Spectral footprints of impurity scattering in graphene nanoribbons
我们报告了一个详细的调查，在石墨烯纳米带的尺寸量子化和局部散射中心之间的相互作用，在当地的态密度。的光谱特征，获得后的局部态密度的傅立叶变换，包括特征峰，可以是相关的纳米晶体的横模。在扶手椅带中，两个不等价的子晶格之一的傅立叶变换态密度的形式类似于二维电子气中的量子信道的形式，根据能带结构的差异进行修改。在添加第二子晶格贡献之后，由于叠加而获得图案的特征调制，类似于由于大面积石墨烯中的单个杂质散射而在光谱中获得的。我们提出的分析结果扶手椅纳米带中的电子传播在狄拉克近似，包括一个单一的散射中心内的T-矩阵配方。为了比较，我们已经扩展了调查与原子递归格林函数的方法得到的数值。原子论方法的光谱特征包括三角弯曲效应。在少模纳米带中，杂质引起的局域态密度振荡在大距离处不衰减。
2012-12-22 cond-mat.mes-hall
Interplay between edge states and simple bulk defects in graphene nanoribbons
我们研究了锯齿形石墨烯纳米管中边缘态和单个杂质之间的相互作用。我们使用紧束缚精确对角化技术，以及密度泛函理论计算得到的本征值谱，本征函数，以及局域态密度（LDOS）的能量和位置的依赖关系。我们注意到，在有限尺寸的带的光谱中，大约有一半的未扰动本征态与杂质态杂交，并且相应的本征值相对于它们的未扰动值发生了位移。最大的位移和杂化发生在能量与杂质势成反比的状态，这个能量就是DOS谱中杂质峰的能量。我们发现，杂质和边缘之间的干扰引起了特殊的修改的LDOS的纳米取向，特别是边缘LDOS的振荡。这些效应依赖于系统的大小，并随着边缘和杂质之间的距离而衰减。
2012-05-23 cond-mat.mes-hall
Electronic transport properties of graphene nanoribbons
我们将对石墨烯纳米带的电子和输运性质进行简要概述，重点关注边缘形状和杂质散射的影响。石墨烯的低能电子态具有两个不等价的无质量Dirac谱。这两个狄拉克点在动量空间中的相对距离和由于锯齿型石墨烯边缘的存在而导致的边缘状态对石墨烯纳米带的电子和输运性质起决定性作用。在锯齿形边缘的石墨烯纳米带中，与每个狄拉克光谱相关的两个谷在动量空间中被很好地分离。每个谷中的传播模式包含源自带中心处的部分平坦带的单个手征模式。如果杂质散射不连接两个谷，即对于长程杂质电势，则该特征在无序系统中产生完美导电沟道。另一方面，具有扶手椅边缘的石墨烯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。对称性考虑导致无序锯齿形带分为长程杂质的单位类和短程杂质的正交类。然而，没有这样的交叉发生在扶手椅纳米带。
2009-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric properties of armchair phosphorene nanoribbons in the presence of vacancy-induced impurity band
扶手椅型磷烯纳米带（APNR）是一种具有间接带隙的半导体。在这里，我们建议通过创建一个周期性的空位结构（antidot）在APNR的间隙中引入新的状态。紧束缚模型的基础上，我们表明，一个周期性阵列的空位或纳米孔导致形成的杂质带内的间隙区域。我们首先给出了一个解析表达式的杂质带的色散关系所诱导的束缚态杂化与每个单空位缺陷。然后，我们增加空位缺陷的大小，包括一堆原子和理论研究纳米孔的大小和它们的间距对电子能带结构，载流子传输函数，和热电性能的影响。我们对这些结构的发电率和热电效率的分析表明，ANPR可以用作极好的热电发电模块。
2021-02-03 cond-mat.mes-hall
Confinement and edge effects on atomic collapse in graphene nanoribbons
由于存在多个能带和边缘效应，与单层石墨烯相比，石墨烯纳米带中的原子坍缩以根本不同的方式表现。对于扶手椅型纳米带，我们发现随着杂质电荷的增加，束缚态逐渐转变为原子坍缩态。这在锯齿形纳米带中是非常不同的，其中发现多个准一维\emph{bound states}起源于零能量锯齿形边缘状态。它们是平带的结果，这些束缚态的电子分布呈现双峰。最低能量的边缘态从束缚态转变为原子坍缩共振态，并且随着杂质电荷的增加，从边缘到杂质位置呈现出明显的重定域。
