nanoribbons
我们研究了在存在二元无序的情况下石墨烯纳米带中从弹道到扩散和局域输运的转变，这种无序可以通过化学吸附物或替代掺杂产生。我们发现，诱导平均掺杂（所产生的非零平均的障碍）和杂质散射之间的相互作用修改了传统的相位相干传输的图片。在狄拉克点附近，杂质产生的固有倏逝模在短距离处占主导地位，从而产生类似于清洁石墨烯中的伪扩散传输的新机制，但不需要重掺杂接触。这种内在的伪扩散制度先于传统的弹道，扩散和本地化制度。最后两个政权表现出强烈修改的有效传播模式的数量，和平均自由程变得异常大的狄拉克点附近。
2009-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects due to backscattering and pseudogap features in graphene nanoribbons with single vacancies
我们提出了一个系统的研究，在导电过程中的电子背散射现象的石墨烯纳米带与单空位散射体和尺寸内的现代光刻技术的能力。我们的分析建立在一个\textit{ab initio}参数化的半经验模型，打破电子空穴对称性和非平衡格林函数方法的电导分布$g$的计算。潜在的机制是基于波函数的本地化和扰动，在第一个$π-π^*$平台的情况下，可以产生杂质一样的赝能隙的施主和受主特性。限制和几何形状对于这种效应的表现至关重要。自洽量子输运计算的特点空缺的局部充电中心，可以诱导静电不均匀性的带状拓扑结构。
2010-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum transport by spin-polarized edge states in graphene nanoribbons in the quantum spin Hall and quantum anomalous Hall regimes
采用非平衡Green \noindent方法和Keldysh方法，研究了自旋轨道相互作用和时间反演对称性破缺交换场对石墨烯扶手椅型纳米带非平衡量子输运的影响.我们确定签名的量子自旋霍尔（QSH）和量子反常霍尔（QAH）相在非平衡边缘传输通过计算自旋分辨的真实空间电荷密度和本地电流在纳米边缘。我们发现，QSH阶段，这是实现在一个系统中具有内在的自旋-轨道耦合，其特征在于由手性反传播的本地自旋电流加起来的净电荷流与相反的自旋极化的边缘。在QAH阶段，出现在Rashba自旋-轨道耦合和铁磁交换场的存在下，具有相反自旋的两个手性边缘通道在每个边缘处沿相同方向传播，产生未极化的电荷电流和量子化的霍尔电导$G = 2 e^2/h$。增加内在的自旋-轨道耦合导致从QAH到QSH相的转变，表现为非平衡边缘输运的特征变化。相反，反铁磁交换场可以与QSH相共存，但由于结合了时间反演和亚晶格平移对称性的对称性，永远不会诱导QAH相。
2018-07-18 cond-mat.mes-hall
Spin-Polarized Majorana Zero Modes in Proximitized Superconducting Penta-Silicene Nanoribbons
本文理论研究了在外磁场和Rashba自旋轨道耦合作用下，具有诱导p波超导的五边形硅烯纳米带中自旋极化马约拉纳零能模的出现条件，揭示了自旋极化拓扑相变和两端局域零能态，为硅烯基容错量子计算与马约拉纳自旋电子学器件提供了新途径。
2023-07-06 cond-mat.mes-hall
Analytic solution to pseudo-Landau levels in strongly bent graphene nanoribbons
本文同等处理非均匀 Fermi 速度与赝磁场，给出强弯曲石墨烯纳米带赝朗道能级的解析解，可由 ARPES 和输运实验检验并推广至其他材料。
2023-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sodium-terminated zigzag graphene nanoribbon: A one-dimensional semimetal with a tilted Dirac cone
