Structural, electronic and intrinsic transport in two-dimensional borophene sheets
最近，Feng等人报道了二维硼片的实验实现。在银（111）表面上使用分子束外延。这些硼片具有良好的电子和传输性能。我们进行了密度泛函理论（DFT）计算，看看两个$β_{12}$和$χ$多晶型硼应变下的稳定性，并进一步研究了电子和输运性质。我们验证了这两种硼多晶型物的电子输运性质的方向依赖性。在这里，我们报告可调的各向异性输运性质的硼苯。我们还研究了在这些系统上施加应变后，在低偏压制度的电流-电压特性，看看这种外部应变如何影响电流的各向异性。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall
Plasmonically enhanced tunable spectrally selective NIR and SWIR photodetector based on intercalation doped nanopatterned multilayer graphene
我们提出了一种光谱选择性近红外（NIR）和短波红外（SWIR）光电探测器的概念证明，该光电探测器基于插层有FeCl $_3$（NPMLG-FeCl $_3$）的纳米图案化多层石墨烯，能够实现石墨烯的大调制p掺杂。在NPMLG-FeCl $_3$中的石墨烯片上的局部表面等离子体（LSP）允许在NIR和SWIR方案中的光电检测从$λ=1.3$ $μ$ m到3 $μ$ m的静电调谐，这超出了纳米图案化单层石墨烯（NPG）的范围。最重要的是，LSP与光学腔一起将吸光度从对于$N$层石墨烯-FeCl $_3$（没有图案化）的约$N\times 2.6$ \%增加到对于NPMLG-FeCl $_3$的接近100\%，其中强吸光度仅局部地发生在石墨烯片内部。我们的NIR和SWIR检测方案依赖于由多层石墨烯（MLG）片的不对称图案化引起的光电效应。在纳米图案化侧上的LSP产生热载流子，其在室温下引起Seebeck光电探测，实现$R=6.15\times 10^3$ V/W的响应度、$D^*=2.3\times 10^{9}$ Jones的探测度和100 ns量级的超快响应时间。我们的理论结果为石墨烯光电探测，光学红外通信，红外彩色显示器和红外光谱在近红外，短波红外，中波长红外（MWIR），和长波红外（LWIR）制度铺平了道路。
2021-11-10 cond-mat.mes-hall
On a novel nanomaterial based on graphene and POSS: GRAPOSS
本文报道了一种新型的石墨烯纳米材料，它是由硅倍半氧烷分子修饰的石墨烯片构成。实际上，氨丙基倍半硅氧烷（POSS-NH 2）已用于官能化氧化石墨烯片（石墨烯）。用红外光谱和X射线光电子能谱学研究了POSS-NH 2在蒙脱土表面的接枝，并用场发射电子显微镜和原子力显微镜研究了接枝物的形貌。氨基官能化的POSS分子与GO片的组合产生了一种混合的硅/石墨基纳米材料，称为GRAPOSS，其中还原的GO的导电性被恢复，从而允许在几个领域，如聚合物纳米复合材料中有前途的开发。
2011-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-Dimensional Graphene-like BeO Sheet: A Promising Deep-Ultraviolet Nonlinear Optical Materials System with Strong and Highly Tunable Second Harmonic Generation
基于第一性原理计算，提出类石墨烯BeO单层因超宽带隙和强SHG效应可作为深紫外非线性光学材料，并通过堆叠、应变和扭转工程实现高度可调谐的NLO性质。
2025-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Boron Nitride Monolayer: A Strain-Tunable Nanosensor
利用密度泛函理论研究了三轴面内应变对六方氮化硼薄膜电子性质的影响。与石墨烯不同，三轴应变将氮化硼薄片的分子轨道定位在其中心，这取决于所施加的应变的方向。所提出的用于定位氮化硼薄片中心接近费米能级的分子轨道的技术可用于实现工程纳米传感器，例如，选择性地检测气体分子。我们表明，中央部分的应变片吸附极性分子更强烈地相比，一个unstrained片。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering tunable strain fields in suspended graphene by microelectromechanical systems