2021-01-19 cond-mat.mes-hall
Impurity electrons in narrow electric field-biased armchair graphene nanoribbons
我们提出了一个分析研究的准库仑杂质态的窄间隙扶手椅型石墨烯纳米管（GNR）在存在一个均匀的外部电场平行于带轴定向。带约束的影响被认为是远远大于杂质电场的影响，杂质电场又大大超过外部电场。在这些条件下，我们采用绝热近似，假设平行（“慢”）和垂直（“快”）的运动带轴是分开的绝热。在“快”运动引起的孤立尺寸量子化子带近似下，以显式形式计算了杂质电子的复能量。这些能量的实部和虚部分别决定了准离散态的结合能和宽度。随着电场和带宽的增加，能带宽度增加。后者形成了维度电离机制的背景。研究输运问题的基本工具-S矩阵可以由显式表示的连续谱波函数的相位简单地导出。在双子带近似下，我们计算了由电场和杂质态之间Fano共振耦合的联合作用所引起的杂质态的完整宽度。
2014-06-13 cond-mat.mes-hall
Conductance footprints of impurity scattering in graphene nanoribbons
我们报告了对扶手椅式石墨烯纳米带中尺寸量子化和局部散射中心之间相互作用的详细分析研究，如电导中所示。局部散射中心的散射性质取决于它是位于一个子晶格上（A位杂质）还是位于两个子晶格上（位于相邻碳原子处的杂质，A-B位杂质）。A位杂质以与二维电子气制成的一维通道中的局域杂质类似的方式散射。另一方面，A-B位杂质引入了A-到B-亚晶格散射，这知道狄拉克电子的手性，并严重影响电导。对于A位杂质，在杂质处的倏逝波和对电导有贡献的传播模式之间的相互作用导致散射共振，其产生电导的下降或使杂质完全透明。后者发生在子带底部能量处，其中开口模的波矢量为零。因此，无缺陷石墨烯的电导保持在这些能量下。这类似于由二维电子气制成的量子信道中的散射中心的情况。电导骤降发生在远离电导阶跃的能量$ΔE$处，其位置直接取决于杂质强度。特别是，对于排斥性杂质，空穴掺杂会发生下降，而对于吸引性杂质，电子掺杂会发生下降。对于A-B位杂质，A-到B-子晶格散射干扰子带底部能量处的透射共振，并且杂质从不透明，并且无缺陷石墨烯带的电导台阶总是丢失。我们推导出适用于任意散射区域和任意数量引线的石墨烯引线的广义Fisher-Lee公式。
2014-08-05 cond-mat.mes-hall
Lanczos transformation for quantum impurity problems in d-dimensional lattices: application to graphene nanoribbons
提出了一种完全无偏的可控数值方法来求解d维晶格中的量子杂质问题。这种方法是基于一个典型的变换，的Lanczos形式，其中完整的晶格哈密顿完全映射到一个等效的一维系统，在相同的精神威尔逊的数值重整化。该方法特别适合于研究非均匀和/或具有边界的系统。作为概念的证明，我们使用密度矩阵重整化群来解决等价的一维问题。所得到的降维转化为因子$L^{d-1}$的纠缠熵的缩放的减少，其中L是原始d维晶格的线性维度。这使得人们能够计算附着在LxL正方晶格和LxLxL立方晶格上的磁性杂质的基态，其中L高达140个位点。我们还研究了通过在石墨烯纳米带的边缘或中心添加磁性杂质来获得的石墨烯纳米带的局域边缘态。对于扶手椅型金属纳米带，我们发现作为离域金属态的结果的自旋相关性的缓慢衰减。在锯齿形带的情况下，自旋关联的衰减依赖于杂质的位置。如果杂质位于带的主体中，则衰变与金属情况一样缓慢。另一方面，如果吸附原子是附着在边缘，衰减是快速的，在几个网站的杂质，作为一个结果的本地化的边缘状态，和短的相关长度。该映射可以与从头计算能带结构计算相结合来模拟系统，并从第一性原理理解量子杂质问题中的关联效应。
2013-08-21 cond-mat.mes-hall
Quantum transport through the edge states of Zigzag phosphorene nanoribbons in presence of a single point defect: analytic Green's function method