利用第一性原理赝势密度泛函理论计算，我们发现在较低的浓度下，用一价碱原子终止锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）对其性质有显著的影响.特别是，使用钠原子使ZGNR边缘饱和，边缘碳原子的浓度为一半，使其成为一维的完美半金属，其中价带和导带仅在一个单一的Dirac点处相遇。与原始石墨烯不同，Na-ZGNR的狄拉克“锥”相对于波矢量不对称，而是倾斜的。
2011-05-03 cond-mat.mes-hall
Formation of graphene nanoribbons on the macrofacets of vicinal 6H-SiC(0001) surfaces
具有朝向$[1\bar{1}00]$方向的偏角的邻位6 H-SiC（0001）表面的热分解导致如下所述的被石墨烯覆盖的成对的（0001）宏观台阶和$(1\bar{1}0n)$宏观刻面的出现。地毯状的碳层生长在表面上，覆盖宏观平台和宏观面;它在前者上形成$(6\sqrt{3} \times 6\sqrt{3})$缓冲层，而其与后者上的SiC台阶的部分周期性键合产生伪石墨烯纳米取向物（pseudo-GNR）阵列。纳米带具有2nm的宽度，并且以3.3nm的空间周期性在$[1\bar{2}10]$方向上排列。在此，伪GNR阵列的拉曼光谱分析显示不存在2D峰以及$G$和$D$峰的偏振依赖性，这是扶手椅边缘纳米取向物的典型特征。
2021-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time reversal symmetry broken quantum spin hall effect in pseudospin-1 Dirac-Rashba system
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）
本文理论研究赝自旋-1 Dirac-Rashba系统中时间反演对称性破缺时的量子自旋霍尔相，发现其仍可存在，还揭示Rashba耦合诱导的量子反常霍尔相等多种拓扑相及相变，确立该系统的自旋分辨拓扑特性。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Dispersive Landau levels and valley currents in strained graphene nanoribbons
我们描述了一个简单的设置产生纯谷电流-谷运输没有电荷运输-在应变石墨烯纳米带锯齿形边缘。关键的成分是一个单轴应变模式耦合到低能量狄拉克电子作为一个均匀的伪磁场。值得注意的是，由此产生的伪朗道能级不是平坦的，而是从狄拉克点线性分散，在两个谷中具有相反的斜率。我们展示了如何这是一个自然的后果，所产生的非均匀费米速度在低能量理论描述的系统，它映射到一个精确可解的奇异Sturm-Liouville问题。谷电流的速度可以通过调节应变的大小和通过在带两端施加偏置电压来控制。此外，沿带施加电场导致两个谷之间的载流子的泵送，实现在一个空间维度中的手性异常的谷模拟。这些效应产生独特的签名，可以通过实验观察到执行普通的电荷传输测量和光谱。
2020-02-27 cond-mat.mes-hall
Non-Linear Temperature Dependence in Graphene Nanoribbon Tunneling Transistors
通常认为隧穿电流与温度无关。通过进行原子输运模拟，我们表明，相反，在石墨烯纳米晶体管（GNR）的带-带隧穿晶体管（TFET）的亚阈值隧穿电流应该表现出显着的和非线性的温度依赖性。此外，这种非线性的性质作为源极/漏极掺杂和垂直电场的函数而变化，这表明如果正确理解这种非线性，可以提供对隧穿现象的重要见解。最后，通过开发一种伪分析方法，我们预测这种温度依赖性不是GNR所独有的，而是任何带到带隧穿晶体管的一般行为，与沟道材料无关。
2009-09-29 cond-mat.mes-hall
Topological origin of flat-bands as pseudo-Landau levels in uniaxial strained graphene nanoribbons and induced magnetic ordering due to electron-electron interactions
本文研究了单轴周期性应变石墨烯中平带的拓扑起源，发现其源于畴壁处的拓扑局域波函数并可用赝朗道能级解释，且平带在弱Hubbard相互作用下能诱导出反铁磁和铁磁畴。