在这里，我们提出了一个微机电系统（MEMS）的机电耦合石墨烯和潜在的相关二维材料的调查。我们技术的关键创新包括：（1）将石墨烯集成到硅MEMS技术中;（2）通过空间分辨共焦拉曼光谱完全控制石墨烯膜内的诱导应变场和掺杂水平及其表征;以及（3）通过其机械谐振器本征频率检测石墨烯片与MEMS器件的机械耦合的能力。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall
Pressure coefficients of Raman modes of carbon nanotubes resolved by chirality: Environmental effect on graphene sheet
单壁碳纳米管的机械性能的研究受到阻碍的可用性，只有合奏管的直径范围。可调谐拉曼激发光谱仪可以识别出可识别的管子。在高压下，径向呼吸模式显示出强烈的环境效应，这里显示出在很大程度上与环境的性质无关。对于G模式，压力系数随直径变化与厚壁管模型一致。然而，结果表明，压力系数的环境影响出乎意料的强烈。石墨烯和石墨的数据的重新评估给出G模式Grueuneisen参数γ = 1.34和剪切变形参数β = 1.34。
2012-08-03 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Spin Transport and Giant Electroresistance in Ferromagnetic Graphene Vertical Heterostructures
我们研究自旋输运通过铁磁石墨烯垂直异质结构，其中夹层隧穿层是正常或铁电绝缘体。我们表明，自旋极化的隧穿电流是电子控制通过栅极电压。我们还证明了当铁磁石墨烯片的自旋组态相反时，狄拉克费米子的隧穿电流可以被禁止。因此，巨电阻可以通过使用本研究中提出的异质结构来开发。研究了温度对自旋输运和巨电阻比的影响。我们的研究发现了通过栅电极和偏置电极施加电场来控制垂直异质结中自旋输运性质的前景。
2015-10-27 cond-mat.mes-hall
2D Ladder polyborane: an ideal Dirac semimetal with a multi-feld-tunable band gap
氢是一种简单而神奇的元素，由于其在固体中的有效结合和对电子态的强大操纵而引起人们越来越多的关注。在这里，我们表明氢化处理二维硼氢化中的常见问题，例如，稳定性和适用性。作为一个突出的例子，一个梯形的硼氢化物片，命名为2D梯形聚硼烷，实现了预期的结果，享受最干净的情况下，各向异性和倾斜的狄拉克锥，可以充分描绘的最小两带紧束缚模型。引入外场，如电场或圆偏振光场，可以有效地诱导出不同质量的狄拉克费米子，从而进一步建立了四种多场驱动的具有可调手征和谷指数的拓扑畴壁.此外，2D梯形聚硼烷在室温下是热稳定的，并且支持高度可切换的狄拉克费米子，为实现和探索各种多场可调谐电子态提供了理想的平台。
2023-02-09 cond-mat.mes-hall
Emergence and transition of incompressible phases in decorated Landau levels
Nanyang Technological University（南洋理工大学）
研究通过装饰能级实现多种相互作用拓扑相，揭示了在电势主导下，局部化态的 Chern 数为零，但 Berry 曳度分布复杂，且在 q>1 时具有非零 Chern 数，为二维量子流体提供了理论模型。
2026-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A Tunable Spherical Graphene Spaser
在这项工作中，一个新的结构建议spasing。所提出的spaser是由石墨烯纳米球，它支持局域表面等离子体模式，和量子点阵列，作为增益介质。增益介质由外部激光源泵浦。由于所有的等离子体都是在石墨烯平台上进行的，因此该结构具有高限制和长寿命的相干表面等离子体。所有的结构进行了理论分析，使用全量子力学描述。所提出的spaser的主要优点是它的简单的调谐能力，通过改变石墨烯费米能级，这是通过在制造时间或静电门控化学掺杂执行。我们建议利用所提出的spaser在石墨烯片上激发相干的长程表面等离子体。Spaser的近场耦合到石墨烯片上的表面等离子体激元，并补偿表面等离子体激元和光子之间的大的动量失配。
2017-12-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Avoidance and Coalescence of Delamination Patterns