锯齿形磷烯纳米带具有完全脱离体态的准平带边模式。我们解析地研究了半无限和有限带中存在局部缺陷时通过这种边缘态的电子输运。使用紧束缚模型，我们推导出的原始和有缺陷的纳米带的格林函数和传输幅度的解析表达式。我们发现，半无限和有限带的传输是敏感的一个单一的杂质缺陷的位置相对于边缘。通过在带的最外边缘位置上的杂质的存在，通过边缘通道的传输，类似于一维链，强烈地抑制了准平坦带的整个能谱。相反，低能量$(E\approx 0)$态的传输是鲁棒的，因为杂质在同一子晶格上远离边缘移动一个位置。分析计算还补充了精确的数值计算输运使用的Landauer方法。
2018-10-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin effects in thermoelectric properties of Al and P doped zigzag silicene nanoribbons
从理论上研究了掺Al和P杂质原子的硅烯纳米带在边缘磁矩反平行和平行取向下的电学和热电性质。在前一种情况下，适当排列的杂质可以导致净磁矩，从而也导致自旋热电效应。在后一种情况下，反过来，自旋热电效应也发生在不存在杂质的情况下。基于从头计算的数值结果表明，自旋热电势可以显着提高的杂质。
2014-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bound and resonant impurity states in a narrow gaped armchair graphene nanoribbon
对窄间隙扶手椅型石墨烯纳米管（GNR）中的分立和共振杂质准库仑态进行了解析研究。我们采用绝热近似，假设平行（“慢”）和垂直（“快”）带的边界的运动是分开的绝热。的能谱包括一系列的准里德伯水平相关的“慢”的运动相邻的低能量的大小量子化的水平与“快”的运动。只有一系列归因于地面尺寸量子化的子带是真正离散的，而其他对应于激发子带的准离散（法诺共振）的非零能量宽度的水平，所造成的耦合与状态的连续谱分支从低的子带。在二、三子带近似下，导出了杂质电子的复能谱的显式表达式。窄化GNR导致束缚能和共振宽度的增加，这两者都是由有限宽度的带引起的。从GNR的中点位移杂质中心导致的结合能降低，而第一激发里德堡系列的共振宽度增加。第二激发态的宽度随杂质的移动而变窄。我们的分析结果与其他理论和实验方法得到的结果进行了成功的比较。对典型GNR参数的结合能和共振宽度的估计表明，不仅严格离散的共振态而且某些共振态都相当稳定，可以在掺杂GNR中进行实验研究。
2012-07-05 cond-mat.mes-hall
Resistivity of Graphene Nanoribbon Interconnects
石墨烯纳米取向的互连制造，和提取的电阻率相比，铜。结果表明，在给定线宽（18nm<W<52nm）下，GNR的平均电阻率约为Cu丝的3倍，而最佳GNR的电阻率与Cu丝相当。的导电性被发现是有限的杂质散射以及LER散射，作为一个结果，最好的报告GNR电阻率是3倍的限制所施加的基板声子散射。这项研究表明，即使是中等质量的石墨烯纳米线也有可能超过Cu用作片上互连。
2009-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Doping Effects on Charge Transport in Graphene Nanoribbons
我们提出了第一性原理计算的量子输运在化学掺杂的石墨烯纳米带的宽度高达4 nm。硼和氮杂质的存在下示出产生共振背散射，其功能是强烈依赖于的对称性和宽度的带，以及掺杂剂的位置。当杂质保持扶手椅带的镜像对称性时，在π-π * 平台上获得对后向散射的完全抑制。此外，观察到一个不寻常的受体-施主过渡在锯齿形带。这些非常规的掺杂效应可以用来设计新型的开关器件。
2009-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Doping of Graphene Nanoribbons via Functional Group Edge Modification
我们报道了在表面上合成7个腈基取代的扶手椅型石墨烯纳米带（7-AGNRs）。CN基团通过修饰7-AGNR前体连接到GNR骨架上。虽然这些基团中的许多幸存的表面上的合成，反应过程导致一些CN从带状骨架和表面上的环异构化的几个腈到吡啶环的裂解。扫描隧道能谱和密度泛函理论揭示CN基团表现为非常有效的n型掺杂剂，显著地降低带的能带，并引入与氮电子孤对相关的深杂质能级。
2017-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Transport Properties of Graphene Nanoribbons Produced from Sonicating Graphite in Solution
