Numerical investigation of electrostatically confined excitons in monolayer $\text{MoSe}_2$
本研究通过有效质量激子模型数值研究单层MoSe₂中p-i-n结实现的量子线激子限制，揭示受限态的量子限制特性、栅压依赖性及亮暗态差异，为相关理论与新限制方案开发提供支撑。
2025-11-18 cond-mat.mes-hall
Gate-defined electron-hole double dots in bilayer graphene
我们提出了门控单，双，三点操作在静电间隙双层石墨烯。由于样品制造的最新进展，包括在六方氮化硼中封装双层石墨烯和使用石墨栅极，已经可以静电限制双层石墨烯中的载流子并完全夹断通过量子点器件的电流。在这里，我们讨论的操作和表征的电子空穴双点。我们显示了显着程度的控制我们的设备，这使得两个不同的栅极定义的电子空穴双点系统具有非常相似的能量尺度的实施。在单点制度，我们提取激发态能量和调查他们的演变在一个平行的磁场，这是在协议的塞曼自旋分裂预期的g-因子为2。
2018-06-25 cond-mat.mes-hall
Fabry-Pérot cavities and quantum dot formation at gate-defined interfaces in twisted double bilayer graphene
莫尔材料所表现出的丰富和静电可调的相图使其成为承载单一材料多用途设备的合适平台。要设计这样的设备，了解电子传输和定位在静电定义的接口是至关重要的。然而，关于源自莫尔晶格的能带结构和电势梯度之间的相互作用如何影响电子约束，人们知之甚少。在这里，我们静电定义了一个腔横跨扭曲的双层石墨烯样品。我们观察到两种Fabry-Pérot振荡。第一个，独立的电荷极性，源于限制之间的分散带/平带界面的电子。第二个原因是调谐到不同平带的区域之间的结。当调整跨器件的面外电场时，我们观察到传输中的库仑阻塞共振，这是强电子约束的指示。从共振态的栅极、磁场和源漏电压依赖性，我们得出量子点形成于法布里-珀罗腔的界面处。我们的研究结果构成了第一步，更好地理解界面现象的单晶莫尔装置。
2021-07-29 cond-mat.mes-hall
Electrostatically confined monolayer graphene quantum dots with orbital and valley splittings
无质量载流子的静电约束受到克莱因隧穿的阻碍。在石墨烯中避免这个问题主要依赖于雕刻出纳米结构或施加电位移场来打开双层石墨烯中的带隙。到目前为止，这些方法遭受边缘无序或电子的局部化控制不足。在这里，我们实现了一种替代的策略，在单层石墨烯，通过结合均匀的磁场和静电约束。使用扫描隧道显微镜的尖端，我们在块状石墨烯的朗道间隙中诱导出限制势，而不需要物理边缘。对费米能的局域态进行门控导致具有超过40个库仑峰的常规充电序列，其表现出7-20 meV的典型附加能量。第一轨道态的轨道分裂为4-10 meV，谷分裂约为3 meV。这些实验观察定量再现紧束缚计算，其中包括与对齐的六方氮化硼衬底的石墨烯的相互作用。所展示的限制方法似乎适合于产生具有超出传统技术范围的良好定义的波函数特性的量子点。
2016-08-09 cond-mat.mes-hall
Surface-gate-defined single-electron-transistor in a MoS$_{2}$ bilayer
我们报告了在MoS $_{2}$双层膜中的栅定义单电子晶体管的多尺度建模和设计。通过结合密度泛函理论和有限元分析，我们设计了一种表面栅结构来静电定义和调整量子点及其相关的隧道势垒在MoS $_{2}$双层。我们的方法为在二维材料中创建新型量子电子器件提供了新的途径。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall
Numerical studies of confined states in rotated bilayers of graphene
旋转石墨烯多层膜形成了一类新的石墨烯相关系统，其电子性质极大地依赖于旋转角度。已经表明，对于大的旋转角，双层表现得像两个孤立的石墨烯平面。对于较小的角度，属于两个层的狄拉克锥中的状态相互作用，导致两个范霍夫奇点的出现。随着旋转角的减小，状态变得局部化，两个范霍夫奇点在狄拉克能量处合并为一个峰。在这里，我们进一步考虑具有非常小的旋转角的双层。在这种情况下，在双层超原胞中存在AA堆积的明确区域，并且我们证明了在[-γ t，+γ t]范围内的能级被限制在这些区域中，其中γ t为面间平均相互作用。因此，局域态密度显示出与狄拉克能量不同的能量的离散峰。
2012-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Out-of-plane dielectric susceptibility of graphene in twistronic and Bernal bilayers