2023-03-07 cond-mat.mes-hall
Spin Hall and Edelstein Effects in pseudospin-1 systems: significant contribution of vertex corrections
研究了赝自旋为1的二维粒子系统的Edelstein和自旋霍尔效应响应函数。本文用Kubo-Streda方法和非磁性杂质的顶点修正，在一个具有Rashba型自旋轨道相互作用的赝自旋1粒子系统中，分析了这两个响应函数$ σ_{SH} $和$ σ_{EE} $.然后，在给定的Rashba耦合范围内，计算了自旋霍尔效应（SHE）和Edelstein效应（EE）在不同能隙和费米能级下的响应函数。结果表明，在这类二维材料中，SHE和EE本质上是由顶点修正引起的，如果不考虑这些修正，这些影响的量实际上可以忽略不计。研究还发现，在低、中能级的自旋-轨道型相互作用下，Rashba耦合强度可以调控SHE和EE电导率。
2023-01-02 cond-mat.mes-hall
Andreev reflection in graphene nanoribbons
我们研究了石墨烯纳米颗粒/超导体混合结中的Andreev反射。通过使用紧束缚的方法和散射形式主义，我们表明，有限尺寸效应导致显着的差异，相对于散装石墨烯的情况。在亚带隙电压下，赝宇称守恒（表征带态的量子数）产生Andreev反射的抑制（当带在横向方向上具有偶数个位点时）或完美Andreev反射（当带具有奇数个位点时）。在前一种情况下，Andreev反射的抑制即使在结被偏置时也会引起绝缘行为;然而，电子传导可以通过施加栅极电压来恢复。
2008-06-27 cond-mat.mes-hall
Current-induced runaway vibrations in dehydrogenated graphene nanoribbons
我们采用半经典朗之万方法研究了部分脱氢的扶手椅型石墨烯纳米粒子中的电流诱导原子动力学。所有参数均由密度泛函理论得到。脱氢的碳二聚体表现为有效的杂质，其运动与其余碳原子无关。电流可以以相干的方式耦合二聚体运动。耦合，这是介导的非保守性和赝磁电流感应力，改变原子动力学，从而显示他们的签名在这个简单的系统。我们用简化的本征模分析方法研究了原子动力学和电流诱导的振动不稳定性，研究表明扶手椅型纳米粒子可以作为探测电流诱导力的实验平台。
2015-12-24 cond-mat.mes-hall
Interfaces Within Graphene Nanoribbons
我们研究了两种类型的石墨烯纳米结构的电导：纳米管结的宽度从宽到窄的变化，和弯曲的纳米带。在宽-窄结构中，从宽-窄界面发生大量反射，这与大量研究的电子气波导的行为相反。在弯曲的纳米带中，电导对细节非常敏感，例如弯曲结构中是否包含半导体扶手椅纳米管的区域-这些区域强烈抑制电导。令人惊讶的是，这种抑制不是由于半导体纳米晶的带隙，而是与谷自由度有关。虽然我们在最简单的情况下研究这些效应，但可以预期它们会发生在更复杂的结构中，并且我们也显示了环的结果。我们的结论是，从电子气波导的经验不结转到石墨烯纳米结构。引起额外散射的内部界面由石墨烯结构的额外有效自由度（即谷和亚晶格赝自旋）引起。
2009-10-29 cond-mat.mes-hall
Resonant spin Hall and Nernst effect in a nanoribbon of a spin-orbit coupled electronic system
Jamia Millia Islamia（贾米阿·米利娅·伊斯兰大学）；Indian Institute of Technology-Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究二维电子系统中自旋霍尔效应，发现自旋简并点和反交叉点导致自旋霍尔系数共振，无需外部扰动，同时验证了能斯特效应在这些点的峰值与低温下的Mott关系一致。
2026-03-17 cond-mat.mes-hall
Shot Noise Probing of Magnetic Ordering in Zigzag Graphene Nanoribbons