本文提出了一种简单的一步溶液法制备石墨烯纳米带的方法，即在含有高分子表面活性剂的有机溶液中超声处理石墨粉。将石墨烯纳米带沉积在硅衬底上，并通过拉曼光谱和原子力显微镜对其进行了表征。常规观察到单层和少层石墨烯纳米带，其宽度从亚10 nm到数十nm，长度从数百nm到1 μ m。在背栅和聚合物-电解质顶栅配置中测量单个石墨烯纳米带的电输运性质。石墨烯纳米带的迁移率被发现是超过一个数量级时，在后者比在前者的配置（没有聚合物电解质），这可以归因于在聚合物电解质中的抗衡离子的带电杂质的屏蔽测量。这一发现表明，这些溶液产生的石墨烯纳米带中的电荷传输在很大程度上受到带电杂质散射的限制。
2011-06-30 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
Indirect RKKY interaction in armchair graphene nanoribbons
从理论上研究了扶手椅型石墨烯纳米带中磁性在位杂质之间的间接Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）耦合形式。计算是基于一个紧束缚模型与周期性边界条件的有限nanorigin系统。一个显着的Friedel振荡的依赖性的耦合幅度上的杂质的位置内的纳米尺度的量子尺寸效应所造成的被发现和调查。特别是，耦合的距离依赖性进行了分析。对于半导体纳米带，这种依赖性是指数状的，类似于Bloembergen-Rowland相互作用。特别是，对于金属纳米带，有趣的行为被发现为有限长度的系统，其中零能态作出重要贡献的相互作用。在这种情况下，耦合随距离的衰减可以明显更慢。
2012-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kondo effect of cobalt adatom on zigzag graphene nanoribbon
基于从头计算方法，讨论了Co原子在锯齿形石墨烯纳米颗粒上的近藤效应。位于空心位的Co原子表现为自旋S = 1/2的杂质，dxz和dyz轨道对磁矩有贡献。动力学关联分析使用互补近似：平均场从玻色子方法，非交叉近似和运动方程方法。自旋和轨道自由度之间的相互作用的影响，以及纳米粒子的电子和磁结构的特性对多体共振的影响进行了研究。
2013-07-22 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
Modulating the electronic properties of graphdiyne nanoribbons
通过从头计算，提出Au、Cu、Fe、Ni和Pt吸附原子对石墨二炔纳米带（GDNRs）电子性质的调控作用。在室温下，宽为1~4 nm的GDNR是稳定的，即使在900 K下，Au、Cu、Fe、Ni和Pt等吸附原子从GDNR中逃逸的热速率也小于0.003原子/小时。根据计算，Au和Cu修饰的GDNRs是金属的，其载流子浓度在室温下接近石墨烯的载流子浓度，而Fe、Ni和Pt修饰的GDNRs是n型半导体，其杂质态低于费米能。在GDNR一侧掺杂Au、Cu或Fe原子构成的异质结可作为金属-半导体整流器，在1.0V时整流比分别为2.8、1.5或2.5。
2013-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge Effect on Electronic Transport Properties of Graphene Nanoribbons and Presence of Perfectly Conducting Channel
已经进行了数值计算，以阐明非常规的电子输运性质的无序纳米石墨烯带锯齿形边缘（锯齿形带）。锯齿形带的能带结构具有在动量空间中很好地分离的两个谷，与石墨烯光谱的两个狄拉克点相关。由于边缘状态的部分平坦带使得每个谷中的左向和右向模式之间的不平衡，{ \it，即}单一手性模式的出现。这一特征在无序系统中产生了一个完美的导电沟道，即电导的平均值$<g>$随着系统长度的增加指数收敛到每个自旋1个电导量子，只要杂质散射不连接两个谷，就像长程杂质势的情况一样。然而，通过谷间散射，具有短程杂质势的带显示普通的局域化行为。对称性的考虑导致无序锯齿形带的分类为单一类的长程杂质，和正交类的短程杂质。还讨论了具有一般边缘结构的石墨烯纳米带的电子态，并且证明了由于边缘态而产生的手征通道即使在除扶手椅边缘之外的更一般的边缘结构中也被实现。