我们描述了单层石墨烯的平面外介电极化率如何影响双层石墨烯的静电-Bernal（BLG）和扭曲（tBLG）。我们比较使用密度泛函理论计算的极化率值与输出从先前公布的实验数据上的静电控制层间不对称电位在BLG和数据上的层上密度分布在tBLG。我们发现，在tBLG单层的极化率$α_{exp} = 10.8 \unicode{x212B}^3$和有效的面外介电极化率$ε_z = 2.5$，包括它们的层上的电子密度分布在零磁场和层间朗道能级钉扎在量子化磁场。
2021-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate defined zero- and one-dimensional confinement in bilayer graphene
我们报道了基于双层石墨烯夹在六方氮化硼底部和顶部栅极之间的纳米级器件的制造和测量。对顶栅进行图案化，使得可以通过向栅施加适当的电压来静电感应收缩和岛。从低温下收缩处的电导量子化可以明显看出器件的高质量。这些岛显示出明显的库仑阻塞和单电子输运。
2012-05-25 cond-mat.mes-hall
Corrugation induced stacking solitons with topologically confined states in gapped bilayer graphene
石墨烯作为一种原子厚度的超软薄膜，几乎没有抵抗面外变形的能力，因此，它总是在一定程度上起皱。近年来，人们对单层石墨烯的波纹结构及其对电子性质的影响进行了广泛的研究。然而，在双层石墨烯中的类似实验研究尚未报道。在这里，我们表明，双层石墨烯中的波纹可以产生公度Bernal堆叠域之间的非公度堆叠孤子（域壁）。利用扫描隧道显微镜，我们从微观上研究了在均匀层间电势差下，由波纹诱导的AB和BA双层结构中的堆积孤子的电子结构。在纳米尺度下观察到拓扑无带隙边缘态和准局域带隙类量子阱态。沿堆叠孤子的拓扑边缘态的原子分辨率映射揭示了它们之间存在谷间散射，这可以解释最近的实验中，沿带隙石墨烯双层畴壁的电导小于量子化值4e2 h。
2016-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological origin of subgap conductance in insulating bilayer graphene
基于石墨烯的系统的边缘具有不寻常的电子性质，源自与电子波函数的伪旋量特征相关联的非平凡拓扑结构。这些性质与传统系统中薛定谔方程所描述的电子没有类似之处，导致了许多惊人现象的预测，如门可调铁磁性和谷选择性输运。然而，在大多数情况下，预计预测的现象不会在强烈的结构和化学无序的影响下幸存下来，这些结构和化学无序必然会影响真实石墨烯器件的边缘。在这里，我们提出了一个理论研究的本征低能态在边缘的静电间隙双层石墨烯（BLG），并发现边缘模式的贡献，现实设备的电导仍然是相当大的，即使是高度不完美的边缘。这种边缘电导占主导地位的批量贡献，如果静电诱导的间隙是足够大的，并在最近的运输和光学光谱实验中所作的看似相互矛盾的观察帐户。我们的研究结果说明了鲁棒性的现象，其起源是植根于电子能带结构的拓扑结构，即使在没有特定的保护机制。
2010-09-24 cond-mat.mes-hall
Layer-polarized Transport via Gate-defined 1D and 0D PN Junctions in Double Bilayer Graphene
School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学学院）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国立材料研究所电子光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国立材料研究所材料纳米构筑研究中心）
通过门定义的1D和0D PN结在双层石墨烯中实现层极化传输，揭示了层极化对带结构和量子振荡的影响。
2026-03-02 cond-mat.mes-hall
Helical scattering and valleytronics in bilayer graphene
我们描述了一个角度不对称的界面散射机制，它允许在空间上分离的电子在两个低能量的双层石墨烯谷。该效应发生在静电定义的界面分离不同的赝自旋极化的区域，并与跨界面的赝自旋矢量的螺旋缠绕相关联，这打破了每个谷中的反射对称。电子在其中一个谷中的大能量范围内以高达60度的优选方向传输，并且在另一个谷中以-60度的优选方向传输。在Y结几何结构中，这可以用于创建和检测谷偏振。
2010-11-04 cond-mat.mes-hall
Counting Statistics of Single Electron Transport in Bilayer Graphene Quantum Dots
我们通过电容耦合的相邻量子点的单电子隧穿实时检测来测量双层石墨烯中静电定义的量子点中电流波动的电报噪声。实验证明了可调谐石墨烯量子点中第二和第三累积量（与散粒噪声相关）的抑制。通过这种方法，我们证明了测量非常低的电流和噪声水平的能力。此外，我们用这种方法研究了第一自旋激发态，这是测量自旋弛豫的必要前提。
2023-01-24 cond-mat.mes-hall