涂层和薄膜从基材上的分层会产生各种各样的图案，从圆形气泡到褶皱和迷宫状区域，其方式还不完全清楚。我们报告了大规模的数值模拟的普遍问题，避免和合并的分层皱纹，专注于一个案例研究的图案化基板上的石墨烯片。通过以受控的方式成核和生长皱纹，我们能够表征它们的相互作用，由长程应力场介导，决定它们的形成和形态。我们还研究了几何形状和应力之间的相互作用如何驱动一个普遍的过渡时，从构象分层片沉积在颗粒装饰基板。我们的研究结果直接适用于石墨烯的应变工程，也揭示了在所有尺度下观察到的普遍现象，例如在土工膜沉积中。
2014-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Infrared Frequency-Tunable Coherent Thermal Sources
在这项工作中，我们数值演示了一个红外频率可调谐的选择性热发射器的石墨烯覆盖SiC深光栅。全波模拟显示了与磁极化激元相关的时间相干发射峰，其共振频率可以通过改变石墨烯化学势在SiC的声子吸收带内动态调谐。引入解析电感电容电路模型，定量预测共振频率，进一步阐明可调谐发射峰的机理。此外，通过在SiC深光栅上沉积多层石墨烯片，可以获得8.5%的峰值频率的大的可调谐性，以产生覆盖从820 1/cm到890 1/cm的宽频率范围的相干发射。这种新型的可调谐超材料可以为红外区域的新型可调谐热源铺平道路。
2015-02-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tunable Large Resonant Absorption in a Mid-IR Graphene Salisbury Screen
增强石墨烯与光之间的相互作用强度是那些寻求使石墨烯成为未来光电应用的相关材料的人的重要目标。石墨烯中的等离子体模式提供了将光能引导到石墨烯片中的附加路径，同时显示出非常小的光学限制因子，这使得它们成为将光耦合到原子或分子发射器的有趣手段。在这里，我们表明，石墨烯等离子体纳米谐振器可以放置在反射表面的四分之一波长处，并通过电子调谐来模拟具有与自由空间（Z 0 = 377Ω）紧密匹配的阻抗的表面。这种几何形状-在早期雷达应用中称为索尔兹伯里屏幕-允许石墨烯中的光学吸收增加一个数量级（从2.3%到24.5%），并提供了耦合到高度受限的石墨烯等离子体模式的有效手段。
2013-12-23 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Exchange Coupling Between Cobalt Clusters on Graphene
我们使用自旋-密度泛函理论（SDFT）从头计算，理论上探索的可能性，实现有用的栅极控制之间的交换耦合钴簇放置在石墨烯片。通过施加一个跨超晶胞的电场，我们证明了交换相互作用强烈依赖于栅极电压，但发现它也是敏感的钴簇的相对亚晶格登记。我们使用我们的研究结果来讨论在石墨烯/过渡金属混合系统中实现强大的和可重复的磁电效应的策略。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Coupling of Two-Dimensional Superconductors in Bilayer SrTiO3 Heterostructures
研究了双层δ掺杂SrTiO 3异质结构中高迁移率二维超导体之间的层间耦合效应。通过调整掺杂剂平面之间的未掺杂的SrTiO 3间隔层，明确的可调谐耦合的变化中表现出的片载流子密度，霍尔迁移率，超导转变温度，和温度和角度依赖性的超导上临界场。系统的变化之间发现一个有效的（合并）的二维超导体，两个解耦的二维超导体。在中间耦合制度，交叉观察到由于耦合所产生的子带间的相互作用。
2013-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tailoring mechanically-tunable strain fields in graphene
有许多基于石墨烯和其他二维材料的应变工程的理论建议，然而，这些系统中应变场的纯机械控制仍然是一个重大挑战。这两种方法大多使用到目前为止，要么耦合的电气和机械性能的系统，同时或引入一些不必要的干扰，由于基板。在这里，我们报告硅微机械梳状驱动致动器可控和可重复地诱导应变在一个悬浮的石墨烯片，在一个完全机械的方式。我们使用空间分辨共焦拉曼光谱来量化诱导的应变，我们表明，不同的应变场可以通过工程的夹紧几何形状，包括高达1.4%/ $μ$ m的可调应变梯度。我们的方法还允许多轴应变，并且同样适用于其他二维材料，为研究其机械和机电性能打开了大门。我们的测量还清楚地识别出石墨烯片边缘的缺陷，这些缺陷是导致其机械故障的弱点。
2017-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Graphene-coated holey metal films: tunable molecular sensing by surface plasmon resonance