2008-09-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Density inhomogeneity driven percolation metal-insulator transition and dimensional crossover in graphene nanoribbons
在石墨烯纳米带中的传输与能隙的频谱被认为是在存在的随机带电杂质中心。在低载流子密度下，我们预测并确定该系统表现出密度不均匀性驱动的二维金属-绝缘体转变，这是在渗流普适类。对于非常窄的石墨烯纳米带（宽度小于无序诱导的长度尺度），我们预测，应该有一个维度交叉的1D渗流普适性类与可观察到的签名在运输间隙。此外，在高载流子密度下，应该存在到玻尔兹曼输运状态的交叉。测得的电导率指数和临界密度与这种渗流过渡的情况是一致的。
2008-07-23 cond-mat.mes-hall
Electronic transport in graphene nanoribbons with sublattice-asymmetric doping
最近的实验结果和理论预测表明，氮掺杂的CVD生长的石墨烯可能会引起电子带隙由于杂质分布，有利于在一个单一的子晶格上的隔离。在这里，我们从理论上证明，这样的分布引起更复杂的行为，在存在的边缘，几何形状决定是否在样品中的电子查看杂质作为一个间隙开放的平均电位或散射体。锯齿形边缘引起后一种情况，并消除了扩展的石墨烯样品中预测的电子带隙。我们预测，这样的行为将引起泄漏附近的晶界具有类似的几何形状或边缘蚀刻设备。此外，我们研究了在不同的亚晶格域，这应该是可观察到的实验和提供有趣的波导可能性之间的界面处的一维金属通道的形成。
2016-02-08 cond-mat.mes-hall
Transport in armchair graphene nanoribbons and in ordinary waveguides
我们研究直流和交流运输沿扶手椅型石墨烯纳米带使用${\bf k\cdot p}$光谱和本征函数和一般的线性响应表达式的电导率。然后，我们将结果与沿普通波导传输的结果进行了对比。在所有情况下，我们评估杂质的弹性散射的影响，定量描述它与德鲁德型贡献的电流以前没有报道，并评估相应的弛豫时间为长，短程杂质的潜力。我们表明，这种贡献占主导地位的响应在非常低的频率。在这两种情况下，电导率随着电子密度的增加而增加，并且当新的子带开始被占据时显示尖点。作为频率的函数，扶手椅型石墨烯纳米带中的电导率表现出比普通波导中更丰富的峰结构：在前者中允许带内和带间跃迁，而在后者中仅发生带内跃迁。这种差异可以追溯到相应的光谱和本征函数之间的差异。
2019-12-19 cond-mat.mes-hall
Topological conditions for impurity effects in graphene nanosystems
本文在Anderson杂化模型下研究石墨烯纳米管中杂质原子对电子谱的影响，揭示类Dirac一维模式与杂质态杂化随浓度增大导致迁移率隙形成及内部窄非局域范围出现，并与二维石墨烯和纳米带比较。
2024-06-14 cond-mat.mes-hall
Abnormal Electronic Transport in Disordered Graphene Nanoribbon
我们研究了锯齿形边缘石墨烯纳米带的电导率$σ$作为费米能$E_F$的函数，在不同的电位范围的杂质的存在下。$σ(E_F)$的依赖性表现出四种不同类型的行为，分为不同的制度的长度尺度决定的杂质的潜力范围和它的密度。特别地，由于长程势和边缘态的特殊性质，长程杂质的低密度导致与弹道值相比极低的电导、$σ(E_F)$的线性依赖性和狄拉克点附近的宽下降。这些行为与Miao \emph{et al.}最近的一项实验结果非常吻合（将发表在《科学》杂志上）。
2007-08-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Tuning magnetism in graphene nanoribbons via strain and adatoms
结合紧束缚和密度泛函理论，研究应变和H吸附原子对锯齿型石墨烯纳米带磁性的调控，发现纵向应变增强边缘磁矩，且缺陷体系在应变下出现整数磁矩平台，对碳基纳米磁性器件具应用价值。
2025-01-18 cond-mat.mes-hall
Sublattice Segregation of Hydrogen Adsorbates in Carbon Nanotubes