Multi-flavor Dirac fermions in Kekulé-distorted graphene bilayers
石墨烯的电子结构可以从根本上改变时，衬底或adatom诱导的凯库勒超晶格耦合的谷和同位旋自由度。在这里，我们表明，能带结构的Kekulé织构石墨烯可以通过层堆叠重新设计。我们预测了一个家庭的凯库勒石墨烯双层，表现出能带结构多达六个山谷，和室温狄拉克准粒子的质量可以静电调谐。费米速度是原始石墨烯的一半，使该系统处于强耦合状态，可以预期存在相关的基态。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall
Excitons without effective mass: biased bilayer graphene
理解二维半导体中激子的动力学需要一个理论，该理论结合了与三维对应物不同的基本物理学。除了修正的介电环境外，在许多二维能带结构中还出现了具有强非抛物色散的单粒子态，使得“有效质量”定义不明确。以静电偏压双层石墨烯为例，四次（和更高）色散项是必要的，我们提出了一个半解析理论，用于研究基态和激发态激子的性质。这包括确定相对振子强度和磁矩（g因子），可以直接与最近的实验测量进行比较。
2018-08-29 cond-mat.mes-hall
Visualization and Manipulation of Bilayer Graphene Quantum Dots with Broken Rotational Symmetry and Nontrivial Topology
Bernal堆叠双层石墨烯（BLG）中的静电限定量子点（QD）由于其长的自旋退相干时间、高的样品质量和可调谐性而成为一种有前途的量子信息平台。重要的是，QD态的形状决定了电子能谱、电子之间的相互作用以及电子与其环境的耦合，所有这些都与量子信息处理相关。尽管它的重要性，大质量量子点状态的形状仍然没有实验研究。在这里，我们报告了使用扫描隧道显微镜直接观察BLG QD态的情况。引人注目的是，我们发现这些国家表现出强大的破缺旋转对称性。通过使用数值紧束缚模型，我们确定所观察到的破缺的旋转对称性可以归因于低能各向异性带。然后，我们比较限制的空穴和电子，并证明BLG的非平凡带拓扑结构的影响。我们的研究区分BLG量子点从以前的量子点平台与平凡带拓扑。
2020-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning confined states and valley g-factors by quantum dot design in bilayer graphene
本研究针对双层石墨烯量子点受限态调控需求，通过大规模数值模拟分析多类栅极可调参数的影响，明确态性质与参数依赖关系，证实可通过量子点设计高效调控受限态与谷g因子，为其在量子技术中的应用提供支撑。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall
Semimetallic features in quantum transport through a gate-defined point contact in bilayer graphene
我们证明，在传导开始时，在双层石墨烯（BLG）与层间不对称间隙的静电定义的量子线可以作为一个一维半金属，由于其最低子带的多个minivalley色散。非单调子带的形成与导线光谱中最低两个子带的底部边缘之间的近简并性相一致，这表明在传导阈值处存在$8e^2/h$阶跃，并且导线中最低子带的半金属行为将表现为$8e^2/h$电导平台上的共振透射峰。
2019-06-24 cond-mat.mes-hall
Kondo effect in electrostatically defined ZnO quantum dots
本研究首次在ZnO异质结构中静电形成量子点，发现与电子数奇偶性无关的近藤效应，并指出电子关联起关键作用，为量子器件应用提供新可能。
2023-11-21 cond-mat.mes-hall
Trigonal distortion of topologically confined channels in bilayer Graphene
在这项工作中，我们表明，在双层石墨烯中的电子带的三角形翘曲显着修改的行为的一维模式拓扑限制由于不均匀的偏置，改变跨通道的符号。拓扑保护的状态是存在的，但它们的行为是从各向同性近似的预测中断。我们提出了详细的研究的1D通道中的通道的方向的功能的电子特性。
2011-07-18 cond-mat.mes-hall
Efficient Electric Field Control of Magnetic Phase in Bilayer Magnets via interlayer hopping modulation
针对其他二维磁体难以实现静电调控层间磁耦合的问题，本研究发现双层Cr2Ge2Te6可通过压力/滑动增强层间跃迁，结合外电场实现FM-AFM相变调控，并构建四位置模型揭示其机制，为电可调自旋电子器件设计提供新思路。
2024-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable cloaking of Mexican-hat confined states in bilayer silicene