我们报道了在一个亚波长尺寸的多孔二维光栅中的表面等离子体共振的增强，该光栅是在由石墨烯片涂覆的金薄膜中钻出的。这种增强源于石墨烯中的载流子与金表面等离子体激元之间的耦合。主等离子体共振峰位于1.5微米左右。一个较低的限制金诱导的掺杂浓度的石墨烯的规定，这种架构的分子传感的兴趣也突出。
2013-05-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Designer spin models in tunable two-dimensional nanographene lattices
本文提出利用具有 $C_3$ 对称性的 $S=1/2$ 纳米石墨烯构建二维自旋晶格，通过调控竞争相互作用，预测了从价键晶体到 Néel 相的量子相变。
2024-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Electrically Tunable Optical Absorption in a Graphene-based Salisbury Screen
我们展示了一个基于石墨烯的索尔兹伯里屏幕组成的单层石墨烯放置在靠近黄金背反射器。屏幕中的光吸收可以通过用离子液体/凝胶电选通石墨烯层中的载流子密度来主动调节。该屏幕被设计为通过使用600 nm厚的非吸收性二氧化硅间隔层在3.2微米的目标波长处实现最大吸收。光谱反射率测量进行原位作为栅极偏置的函数。使用基于菲涅耳的转移矩阵模型分析反射光谱的变化，其中石墨烯被处理为具有由Kubo公式给出的电导率的无限薄的薄片。利用时间耦合模理论分析和直观地理解了索尔兹伯里屏中观测到的吸收变化。我们通过将施加的栅极偏压从0.8 V调整到2.6 V来实现石墨烯的光吸收的约6%的变化，其中0.8 V对应于石墨烯的电荷中性点。
2014-09-07 cond-mat.mes-hall
Strain induced tunable band gap and optical properties of graphene on hexagonal boron nitride
该研究通过应变工程调控石墨烯/六方氮化硼异质结构的带隙（可达1 eV），实现从半导体到半金属的转变，并影响光学性质，为宽范围光吸收和光电应用提供潜力。
2024-07-15 cond-mat.mes-hall
Near-field thermal radiation transfer controlled by plasmons in graphene
结果表明，热激发等离子体极化激元模式可以强烈地介导，增强和\emph{tune}的近场辐射传输之间的两个紧密分离的石墨烯片。在近红外波段，在波动电动力学的框架内分析了近场热交换对掺杂和电子弛豫时间的依赖关系。对热传递的主要贡献可以被控制为来自带间或带内过程。我们预测在低掺杂和共振的两个石墨烯片中的等离子体激元的最大转移，具有数量级增强（例如，对于$0.1μm$到$10nm$之间的分离，$10^2$到$10^3$）超过Stefan-Boltzmann定律，称为远场极限。强大的，可调的，近场转移提供了一个外部可控的热开关，以及一个新的混合石墨烯石墨烯热电/热光伏能量转换平台的承诺。
2012-03-17 cond-mat.mes-hall
Toward Ultimate Control of Terahertz Wave Absorption in Graphene
人们普遍认为，低迁移率石墨烯中弱的光与物质相互作用极大地限制了基于石墨烯的光电子器件（例如可调谐吸收器或开关）的可调谐性。在本文中，我们开发并使用一个简单的电路模型来理解石墨烯片的吸收。特别是，我们表明，光也弱相互作用非常高的流动性石墨烯片，并提出系统的设计手段来克服这些问题。这些结果使我们能够证明在太赫兹波段，具有优异的电可调谐性的完美吸收可以在很宽的迁移率值范围内实现，该迁移率值几乎覆盖了以往报道的室温迁移率的整个范围。值得注意的是，专注于最实用的低迁移率石墨烯器件，我们用两种情况来验证我们的理论：具有接近100%调制效率的频率可调和可切换吸收体。我们的工作为高度可调吸收体的设计提供了系统和指导性的见解，而不限制石墨烯的迁移率。原则上，设计策略和开发的分析模型可以推广到从微波到中红外范围的其他波长区域，以及其他二维材料，如过渡金属二硫属化物（TMD）和黑磷。
2018-12-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Excitonic condensation of massless fermions in graphene bilayers
石墨烯是一种具有蜂窝晶格结构的单层石墨，具有密度和极性可调的无质量载流子。利用平均场论研究了两个石墨烯片（嵌入在电介质中）的基态相图，其中顶层有电子，底层有空穴，间隔距离为$d$.我们发现，一个均匀的激子凝聚体发生在一个大范围的载流子密度和弱依赖于两个片的相对取向。得到了激子能隙、准粒子能量和态密度。我们发现，这两个，冷凝物相刚度和激子的质量，与无质量的粒子作为成分，随着载流子密度的平方根变化，并预测冷凝物将不会进行维格纳结晶。