电荷电流的非平衡时变波动最近成为一种灵敏的实验工具，通过由附着的金属电极引入到清洁的宽和短石墨烯条带中的倏逝波函数来探测弹道输运。我们证明，这种“伪扩散”散粒噪声可以在锯齿形石墨烯纳米颗粒（ZGNR）由于其边缘的拓扑结构，负责本地化的状态，促进铁磁有序沿边缘库仑相互作用时，考虑到大幅修改。因此，注入ZGNR的非极化电荷电流的散粒噪声增强，以及自旋极化电荷电流的更敏感性，将充当这种低维磁性的全电和边缘敏感探针。
2009-06-01 cond-mat.mes-hall
Strain manipulation of Majorana fermions in graphene armchair nanoribbons
研究了具有扶手椅边缘的石墨烯纳米带的外部增强，但现实的参数值：由于接近过渡金属二硫属化物如WS $_{2}$而增强的Rashba自旋轨道耦合，以及由于在施加的磁场下与磁性绝缘体如EuS交换耦合而增强的塞曼场。s-波超导性的存在下，诱导的接近或装饰与碱金属原子，如Ca或Li，导致拓扑超导相与马约拉纳端模式。拓扑相位对单轴应变的应用高度敏感，在远低于$0.1\%$的临界应变之上过渡到平凡状态。这种灵敏度允许通过应用非均匀应变分布来对马约拉纳费米子进行真实空间操纵。通过应用非均匀塞曼场或化学势也可以进行类似的操作。
2017-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
New supercurrent pattern in quantum point contact with strained graphene nanoribbon
我们从理论上揭示了应变锯齿形石墨烯纳米管的约瑟夫森效应的不寻常的功能，相对于超导相干长度和任意宽度的小长度。我们发现一个逐步变化的临界超电流与纳米晶的宽度，显示额外的小宽度高原之间的广泛步骤的无应变结构。我们进一步证明了临界超电流的应变量子化，它是由狄拉克费米子的赝自旋与应变诱导规范势耦合引起的，其中台阶的高度随着虚规范势强度的增加而减小.此外，我们的研究结果确定了潜在的超导量子点接触的超导电流开关下施加的应变实现。此外，通过调节锯齿形纳米线的宽度和费米波长，我们发现应变锯齿形纳米线的局域态密度随着距离边缘的增加呈现出衰减和振荡行为的交叉。
2020-12-05 cond-mat.mes-hall
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
Topological phase and chiral edge states of bilayer graphene with staggered sublattice potentials and Hubbard interaction
采用Rashba自旋轨道耦合和Hubbard相互作用的紧束缚模型研究了具有交错亚晶格势的双层石墨烯门控异质结构。拓扑相图依赖于衬底的组合和Hubbard相互作用。交错亚晶格势的存在有利于拓扑相变与小的Rashba自旋轨道耦合强度。哈伯德相互作用的存在修改了拓扑相边界，增加了拓扑相变的最小自旋-轨道耦合强度。在非相互作用系统中，确定了具有间接带隙的拓扑半金属相空间。对于两层具有不同交错亚晶格势的双层石墨烯，讨论了锯齿形纳米带具有边缘极化手征边缘态的条件。这些条件要求Rashba自旋轨道耦合强度适中或为零，以及适当的栅极电压范围。比较了有无Hubbard相互作用系统的条件。边缘极化可以由栅极电压控制。
2018-09-04 cond-mat.mes-hall
Spin-valley locking in Kekulé-distorted graphene with Dirac-Rashba interactions
本文研究了 Kekulé 畸变与 Rashba 自旋轨道耦合对石墨烯电子性质的联合影响，发现低能 Dirac 哈密顿量中出现新的自旋-谷锁定项，并提出了基于掺杂依赖磁输运测量的实验方案以区分不同效应。
2023-08-04 cond-mat.mes-hall
Engineering Quantum Spin Hall Effect in Graphene Nanoribbons via Edge Functionalization