采用四带模型结合传输矩阵方法研究了自旋轨道耦合和电场作用下p-n-p双层硅烯结的弹道量子输运.在层间偏压下，观察到与双层石墨烯类似的低能光谱的墨西哥帽形状。我们发现，虽然双层硅烯与双层石墨烯共享一些物理学，但它有许多有趣的现象，后者尚未报道。首先，在墨西哥帽中产生显著非零传输的受限状态。第二，发现了Mexican-hat束缚态的隐形现象。第三，我们观察到当入射能量低于势高时，Mexican-hat隐形导致电导的强烈振荡。最后，与单层硅烯不同的是，当入射能量高于电势高度时，在大层间距离处的电导随着电场的升高而增加。
2019-04-16 cond-mat.mes-hall
Ballistic electron channels including weakly protected topological states in delaminated bilayer graphene
我们发现，在双层石墨烯（BLG）与静电诱导层间不对称的分层可以提供一个弹道通道的电子与能量内的静电诱导BLG间隙。这些通道是由沿分层边缘传播的谷极化倏逝态（其在强磁场存在下持续存在）和在分层区域内在它们之间反弹的驻波（在强磁场中，这些转变为单层中的朗道能级）的组合形成的。对于脱层左侧和右侧的BLG之间的反向堆叠（AB-2 ML-BA或BA-2 ML-AB），最低能量弹道通道是无间隙的，具有线性分散，并且似乎受到弱拓扑保护。当分层两侧的BLG堆叠顺序相同（AB-2 ML-AB或BA-2 ML-BA）时，最低能量弹道通道是带间隙的，其中间隙$\varepsilon_g$缩放为具有分层宽度的$\varepsilon_g\propto W^{-1}$和具有分层内的层上能量差的$\varepsilon_g\proptoδ^{-1}$。取决于它们的宽度，分层也可以支持几种“较高能量”的波导模式。我们的研究结果是基于两个分析研究的波匹配的狄拉克状态和紧束缚模型计算，我们详细分析了依赖的分层光谱的静电条件的结构，如垂直位移场。
2018-01-10 cond-mat.mes-hall
Theory of resonant tunneling in bilayer-graphene/hexagonal-boron-nitride heterostructures
本文提出了一种计算双层石墨烯之间垂直隧穿电流的理论，该双层石墨烯被一层薄的六方氮化硼绝缘层隔开，忽略了多体效应。结果使用的物理参数，使比较的理论与最近报道的实验结果。所观察到的共振隧穿和负微分电阻的电流-电压特性的静电诱导的带隙，栅极电压调制，带边附近的状态密度，和共振与上子带的条款解释。这些观察结果进行比较，从类似的异质结构与单层石墨烯形成的。
2015-03-02 cond-mat.mes-hall
Real-Space Imaging of Moiré-Confined Excitons in Twisted Bilayer MoS$_2$
研究通过原子力显微镜在扭曲双层MoS₂中以纳米级分辨率成像莫尔受限激子，揭示了位点选择性限制机制，并建立了基于Wannier模型的激子波函数局部化理论。
2025-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pulsed-gate spectroscopy of single-electron spin states in bilayer graphene quantum dots
石墨烯和双层石墨烯量子点是具有长相干时间的自旋量子位的有希望的宿主。虽然最近的技术改进使得在双层石墨烯量子点中静电限制单电子成为可能，并且已经详细研究了它们的自旋和单粒子谱的谷纹理，但是它们的弛豫动力学仍然未被探索。在这里，我们报告通过高频门控单电子双层石墨烯量子点的传输。通过单电子自旋态的瞬态电流谱，我们得到了自旋弛豫时间的下限为0.5~$μ$ s。这一结果代表了石墨烯量子点中自旋相干时间的研究和自旋量子比特的实现的重要一步。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall
One-dimensional plasmons confined in bilayer graphene p-n junctions
石墨烯的无间隙光谱允许利用外部面内电场容易地空间分离电子和空穴。引导的集体等离子体激元模可以沿分离线传播，其振幅随距离的增加而衰减，其频谱和传播方向可以通过面内电场的强度和方向来控制。在双层石墨烯的情况下，可以通过在电子的带谱中打开间隙的垂直电场进行额外的控制。利用带电电子液体的流体力学研究了双层pn结中的引导等离子体激元谱。
2012-05-21 cond-mat.mes-hall
Highly tunable layered exciton in bilayer WS$_2$: linear quantum confined Stark effect versus electrostatic doping