2008-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton-polaritons in 2D dichalcogenide layers placed in a planar microcavity: tuneable interaction between two Bose-Einstein condensates
从理论上研究了半导体薄膜中束缚激子与法布里-珀罗微腔中光子相互作用产生的激子-极化激元模。我们计算了两种近二维半导体材料MoS 2和WS 2的色散曲线、模寿命、Rabi分裂和Hopfield系数，并指出它们对于研究激子-极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚的丰富物理是有意义的.与传统的基于GaAs或CdTe的半导体微腔相比，该系统的优点在于大的激子结合能和偶极允许的激子跃迁，以及相对容易控制的半导体片之间的距离。特别地，为了模拟具有可调物种间相互作用的两种玻色子稀原子气体的量子简并混合物的丰富物理性质，我们提出了一种结构，该结构包含两个半导体片，使用近2D电介质（例如h-BN）以一定的原子尺度距离（l）分离，这提供了调节两个激子-极化激元玻色-恩斯坦凝聚体之间的相互作用的可能性。我们表明，这种新型结构的动力学是由两个耦合的Gross-Pitaevskii方程与耦合参数成比例的1/l。
2015-09-30 cond-mat.mes-hall
Orbital selective and tunable Kondo effect of magnetic adatoms on graphene: Correlated electronic structure calculations
我们已经研究了动力学相关性对石墨烯单层上单个Co吸附原子的电子结构的影响，最近开发了一种新的纳米材料方法，该方法将密度泛函计算与强相互作用的3d电子的完全动力学处理相结合。Co 3d-壳层与石墨烯衬底的耦合以及因此的动态相关性强烈依赖于轨道对称性和系统参数（温度、吸附原子与石墨烯片的距离、栅极电压）。当发生近藤效应时，我们发现动力学关联在费米能级附近的Co 3d谱中产生强烈的温度依赖峰.此外，我们发现近藤效应可以通过施加栅极电压来调谐。事实证明，近藤峰的位置被钉在石墨烯的狄拉克点上，而不是化学势上。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
High Responsivity Gate Tunable UV-Visible Broadband Phototransistor Based on Graphene-WS2 Mixed Dimensional (2D-0D) Heterostructure
近年来，过渡金属-二硫属化合物（TMDC）量子点（QD）的合成取得了很大的进展，其宽带吸收光谱和波长选择性使其在宽带光电探测器中的应用越来越广泛。通过基于溶液的处理，我们展示了由WS_2 QD修饰的CVD石墨烯作为有源沟道制成的超大（~ 0.75 mm^2）、UV-Vis宽带（365-633 nm）光电晶体管，该光电晶体管在环境条件下具有非凡的稳定性和耐久性（直到制造后4个月没有任何光电流退化）。在这里，胶体0 D WS_2-QD被用作光吸收材料，石墨烯用作导电通道。高光响应度在低偏压（V_{ds} = 1V）和365 nm的光照下，获得了高探测率（2.2 × 10^{-14} W/Hz）和低噪声等效功率（4 × 10^{-14} W/Hz）（3.1 × 10 ^2 A/W），光功率低至0.8 μW/cm ^2，光功率还可以通过调节栅偏压来调节。当比较两种不同形貌WS_2（量子点和二维纳米片）的光电流时，观察到基于量子点的器件的光电流显著增强。基于从头计算密度泛函理论的计算进一步支持了我们的观察，揭示了量子限制的作用，增强的光响应。我们的工作揭示了一种可扩展的，具有成本效益的，高性能的混合二维（2D/0 D）光电探测器与石墨烯WS_2量子点的策略，为下一代光电应用铺平了道路。
2021-11-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Bilayer graphene encapsulated within monolayers of WS$_2$ or Cr$_2$Ge$_2$Te$_6$: Tunable proximity spin-orbit or exchange coupling