最近的实验观察已经报道，氮原子可能更倾向于位于石墨烯的两个子晶格之一上，而不是随机分布。已经提出，这种偏好可以提供一种可能的途径来定制石墨烯的带隙，同时保持其优异的电子传输特性。在所提出的解释这种效应的机制中，有人认为石墨烯的传导电子介导的长程杂质间相互作用可能会导致亚晶格占据之间的不对称性。已知电子介导的相互作用不仅在N原子之间普遍存在，而且在吸附到六方结构内的特定位置（即碳原子的顶部）的杂质之间普遍存在。此外，这种相互作用是已知的，以成为更长的范围作为系统的维数降低。因此，在本文中，我们研究了在掺杂氢原子的金属碳纳米管的情况下是否出现类似的亚晶格不对称性。我们的研究结果表明，类似的亚晶格不对称性是可观察到的，甚至更明显的小直径碳纳米管与稀释浓度的吸附物，随着直径或杂质浓度的增加而减少。
2015-08-24 cond-mat.mes-hall
Spatial distribution of local currents of massless Dirac fermions in quantum transport through graphene nanoribbons
我们采用的形式主义的键电流，表示在非平衡格林函数，图像之间的两个网站的蜂窝状晶格的几个纳米宽度的石墨烯带的电荷流。与非相对论性电子形成鲜明对比的是，在清洁的锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）中，在接近狄拉克点的能量处量子输运的电流密度分布与由于零能量局部边缘态而在边缘处达到峰值的电荷密度分布明显不同。对于通过由这些边缘状态引起的最低传播模式的传输，边缘空位不影响ZGNR中心的电流密度峰值。单个杂质的长程电势用于减小其周围的局部电流，同时增加沿Z字形边缘的电流密度，使得ZGNR电导保持完美的$G=2e^2/h$。
2007-04-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Double-Fano resonance in a two-level quantum system coupled to zigzag Phosphorene nanoribbon
双能级量子系统是揭示相干量子输运性质的良好候选者。在这里，我们考虑量子干涉效应，由于形成一个两个级别的系统（TLS）耦合到边缘通道的锯齿形磷纳米管（ZPNR）。使用紧束缚的方法，我们首先证明了形成的TLS在散装磷片由于附近的两个空位杂质的存在。然后，我们表明，这样的TLS可以耦合到准一维连续的边缘状态在ZPNR的结果在外观的两个倾角Fano型线的形状。为此，我们推广的Lippmann-Schwinger方法来研究两个耦合杂质缺陷的ZPNR中的边缘电子的散射。我们得到的透射系数的解析表达式表明，反共振的位置和宽度可以通过改变空位间距以及它们到带的边缘的距离来控制。这项工作构成了介观输运中多重法诺共振的一个明显例子。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall
Magnetization profile for impurities in graphene nanoribbons
石墨烯相关材料的磁性，特别是自旋极化边缘状态预测的原始石墨烯纳米带（GNR）与某些边缘几何形状最近受到了广泛的关注，由于一系列可能的技术应用。然而，原始GNRs的磁特性预测在边缘无序的存在下不会特别稳健。在这项工作中，我们研究的磁性GNRs掺杂过渡金属原子使用平均场哈伯德和密度泛函理论技术相结合。研究了两种主要的GNR边缘几何形状-扶手椅形和锯齿形，杂质位置对GNR中掺杂物的磁矩的影响。力矩配置文件计算整个宽度的替代和吸附的杂质和定期功能观察到的边缘GNRs，特别是在带状。与边缘态诱导磁化的情况下，嵌入GNRs的磁性杂质的时刻被发现是特别稳定的边缘障碍的存在下。我们的研究结果表明，过渡金属掺杂的GNRs的磁性能比那些由于边缘几何形状而固有地产生的力矩更鲁棒。
2011-08-31 cond-mat.mes-hall
Field enhanced electron mobility by nonlinear phonon scattering of Dirac electrons in semiconducting graphene nanoribbons