在1H单层过渡金属二硫属化物中，反转对称性被破坏，而反射对称性被保持。相反，在双层中，反转对称性得到恢复，但反射对称性被破坏。作为这些对比对称性的结果，在这里，我们表明，双层WS $_2$表现出量子限制斯塔克效应（QCSE），是线性与所施加的平面外电场，在相反的二次一个单层。双层中的独特层自由度与场驱动的层内和层间激子之间的部分相互转换之间的相互作用产生激子振子强度的巨大可调谐性。这使得双层WS $_2$成为在激子共振下原子级薄的可调谐电吸收调制器的有希望的候选者，特别是当堆叠在提供超快非辐射弛豫通道的石墨烯层的顶部上时。通过调整偏置配置，我们进一步表明，激子响应可以很大程度上通过静电掺杂，有效地转移从中性带电激子的振子强度调谐。这些发现对于下一代光电子学的高度可调、原子薄、紧凑和轻的片上可重构组件具有前瞻性。
2020-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Charge detection in gate-defined bilayer graphene quantum dots
我们报告了使用集成电荷检测器在双层石墨烯中静电定义的量子点设备中的电荷检测。该器件的制造没有任何蚀刻，并具有石墨背栅，从而产生高质量的量子点。电荷检测器基于在150 nm宽的栅极下方通过耗尽与第一量子点分离的第二量子点。我们发现，库仑共振的传感点是敏感的个别充电事件附近的量子点。由于单电子充电引起的电势变化导致通过电荷检测器的电流的阶跃状变化（高达77%）。此外，可以检测具有可调谐隧穿势垒的量子点和耦合量子点的充电状态。
2019-10-17 cond-mat.mes-hall
Patterned bilayer graphene as a tunable, strongly correlated system
提出静电图案化双层石墨烯作为可调谐强关联系统，通过栅极诱导超调制，可调至强关联区，且实验可行。
2022-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb matrix elements of bilayers of confined charge carriers with arbitrary spatial separation
我们描述了一个实用的程序来计算二维空间分离和限制的载流子，这是必要的重要凝聚态有限系统的详细理论描述的库仑矩阵元素。我们推导出一个解析表达式，任意分离，在一个单一的无穷级数和应用U型莱文变换，以加速所产生的无穷级数。这一程序已被证明是有效和准确的。直接后果矩阵元素上的分离距离，跃迁振幅和对角化的一个单一的电子-空穴对垂直堆叠抛物量子点的功能依赖。
2009-11-27 cond-mat.mes-hall
Double quantum dots defined in bilayer graphene
在原子紧束缚和低能连续近似下，研究了双层石墨烯中双量子点的人工分子态。我们指出，扩展的电子波函数在两个石墨烯层的每个子晶格上具有相反的宇称，并且基态波函数分量随着点间距离从成键到反键变化。在弱耦合极限中--与静电定义的量子点最相关--点间耦合的特征包括--对于双电子基态--形成具有由交换能量分裂的对称或反对称空间波函数的状态。在光谱的高能量部分，发现两个电子处于同一点的状态，其能级分裂对应于电子对从一个点到另一个点的同时隧穿。
2017-06-26 cond-mat.mes-hall
Isolating the natural edges of bilayer graphene in gate-defined mesoscopic devices
University of Basel（巴塞尔大学）；Advanced Materials Laboratory, National Institute for Materials Science（国家材料科学研究所先进材料实验室）；Solid State Physics Laboratory, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院固体物理实验室）；Swiss Nanoscience Institute（瑞士纳米科学研究所）
本研究提出石墨栅极架构隔离双层石墨烯天然边缘，实现静电定义霍尔棒，揭示边界散射特征，制备的场效应晶体管获创纪录量子迁移率。
2026-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Shift Current in Electrically-Tunable Superlattice Bilayer Graphene
研究电可调超晶格双层石墨烯中巨位移电流的产生机制及调控方法
2025-08-14 cond-mat.mes-hall
Geometry effects in topologically confined bilayer graphene loops
我们通过不同形状的拓扑环来研究双层石墨烯中的电子约束。这些环是由通过间隙反转作用在两个石墨烯片上的横向栅极产生的。对于大面积的循环的频谱是很好地描述了一个量化规则，只依赖于循环周长。对于小尺寸，光谱取决于环的形状。我们发现，零能态表现出强烈依赖于空间对称性的特征图案。我们通过考虑较高到较低对称性（圆形，正方形，矩形和不规则多边形）的循环来证明这一点。有趣的是，磁场会导致态的谷分裂、能量反转态之间的不对称、通量周期性和持续电流的出现。