研究了由双层石墨烯（BLG）封装在强自旋轨道半导体WS $_2$或铁磁半导体Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$（CGT）单层内的范德华（vdW）异质结构。通过执行现实的第一性原理计算，我们捕获的基本BLG能带结构的功能，包括层和亚晶格分辨邻近自旋轨道或交换耦合。对于WS $_2$层的不同相对扭转角（0或60 $^{\circ}$），以及CGT层的磁化强度（平行或反平行），相对于BLG，发现了低能带，并通过一系列模型哈密顿量的拟合参数进行了表征。这些有效的模型，然后调查相关的能量色散的可调谐性的门场。对于WS $_2$ /BLG/WS $_2$封装，我们发现扭转允许关闭远离$K$点的自旋分裂，这是由于BLG的两个片层中相反的邻近诱导的谷塞曼耦合。靠近$K$点的电子自旋被极化出平面。这种极化可以通过施加栅极场来翻转。对于磁性CGT/BLG/CGT结构，我们实现了最近提出的自旋阀效应，从而为CGT层的反平行磁化打开了一个间隙。此外，我们发现，对于反铁磁取向的电子状态远离$K$有消失弱邻近交换，而接近$K$的状态保持自旋极化的存在下的电场。感应磁化可以通过改变栅极场来翻转。这些发现应该是有用的自旋输运，自旋过滤，自旋弛豫各向异性的研究BLG为基础的VDW异质结构。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall
Unusual reflection of electromagnetic radiation from a stack of graphene layers at oblique incidence
我们研究了电磁辐射与单层石墨烯和一堆平行石墨烯片在任意入射角下的相互作用。结果表明，横向电磁波（或p-极化波）和横向电场波（或s-极化波）的性质是不同的。特别地，当光来自具有较高介电常数的介质时，单层石墨烯的吸光度在全内反射角度处对于p（s）偏振达到最小（最大）。在石墨烯上方和下方的介质的相等介电常数的情况下，对于掠入射，石墨烯对于p偏振波几乎是100%透明的，并且充当用于s偏振的可调谐反射镜。这些效果对于石墨烯片的堆叠增强，因此该系统可以作为宽带偏振器工作。它进一步表明，石墨烯层的周期性堆叠具有一维光子晶体的性质，在某些频率处具有间隙（或阻带）。当入射EM波从该光子晶体反射时，石墨烯导电性的可调谐性使得控制间隙成为可能，并且该结构可以作为可调谐光谱选择性反射镜操作。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Engineering artificial graphene in a two-dimensional electron gas
在低能量下，掺杂石墨烯片中的电子表现得像无质量的狄拉克费米子，其费米速度不依赖于载流子密度。在这里，我们表明，调制一个二维电子气与长波长周期性的潜力与蜂窝对称性，可以导致创建孤立的无质量狄拉克点与可调费米速度。我们提供了详细的理论估计，以实现这样的人工类石墨烯系统，并讨论了在调制掺杂GaAs量子阱的实验实现。具有线性色散带的超高迁移率电子可能为半导体中的狄拉克-费米子物理研究开辟新的途径。
2009-04-27 cond-mat.mes-hall
Tunable Kondo Effect in Graphene with Defects
石墨烯是一种用于研究严格限制在二维层1中的电子的模型系统，并且已经在石墨烯中证明了大量的电子现象，从分数2，3量子霍尔效应到超导性4。然而，传导电子与局部磁矩的耦合，这是凝聚态物理的一个核心问题，在石墨烯中还没有实现，而且，考虑到碳缺乏d或f电子，石墨烯中的磁性似乎不太可能。尽管如此，在不存在过渡金属元素的情况下，石墨碳中的磁性已经被阐明7 -10，解释范围从晶格缺陷11到边缘结构12，13到石墨烯片的负曲率区域14。最近的实验表明，质子辐照引起的高度有序热解石墨（HOPG）中的相关缺陷9或原生于晶粒边界7，可以引起铁磁性。在这里，我们表明石墨烯中的点缺陷（空位）15是通过近藤效应与传导电子强烈相互作用的局部矩6，16-18，提供了石墨烯中的缺陷确实具有磁性的强有力证据。近藤温度TK是可调的载流子密度从30-90 K;高TK是一个直接的结果，强耦合的缺陷，传导电子在狄拉克材料18。结果表明，石墨烯中的缺陷工程可以用来产生和控制载流子介导的磁性，实现全碳自旋电子器件。此外，石墨烯应该是一个理想的系统，在其中探测近藤物理在一个广泛可调的电子系统。
2011-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmonically enhanced mid-IR light source based on tunable spectrally and directionally selective thermal emission from nanopatterned graphene