已发现作为施加的电场的函数的石墨烯纳米颗粒的计算的电子迁移率具有用于进入非线性输运状态的大阈值场。该场取决于晶格温度、电子密度、杂质散射强度、纳米尺度宽度和线边粗糙度的相关长度。已经观察到超过该阈值的增强的电子迁移率，这与具有较大群速度的高能态的初始加热电子有关。然而，由于石墨烯中的费米速度和显著增加的声子散射，这种迁移率增强很快达到最大值。在线性和非线性输运机制中观察到的迁移率的超线性和次线性温度依赖性。通过分析计算得到的非平衡态电子分布函数，将这种差异分别归因于弹性散射使电子从右费米边扫向左费米边和场致电子加热使电子从低能态向高能态移动的结果。阈值场被推高的相关长度在高场制度的减少，并进一步伴随着在迁移率增强的幅度减小。这意味着一个异常的高场增加的线边缘粗糙度散射降低相关长度，由于高能量状态的占领由场致电子加热。
2011-01-28 cond-mat.mes-hall
Electronic Properties of Substitutionally Boron-doped Graphene Nanoribbons on a Au(111) Surface
通过原子精度的表面合成策略生长的高质量石墨烯纳米带（GNR）可以通过在分子前体中插入杂原子或化学基团来可控地掺杂。在这里，我们研究的扶手椅GNRs的电子结构的替代掺杂二硼部分在中心，通过结合扫描隧道光谱，角度分辨光电发射，和密度泛函理论模拟。硼原子出现向表面的微小位移，表明它们与金属的相互作用更强。我们发现两个富硼的平带出现的GNR带隙内的杂质状态，其中一个特别扩大后，其与金表面状态的杂交。此外，硼原子使原始GNR的导带和价带远离带隙边缘移动，而使上方和下方的带不受影响，这些带成为新的前沿带，并且具有可忽略的硼特征。这是由于根据它们的对称性，硼态与GNR带的选择性混合。我们的研究结果表明，GNRs的能带结构可以通过改变二硼部分之间的分离来调节。
2018-06-06 cond-mat.mes-hall
Suppressed conductance in a metallic graphene nano-junction
计算了由两个无带隙石墨烯纳米带互连形成的金属石墨烯结的线性电导谱。在狄拉克点附近出现了很强的电导抑制。我们发现，这样的电导抑制产生的反共振效应与本地化的边缘状态在边缘肩的交界处。由于反共振的电导谷是相当强大的杂质和空位散射的存在。并且电导谷的中心可以容易地通过施加在较宽的纳米尺度上的电场来调谐。
2008-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
RKKY coupling in graphene
我们研究了载体介导的交换相互作用，即所谓的RKKY耦合，在石墨烯中使用精确对角化的蜂窝晶格上的两个磁矩之间。通过使用石墨烯的紧束缚最近邻能带结构，我们避免了使用困扰狄拉克连续模型公式化结果的动量截止。我们提取的短和长的杂质-杂质距离的行为，并显示了几个更正早期的长距离的结果。在体中，RKKY耦合与$1/|{\bf R}|^3$成比例，并显示$(1+\cos(2{\bf k}_D\cdot {\bf R})$型振荡。A-A亚晶格耦合总是铁磁的，而A-B亚晶格耦合总是反铁磁的，并且是三倍大。我们还研究了锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）的边缘效应，发现对于边缘上的杂质，RKKY耦合由于零能边缘态的局域化而呈指数衰减。对于ZGNR内部的杂质，快速恢复本体特性。
2010-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatial structure of correlations around a quantum impurity at the edge of a two-dimensional topological insulator
我们精确计算了耦合到锯齿形硅纳米晶边缘的替代磁性杂质的零温实空间性质。使用Lanczos变换[Phys.Rev.B91，085101（2015）]和密度矩阵重整化群方法，我们获得了锡烯和锗烯的现实描述，包括体和边缘作为边界一维螺旋金属态。我们对替代杂质的研究结果表明，近藤态的发展以及杂质与金属边缘态电子自旋之间的自旋关联结构在很大程度上取决于杂质的位置.更具体地说，我们的真实空间分辨率使我们能够得出结论，杂质位于锯齿形边缘的波峰或波谷位置之间存在明显的区别。我们还观察到，正如预期的那样，由于新兴的Dzyaloshinskiii-Moriya与传导电子的相互作用，自旋相关是各向异性的，并且边缘从杂质和“蛇”或周围的圆散射。我们对近藤温度的估计表明，由于自旋轨道耦合的存在，有一个非常弱的增强。