Kane和Mele预测，在自旋轨道相互作用的存在下，石墨烯实现量子自旋霍尔态。然而，石墨烯中异常弱的固有自旋轨道分裂（$\approx 10^{-5}$ eV）抑制了这种拓扑绝缘相的实验观察。为了解决这个问题，我们提出了一种新的方法来控制石墨烯中的自旋轨道相互作用，通过共价官能化的石墨烯边缘含有重元素的官能团。概念验证第一性原理计算表明，非常强的自旋轨道耦合可以诱导在现实模型中的窄石墨烯纳米带与碲终止的边缘。我们证明了在这样的系统中可以实现具有强Rashba分裂的电子带以及跨越宽能量范围的量子自旋霍尔态。因此，我们的工作开辟了新的视野，工程拓扑电子相的纳米结构的基础上，石墨烯和其他材料的本地引入的自旋轨道相互作用。
2013-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-orbit effects on the spin and pseudospin polarization in ac-driven silicene
研究了周期性垂直电场作用下单层硅烯的赝自旋和自旋动力学效应及其与内、外（Rashba）自旋轨道相互作用的相互作用.我们发现，自旋非守恒过程的真实自旋的准粒子在硅烯，-诱导的相当弱的自旋轨道机制-，表现为其准能谱的共振在低耦合制度的驱动场的位移。我们发现，有一个有趣的合作效应之间，原则上，竞争Rashba和内在的自旋轨道的贡献。这是明确说明了精确和近似的动力学方程的解析解。此外，我们表明，一个有限的Rashba自旋轨道相互作用确实是必要的，以实现非零自旋极化。作为额外的特征，平凡和非平凡的拓扑相位可以作为自旋极化的快速或缓慢的动力学波动而彼此区分。我们提到可能的实验检测方案，我们的理论结果和它们的相关性在新的实际实施中的周期性驱动的相互作用在硅烯物理和相关的二维系统。
2018-05-15 cond-mat.mes-hall
Spin Splitting Induced by a Competition between Quantum Spin Hall Edge States and Valley Edge States
具有晶格变形的应变石墨烯已被证明会产生大的赝磁场并具有许多奇异的性质。在这里，我们提出了一种非磁性的方法来实现动量依赖的平面外自旋分裂的应变石墨烯纳米带与适度的自旋轨道耦合。这种独特的自旋劈裂区别于著名的塞曼型自旋劈裂和Rashba型自旋劈裂。我们的分析表明，量子自旋霍尔边态和谷边态之间的竞争导致了独特的自旋分裂。在纳米晶体的一个边缘处的量子自旋霍尔态被伪磁场诱导的反向传播边缘模式抑制。在相反的边缘，量子自旋霍尔态根本不受影响。因此，相反自旋取向的简并量子自旋霍尔态，其在纳米线的两个相对边缘处传播，被提升。这一结果揭示了一种操纵电子自旋自由度的新方法。
2013-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lévy flight for electrons in graphene in the presence of regions with enhanced spin-orbit coupling
Universidade Federal Rural de Pernambuco（伯南布哥联邦农村大学）；Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）；Sapienza Università di Roma（罗马智慧大学）
研究石墨烯纳米带中增强自旋轨道耦合区域对电子输运的影响，发现自旋轨道簇导致超扩散到扩散的转变，并揭示自旋极化在超扩散区域非零而扩散区域消失的特性。
2024-05-16 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent Klein tunneling in graphene: Role of Rashba spin-orbit coupling
在有效的狄拉克理论中，单层石墨烯在Rashba自旋轨道耦合和自旋简并双层石墨烯存在下的低能色散由形式上相同的表达式描述。我们探讨这种对应的运输选择手性隧道通过pn和pnp结作为一个具体的例子。采用基于紧束缚模型的实空间格林函数方法进行了弹道输运计算，覆盖并证实了以前基于Dirac理论的理论结果.在单层石墨烯中的Rashba耦合的存在下的手性隧穿被证明确实表现得像在双层石墨烯。禁止正常传输和自旋分离的综合效果内观察到的单带n到p传输制度。前者来自实自旋守恒，类似于双层石墨烯中的赝自旋守恒，而后者来自Rashba耦合的内在自旋霍尔机制。
2012-02-03 cond-mat.mes-hall