我们提出了一种基于纳米图案化石墨烯（NPG）的光谱选择性热中红外源的概念证明，该纳米图案化石墨烯具有CVD生长石墨烯的典型迁移率（高达$3000$ cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$），确保了大面积的可扩展性。为此，我们解决了一个导电双曲面的椭圆虫洞在存在一个面内电场的静电问题。NPG片上的局域表面等离子体激元（LSP）允许在3 $μ$ m至12 $μ$ m的波长范围内控制和调谐热发射光谱。LSP与光学腔一起将石墨烯的发射率从原始石墨烯的约2.3%增加到NPG的80%，从而超过在近红外（NIR）中操作的现有技术的原始石墨烯光源100倍。通过焦耳加热，在$T=2000$ K下，在偏置电压为$V=23$ V时，每面积的最大发射功率为11 × 10^3 W/m $^2$。通过推广普朗克的理论，并考虑非局域波动耗散定理与RPA中石墨烯表面等离子体的非局域响应，我们表明，石墨烯等离子体和热发射光子的相干长度可以分别高达13 $μ$ m和150 $μ$ m，提供了机会，以创建相控阵列。相干性的空间相位变化允许通过调谐费米能量在$12^\circ$和$80^\circ$之间的范围内对热发射进行波束控制。我们的非局部流体动力学响应的分析导致的猜想，在石墨烯中的扩散长度和粘度是频率依赖的。使用时域有限差分（FDTD）计算，耦合模理论和RPA，我们开发了基于NPG的中红外光源的模型…
2020-05-19 cond-mat.mes-hall
Electric Field Tunable Correlated States and Magnetic Phase Transitions in Twisted Bilayer-Bilayer Graphene
最近在魔角扭曲双层石墨烯中发现的相关绝缘体态和超导性为扭曲范德华异质结构中实现的可调平带系统中的电子相关性的实验研究铺平了道路。这种新颖的扭转角自由度和控制应该可推广到其他2D系统，其可以表现出类似的相关物理行为，同时使新技术能够调节和控制电子-电子相互作用的强度。在这里，我们报告了一个新的高度可调的相关系统的基础上小角度扭曲双层双层石墨烯（TBBG），由两个旋转片的Bernal堆叠的双层石墨烯。我们发现，TBBG表现出丰富的相图，与可调相关绝缘体状态是高度敏感的扭曲角和电位移场的应用，后者反映了固有的极化率的Bernal堆叠双层石墨烯。我们发现相关的绝缘体状态，可以打开和关闭的位移场在所有整数电子填充的莫尔晶胞。这些关联态对磁场的响应指向了电可切换磁性的证据。此外，在低温和相关绝缘体状态附近的电阻的强依赖性表明可能接近超导相。此外，在较低的扭转角的制度，TBBG显示多组的平带附近的电荷中性，导致在许多相关的状态对应于半填充的每个这些平带。我们的研究结果为探索新型多平带扭曲超晶格中的新型扭曲角和电场控制的物质关联相铺平了道路。
2019-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton swapping in a twisted graphene bilayer as a solid-state realization of a two-brane model
结果表明，在特定条件下，两个石墨烯片之间的激子交换可能发生。一个磁可调光学滤波器描述，以证明这种新的效果。在数学上，它表明，两个乱层石墨烯层可以被描述为一个“非对易”的两层（2+1）时空由于形式主义先前介绍了在高能物理的膜世界的研究。该模型的哈密顿量包含一个连接两层的耦合项，这类似于量子水平上两个膜世界之间存在的耦合。在本例中，该项与K-K'谷间耦合有关。此外，对这种效应的实验观察可能是评估膜世界假设的一些理论概念的相关性的一种方法。
2013-12-19 cond-mat.mes-hall hep-ph
Curvatronics with bilayer graphene in an effective $4D$ spacetime
我们表明，在AB堆叠的双层石墨烯低能量激发周围的半金属点所描述的无质量，四维狄拉克费米子。存在四维时空的有效重构，特别是包括垂直于片的维度，其动态地产生于物理石墨烯片和载体所经历的相互作用。有效时空是狄拉克点附近伽利略不变的Lévy-Leblond自旋$\frac{1}{2}$粒子所经历的动力学的艾森哈特-杜瓦尔提升。我们发现，改变双层片的固有曲率诱导的电子带的能级的变化，从负曲率的导电制度切换到绝缘的曲率为正时。特别是，弯曲的石墨烯双层允许打开或关闭导带和价带之间的能隙，这是电子器件的关键效应。因此，使用曲率作为可调参数为双层石墨烯中的曲率电子学的开始开辟了道路。
2017-04-28 cond-mat.mes-hall gr-qc hep-th
Rashba coupling and Lifshitz transition in monolayer graphene
我们采取了一个广角的角度来看单层石墨烯（MLG）的问题，自旋简并提升被认为是可能的楔入可调Rashba自旋轨道耦合（RSOC）和子晶格交错电位。接下来，我们考虑AB堆叠的双层石墨烯（BLG）系统（上层的A-碳位于下层的B-碳的顶部上），并假设由沉积在BLG表面上的外部栅极产生垂直电场。该系统表现出三角翘曲的发生，由于（斜）层间跳跃导致众所周知的Lifshitz转变（LT）[Y。莱蒙尼克岛阿莱纳角Toke和V.I. Fal'ko; arXiv：1006.1399]。我们没有观察到复制的功能与BLG-LT在MLG中存在RSOC。