2017-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dilute Magnetism and Edge-State Engineering in Monolayer SnO
Kwansei Gakuin University（关西学院大学）；National Institute for Materials Science (NIMS)（国立材料研究所）；Osaka University（大阪大学）
通过密度泛函理论研究过渡金属掺杂单层SnO的电子和磁性性质，发现杂质诱导局域磁矩并产生近费米能级无色散带，同时构建纳米带揭示边缘态行为，为自旋电子学和纳米电子学应用提供途径。
2026-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron Confinement Induced by Diluted Hydrogen-like Ad-atoms in Graphene Ribbons
我们报告的二维系统的电子性质的石墨烯纳米带，这是图案化的广告原子在两个独立的区域。由于杂质的存在引起的额外的电子限制，我们发现共振能级，准束缚和杂质诱导的局域态，这决定了系统的输运性质。无论系统中的ad原子的分布，我们应用能带折叠程序的简单模型和预测的能量和空间分布的杂质诱导的状态。我们考虑到两种不同的情况：间隙石墨烯和随机分布的广告原子在低稀释制度的存在下。在这两种情况下，仍然检测到缺陷引起的共振。我们的研究结果将鼓励实验者合成这些系统，并采用例如扫描隧道光谱（STS）来表征它们的准局域态。此外，共振输运特征可用于电子应用和分子传感器装置。
2015-07-30 cond-mat.mes-hall
Novel properties of graphene in the presence of energy gap: optics, transport and mobility studies
本文研究了圆偏振光作用下狄拉克电子通过势垒的传输问题。一种不同类型的传输演示和解释。在无限大石墨烯中，几乎迎头碰撞的完美传输在电子的带隙修饰态中被抑制。我们还提出了我们的研究结果增强流动性的热狄拉克电子在纳米带和磁等离子体在石墨烯中的能隙的存在。计算出的石墨烯纳米颗粒的载流子迁移率作为偏置场的函数具有进入非线性输运机制的高阈值。这个阈值是一个函数的外在和内在的属性，如晶格温度，线密度，杂质散射强度，带宽度，和相关长度的线边缘粗糙度。非平衡载流子分布函数的分析证实了线性和非线性输运之间的差异是由于电子通过弹性散射从右到左的费米扫描，以及电子通过场致加热从低能量到高能量的移动。等离子体激元以及电子-空穴连续体由能隙和磁场决定，表现出非常特殊的特征，已经详细地研究和讨论。
2014-08-27 cond-mat.mes-hall
Conditions for Conductance Quantization in Mesoscopic Dirac Systems on the Examples of Graphene Nanoconstrictions
利用Landauer-Büttiker方法，在介观极限下研究了石墨烯中Corbino盘无杂质截面的弹道输运.在线性响应机制中，电导以接近$4e^{2}/h$的整数倍的步长量化，但法布里-珀罗振荡被强烈抑制。对于小的开度角$θ\lesssimπ/3$和大的半径比$R_2/R_1\gtrsim{}10$，量子化出现。我们发现$n$第一个电导阶跃出现的条件可以写成$\sqrt{n}θ/π\ll{}1$ .还提供了与具有平行边缘的石墨烯纳米带的电导谱的简要比较。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall
A Gate-Induced Switch in Zigzag Graphene Naoribbons and Charging Effects
利用非平衡格林函数理论，研究了具有偶数个锯齿形链的门控石墨烯纳米带的非线性输运和充电效应。我们发现一个负微分电阻（NDR）在很宽的范围内的栅极电压与开/关比$\sim 10^6$足够窄的带。该NDR起源于奇偶选择规则，并且还禁止不连续能带之间的传输。由于外部场在触点附近被很好地屏蔽，因此NDR对静电势具有鲁棒性。然而，对于高于NDR阈值的电压，由于通过ZGNR的边缘的电荷转移，屏蔽降低，使得外部电势可以渗透到带内部，从而产生较小的关断电流值。此外，电流的开/关比取决于长/宽的纵横比以及边缘杂质。此外，开/关比显示作为带长度的函数的幂律行为。
2010-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