2021-10-12 cond-mat.mes-hall
Spin and valley degrees of freedom in a bilayer graphene quantum point contact: Zeeman splitting and interaction effects
本文研究了在平面磁场作用下，双层石墨烯中静电量子点接触的尺寸量子化能级简并度的提升。我们观察到塞曼自旋分裂的前三个子带，其特征在于有效的Landé $g$ -因素，增强了限制和相互作用。在栅极电压的电导依赖性，一个肩状的功能低于最低的子带出现，我们确定为一个$0.7$异常源于相互作用引起的提升的频带简并。我们采用的$0.7$异常的栅定义的通道在双层石墨烯受到面内磁场的唯象模型。基于对电导随磁场增加的演化的定性理论预测，我们得出结论：有效自发自旋劈裂的假设能够描述我们的观测，而谷自由度保持简并。
2022-02-02 cond-mat.mes-hall
Single-electron double quantum dots in bilayer graphene
我们提出了通过静电定义的双层石墨烯双量子点在单电子制度的运输测量。在一个背栅、两个分裂栅和两个指栅的帮助下，我们能够独立地控制两个栅限定的量子点上的载流子的数量在0和5之间。该器件的高可调谐性满足了使这种器件成为自旋量子比特的合适构建块的要求。在单电子区，我们确定了2~GHz量级的点间隧道速率。点间隧道耦合以及电容性点间耦合都随着点占据而增加，导致向单个量子点的转变。有限偏置磁谱测量允许解决的激发态的双量子点中的第一个电子的光谱，与自旋和谷守恒的点间隧穿过程。
2019-12-24 cond-mat.mes-hall
Topologically non-trivial valley states in bilayer graphene quantum point contacts
我们提出了测量的量子电导在静电诱导量子点接触的双层石墨烯。垂直磁场的应用导致了一个复杂的模式，解除和恢复简并与增加的领域：在零磁场的量子化的一维子带的简并是四，因为一个双重的自旋和一个双重的谷简并。通过接通磁场，谷简并被提升。在磁场中，不同谷的Berry曲率态线性分裂.在量子霍尔制度四重简并电导平台重新出现。在绝热过渡到量子霍尔制度期间，从一个谷的能级相对于另一个谷在量子数上移动两个，形成可以通过数值计算再现的交织图案。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall
Umklapp electron-electron scattering in bilayer graphene moiré superlattice
该研究预测与hBN对齐的双层石墨烯莫尔超晶格中，Umklapp电子-电子散射导致$T^2$依赖电阻率，其强度受掺杂密度、扭转角和带隙影响。
2022-11-02 cond-mat.mes-hall
Scanning tunneling microscopy and spectroscopy of nanoscale twisted bilayer graphene
纳米级扭曲双层石墨烯（TBG）是非常不稳定的，并且会以低得多的能量将其结构转变为Bernal（或AB堆叠）双层。因此，纳米TBG的缺乏使其电学性质至今无法在实验中得到验证。在这项工作中，一个特殊的限制TBG中获得的两个连续的错位石墨烯片的重叠区域。TBG的受限区域的宽度从约22 nm逐渐变化到0 nm。利用扫描隧道显微镜，我们仔细研究了纳米TBG的结构和电子性质。我们的结果表明，纳米级TBG的平移对称性破缺对低能电子性质（包括扭转诱导的范霍夫奇异性（VHS）和局域态密度的空间调制）产生了强烈的影响。然而，当TBG的宽度减小到只有一个莫尔斑时，VHS能量以上的电子性质几乎不受量子限制的影响。
2017-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-valley coupling in single-electron bilayer graphene quantum dots
了解电子自旋如何与轨道自由度耦合，例如固态系统中的谷自由度，对于基于自旋的电子学和量子计算中的应用至关重要。在带隙双层石墨烯（BLG）中制备静电约束量子点的最新进展使得能够研究BLG量子点中的低能单电子光谱，这对于潜在的自旋和自旋谷量子比特操作至关重要。在这里，我们提出了在单电子制度的双层石墨烯量子点的自旋谷耦合的观察。通过使用高度可调谐的双量子点器件，我们实现了能量分辨率，使我们能够解决提升的四重自旋和谷简并由$\approx 65~μ$ eV的Kane-Mele型自旋轨道耦合。此外，我们发现一个潜在的无序诱导的$K$和$K'$状态低于$20~μ$ eV的混合的上限。
2021-06-19 cond-mat.mes-hall
Excited states in bilayer graphene quantum dots
我们报告了在平行和垂直的外加磁场中通过静电定义的双层石墨烯中的少孔量子点的基态和激发态输运。通过分析包含自旋和谷自由度的两粒子模型的有限偏置谱数据，发现了一个非常清晰的两粒子谱的能级方案。我们确定了双空穴基态是自旋三重态和谷单重态。这种自旋排列可以被看作是谷简并系统的洪德规则，这与碳纳米管中的量子点和GaAs基量子点有着根本的不同。自旋单重态激发态被发现是谷-三重态通过倾斜的磁场相对于样品平面。我们量化的交换能量为0.35毫电子伏，并测量谷和自旋g因子分别为36和2。