2012-09-03 cond-mat.mes-hall
Vacancy-induced tunable Kondo effect in twisted bilayer graphene
本文通过从头计算与Anderson杂质模型结合数值重整化群，揭示扭曲双层石墨烯中空位诱导的近藤效应在魔角附近具有堆叠位置依赖的可调行为，并提出扫描隧道显微镜可探测其临界单粒子态与多体基态。
2024-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable giant Purcell enhancement of quantum light emitters by means of acoustic graphene plasmons
University of Central Florida（中佛罗里达大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）；Federal Urdu University of Arts, Sciences and Technology（联邦乌尔都艺术、科学与技术大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
通过声学石墨烯等离子体实现量子光发射器的可调巨型普尔库效应，利用静电调制实现实时荧光增强。
2025-12-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Graphene-Based Transparent Flexible Strain Gauges with Tunable Sensitivity and Strain Range
本研究通过界面组装与HI还原制备rGO/聚二甲基硅氧烷柔性透明应变计，利用预应变引入裂纹调控压阻特性，实现灵敏度与应变范围可调，建立等效电阻模型并验证其在人体运动检测、电子皮肤领域的应用潜力。
2023-06-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electrical Control of the Superconducting-to-Insulating Transition in Graphene/Metal Hybrids
石墨烯是一种坚固且化学惰性的材料，表现出高迁移率的暴露的二维电子气。这些组合的性质使得能够基于吸附物的共价或非共价偶联或基于多层结构来设计石墨烯复合材料。这些体系表现出新颖的可调电子性质，如带隙工程、可逆金属/绝缘转变或超分子自旋电子学。可调超导性也被期待，但缺乏实验实现。在这里，我们展示了基于金属/石墨烯混合复合材料的实验，使得能够控制超导纳米颗粒阵列到宏观石墨烯片上的邻近耦合。这种材料允许在低温下将超导性调整到强绝缘状态。它是由金属纳米颗粒阵列产生的邻近诱导超导性与石墨烯的二维和可调金属性相结合而产生的。所得的混合材料的行为，作为一个整体，像一个颗粒状的二维超导体显示出普遍的过渡阈值和本地化的库珀对在绝缘相。该实验揭示了非均匀超导体中超导性的出现，更一般地说，它证明了石墨烯作为实现新型超导材料的多功能构建块的潜力。
2012-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Plasmon losses due to electron-phonon scattering: the case of graphene encapsulated in hexagonal Boron Nitride
封装在六方氮化硼（hBN）板之间的石墨烯片由于来自诸如库仑杂质和波纹的非本征无序源的非常有限的散射而显示出极好的电子性质。因此，这些样品有望成为在宽光谱范围内高度可调谐的低损耗等离子体激元的理想平台。在这篇文章中，我们提出了一个理论的集体电子密度振荡的石墨烯片封装在两个hBN半无限板（hBN/G/hBN）。石墨烯等离子体激元与hBN光学声子杂交，形成混合等离子体激元-声子（HPP）模式。我们专注于这些模式对石墨烯的声学声子和hBN光学声子的散射，预计在hBN/G/hBN堆叠中发挥关键作用的两个散射源。我们发现，在室温下，对石墨烯的声学声子的散射是hBN/G/hBN堆叠的主要限制因素，产生$50$-$60$的顺序的混合等离子体-声子模式的理论逆阻尼比，具有对载流子密度的弱依赖性和对照明频率的强依赖性。我们证实，等离子体激元的寿命是不直接相关的流动性：事实上，它可以是反相关的。
2014-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