2019-04-15 cond-mat.mes-hall
Interface-Confined Superconductivity with Thickness-Independent Superfluid Stiffness in (Pb,Sn)Te/FeTe Bilayers
Department of Physics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学物理系）；Department of Physics, University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校物理系）；Department of Condensed Matter Physics, Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所凝聚态物理系）；Materials Research Institute, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学材料研究所）
研究基于FeTe的异质结构中界面诱导超导性，通过分子束外延生长双层膜并结合多种测量手段。发现超导性在整个成分范围稳健，转变温度近12K，超流刚度与相邻层拓扑等无关且局限于界面，为探索拓扑超导性等提供平台。
2026-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Chirality-Assisted Electronic Cloaking in Bilayer Graphene Nanostructures
我们发现双层石墨烯中赝自旋取向和载流子运动的强耦合对弹道p-n-p结的输运性质有着显著的影响。平行于势垒的零动量电子态被限制在它下面的一个赝自旋方向，而相反的赝自旋隧道通过结的状态完全不受限制状态的存在。我们证明，结作为一个斗篷的限制状态，使它们几乎不可见的电子在外部区域的入射角的范围内。这种行为表现在两端电导中，作为具有非洛伦兹奇异峰形状的传输共振。这些现象对弱磁场或电场诱导的层间间隙的响应可以作为电子隐身的实验指纹。
2011-06-06 cond-mat.mes-hall
Dynamics of van der Waals Charge Qubit in 2D Bilayers: Ab initio Quantum Transport and Qubit Measurement
一个范德华（vdW）电荷量子比特，静电限制在二维（2D）vdW材料，提出了未来量子计算机的构建块。系统地评价了它的特性，关于它的两个级别的抗交叉能量差（$Δ$）。双层石墨烯（$Δ$ $\approx$ 0）和vdW异质结构（$Δ$ $\gg$ 0）用作代表性实例。它们在外加电场作用下的可调电子特性定义了电荷量子比特的状态。通过结合密度泛函理论和量子输运计算，我们突出了最佳量子比特操作条件的基础上的电荷稳定性和能级图。此外，单电子晶体管（SET）的设计的基础上三层vdW异质结电容耦合到电荷量子位的测量设置与低消相干和改善的测量性能。发现大于20 meV的$Δ$导致量子位态的快速混合，这导致较低的测量量，即对比度和电导。通过适当的优化设计，依赖于2D vdW结构的量子位架构可以集成到全电子量子计算平台中。
2022-10-13 cond-mat.mes-hall
Quantum-Confined Electronic States arising from Moiré Pattern of MoS2-WSe2 Hetero-bilayers
在5和80 K温度下，用扫描隧道显微镜和光谱学研究了沉积在外延石墨烯上的由MoS 2/WSe 2组成的二维异质双层系统.观察到莫尔图案，由MoS 2和WSe 2之间3.7%的晶格失配引起。显着的能量转移中观察到的最大值的莫尔条纹的隧穿光谱，与光谱获得的最小值，与以前的工作相一致。此外，在莫尔条纹的最小值处，对于在5 K下获得的光谱，观察到在带边缘附近的能量处的光谱中的尖峰。峰对应于被限制在莫尔晶胞内的离散状态。电导映射被用来揭示态的波函数的详细结构。对于在80 K的测量，在光谱中的尖峰是不存在的，和带边的电导图显示很少的结构。
2018-01-31 cond-mat.mes-hall
Competition between excitonic insulators and quantum Hall states in correlated electron-hole bilayers
本文基于MoSe2/hBN/WSe2异质结构电子-空穴双层膜，研究了垂直磁场下激子绝缘体的行为，发现了激子量子振荡，并揭示了强磁场下激子绝缘体相与双层量子霍尔绝缘体相之间的多重量子相变。
2025-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
AA-stacked bilayer square ice between graphene layers?
水被限制在两层之间，间隔几埃，形成层状二维冰结构。利用大规模分子动力学模拟，采用ReaxFF原子间相互作用势，我们发现具有菱形-正方形结构的扁平单层冰在非极性和非铁电性的石墨烯层之间成核。发现两层水结晶成一个正方形晶格，接近实验发现的AA堆积[G。Algara-Siller等人Nature 519，443445（2015）]。每一层都有一个方向相反的净偶极矩。双层冰也是非极性和非铁电的。对于三层冰，我们发现每一层都有类似于单层冰的晶体结构。
2015-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Floquet engineering of twisted double bilayer graphene
受扭曲双层石墨烯（TDBG）样品的最新实验实现的启发，我们研究，分析和数值计算，圆偏振光在自由空间中传播，并限制在一个波导上的能带结构和这些系统的拓扑性质的影响。这两个互补的Floquet协议允许我们通过改变光的强度和频率来选择性地调整系统的不同参数。对于自由空间中的驱动协议，在高频区域，我们发现在具有AB/BA堆叠的TDBG中，我们可以通过调整驱动参数来选择性地关闭一个谷附近的区中心准能隙，同时增加相对谷附近的能隙。在具有AB/AB堆叠的TDBG中，在施加垂直静态电场时可以获得类似的效果。此外，我们还研究了驱动系统在不同情况下的拓扑性质，提供了精确的有效Floquet哈密顿量，并表明相对较强的驱动器可以产生平坦带。另一方面，限制在波导中的纵向光耦合到垂直于TDBG片的层间跳跃的组件，从而允许选择性地设计Floquet区中心准能带的带宽，而不破坏静态系统的对称性。
2020-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport and spectral properties of magic angle twisted bilayer graphene junctions based on local orbital models
在扭曲双层石墨烯上静电定义的结的电子性质可以使用晶格模型在理论上解决。最近的工作已经引入了最小的局部轨道模型来描述扭曲的双层石墨烯在魔角（MATBLG）与不同程度的近似和占脆弱的拓扑结构。在目前的工作中，我们使用格林函数的形式主义，以获得基于这些模型的MATBLG结的光谱和传输特性。我们引入不同的对称性破缺微扰来模拟相互作用的影响，并通过分析相应的威尔逊圈来表征体带的拓扑结构。然后，我们分析了不同类型的边缘的光谱特性，并在亚晶格对称性破缺参数的畴壁的情况下。我们进一步考虑了三个区域的结，其中可以独立地控制中心和横向区域的掺杂水平。在中心区域被固定在电荷中性点和横向的重掺杂的限制，光谱和两个终端的传输特性可以理解的手性状态沿结的杂交。这些属性被发现是非常敏感的结沿莫尔晶格的取向。
2021-05-21 cond-mat.mes-hall
Valley-based Cooper Pair Splitting via Topologically Confined Channels in Bilayer Graphene
双层石墨烯在不同层间电位或堆叠顺序的区域之间的畴壁处具有谷手性一维模式。当这样的通道靠近超导体时，穿隧进入通道的库珀对的两个电子会向相反的方向移动，因为它们属于由时间反演对称性所关联的不同谷。这是库珀对分裂的一种动力学变体，它既不需要库仑排斥也不需要能量过滤，而是在没有原子尺度缺陷的情况下通过谷同位旋的鲁棒性来实施。我们推导出一个有效的模型的导模附近的s-波超导体，计算的电导进行分裂和自旋纠缠电子对，并解释它作为本地Andreev反射过程的结果，而交叉Andreev反射是不存在的。
2015-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A Movable Valley Switch Driven by Berry Phase in Bilayer Graphene Resonators
自从Berry相被发现以来，它在许多量子系统中起着重要的作用。在有间隙的Bernal双层石墨烯中，Berry相可以从0到2pi连续调谐，这为探索可调谐Berry相的物理现象提供了独特的机会。在这里，我们报告了在可移动双层石墨烯pn结谐振器中Berry相诱导的谷分裂和交叉的实验观察。在我们的实验中，双层石墨烯谐振器是通过结合扫描隧道显微镜针尖的电场和双层石墨烯的间隙产生的。垂直磁场使共振器中束缚态的Berry相位从0连续变化到2 π，并导致双层石墨烯中两个不等效谷的Berry相位差。因此，我们观察到巨大的谷分裂和不寻常的谷交叉的最低束缚态。我们的研究结果表明，双层石墨烯谐振器可以用来操纵谷电子学中的谷自由度。
2019-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of competing energy scales on the shell-filling sequence in elliptic bilayer graphene quantum dots
本研究通过磁输运光谱和数值计算，揭示短程电子-电子相互作用与谷g因子共同决定椭圆双层石墨烯量子点的四重壳填充序列，为相关器件设计提供关键见解。
2023-08-25 cond-mat.mes-hall
Confined states in quantum dots defined within finite flakes of bilayer graphene: Coupling to the edge, ionization threshold, and valley degeneracy
我们使用紧束缚方法研究了双层石墨烯有限薄片内由外电势定义的量子点。我们发现，在含有锯齿形边缘的大薄片的极限中，点局域能级出现在由扩展态形成的能量连续区中。因此，不存在包含在点内的载流子的电离阈值。对于具有锯齿形边界的较小薄片，点局部能级与薄片外部的能级交错出现，因此在充电实验中，电子将交替地添加到点区域及其邻近区域。我们证明，与扶手椅边界的薄片，唯一的点局域化状态的能量窗口被打开。然后，在外部态开始被占据之前，可以向点添加一些电子。我们还讨论了在谷简并提升的背景下，点局域态与边缘态的耦合。此外，我们还从紧束缚解中提取了光滑的包络波函数，并讨论了它们的空间对称性。点局部能级与重建锯齿形边缘和原子空位内存在的层的耦合也被认为是。
2013-10-16 cond-mat.mes-hall
