Exploring room temperature spin transport under band gap opening in bilayer graphene
本研究探讨了hBN封装的双层石墨烯中室温电荷与自旋输运的电学控制，发现通过垂直位移场开启带隙可调制自旋输运参数，并展示了自旋场效应晶体管的基本运作。
2023-05-17 cond-mat.mes-hall
Minibands in twisted bilayer graphene probed by magnetic focusing
磁场迫使从窄接触注入的弹道电子沿着跳跃的轨道移动并形成焦散线。这导致在附近的电压探针处出现明显的电阻峰值，因为电子被有效地聚焦在它们内部，这种现象被称为磁聚焦。这不仅可用于演示弹道输运，而且可用于研究金属的电子结构。在这里，我们使用磁聚焦来探测扭曲2度的石墨烯双层中的窄带。他们的迷你带被发现，以支持远程弹道输运限制在低温下的固有电子-电子散射。层之间的电压偏置导致强烈的谷分裂，并允许选择性聚焦不同的谷，这是感兴趣的使用这种自由度在频繁讨论的谷电子。
2020-01-20 cond-mat.mes-hall
Valley splitter and transverse valley focusing in twisted bilayer graphene
我们研究了扭曲双层石墨烯中的输运，并表明静电势垒可以作为谷分裂器，其中来自$K$（$K'$）谷的电子仅传输到例如\顶部（底部）层，导致谷层锁定电流。我们表明，当势垒在莫尔尺度上缓慢变化时，可以获得这样的谷分裂器，并诱导穿过结的Lifshitz转变，即费米表面拓扑结构的变化。此外，我们表明，对于一个给定的山谷的反射和透射电流的横向偏转，作为时间反演对称性有效地打破了在每个山谷分别，导致在零磁场谷选择性横向聚焦。
2020-10-29 cond-mat.mes-hall
Scaling approach to tight-binding transport in realistic graphene devices: the case of transverse magnetic focusing
封装在六方氮化硼晶体之间的超净石墨烯片承载二维电子系统，其中低温传输仅受样品尺寸的限制。我们重新进行微观计算的非本地弹道输运在这样的微米级设备的理论问题。利用Landauer-Buttiker散射理论，我们提出了一种新的计算石墨烯器件中紧束缚非局域输运的定标方法.我们测试我们的数值方法对实验数据的横向磁聚焦（磁聚焦），教科书的例子，非本地的弹道输运中存在的横向磁场。这种比较能够对所有观测到的射电信号特征进行清晰的物理解释，包括其振荡符号。
2016-05-23 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm oscillations and magnetic focusing in ballistic graphene rings
我们目前的低温磁输运测量石墨烯环封装在六方氮化硼。我们研究了相位相干输运，并在硬约束的准弹道石墨烯环中显示了Aharonov-Bohm（AB）振荡。特别是，我们报告了$h/e$、$h/2e$和$h/3e$电导振荡的观察结果。此外，我们表明在小磁场下的磁聚焦效应的签名确认弹道输运。我们进行紧束缚计算，可以重现我们实验发现的所有重要特征，并使我们能够更深入地了解底层物理。最后，我们报告在合理的高磁场的量子霍尔制度中的AB电导振荡的观察，在那里我们发现增强AB振荡的可见性与值高达$0.7$ %的区域。这些振荡很好地解释了考虑到允许硬壁和软壁限制共存的无序。
2017-09-02 cond-mat.mes-hall
Analysis of Scanned Probe Images for Magnetic Focusing in Graphene
我们使用一个冷却的扫描探针显微镜（SPM）来研究纳米器件中的电子运动。当测量装置的电导时，SPM的带电尖端在表面上方的恒定高度处被光栅扫描。图像电荷散射电子，改变电子通过样品的路径。1 -3使用这种技术，我们对在磁聚焦状态下在两个窄触点之间流动的弹道hBN-石墨烯-hBN器件的回旋轨道3进行了成像。在这里，我们提出了一个分析我们的磁聚焦成像结果的基础上产生的尖端电荷密度下降的弹道电子的运动的影响。密度下降局部地降低了费米能量，产生了一种将电子推离尖端的力。当尖端位于回旋加速器轨道上方时，电子被偏转远离接收触点，通过减少触点之间的传输来创建图像。数据和我们的分析表明，石墨烯的边缘是相当粗糙的，电子散射的边缘反弹在随机的方向。然而，当尖端靠近边缘时，它可以通过将电子从边缘反弹向接收触点来增强传输。我们的研究结果表明，一个冷却SPM是一个很有前途的工具，调查弹道石墨烯设备中的电子运动。
2016-08-07 cond-mat.mes-hall
The focusing of electron flow in a bipolar Graphene ribbon with different chiralities
研究了具有不同手性的石墨烯带的对称pn结（PNJ）中电子流的聚焦。对于具有尖锐界面的PNJ，在扶手椅带中，从n区的$(-L,0)$发射的电子流在整个狄拉克费米子区，即在整个狄拉克费米子区$E_0<t$（其中$E_0$是狄拉克点能与费米子能之间的距离，$t$是最近的跳跃能）中，总是可以完全聚焦在p区的$(L,0)$上.而对于锯齿形边缘的双极带，只有在极低能量范围内，才能在n区的入射电子流与$E_0<0.05t$完全会聚在p区。此外，对于光滑PNJ，电子在PNJ附近被背散射，这削弱了聚焦效应。但聚焦模式仍然保持与尖锐PNJ相同。此外，由于前向散射和后向散射之间的干涉，电荷密度发生量子振荡。最后，在弱垂直磁场的存在下，载流子在p区和n区中沿相反方向偏转。结果，聚焦效果被模糊。能量越低的$E_0$，聚焦效果越容易被破坏。然而，对于高能$E_0$（例如$E_0=0.9t$），聚焦效应仍然可以在一特斯拉量级的中等磁场中存在。
2010-11-12 cond-mat.mes-hall
Scanning gate microscopy of magnetic focusing in graphene devices: quantum vs. classical simulation
我们比较了最近研究的磁聚焦器件中的经典电子输运和量子电子输运[S. Bhandari等人，Nano Lett. 16，1690（2016）]暴露于扫描门显微镜（SGM）的扰动电位。使用的Landauer-Büttiker形式主义的多终端设备，我们计算的电阻图，得到的SGM尖端扫描的样品。有三个独特的制度，其中扫描尖端可以操作（聚焦，排斥，和混合制度）进行了调查。针尖主要与电子相互作用，回旋加速器轨迹直接通过其下方，在其后面留下修改的电流密度的踪迹。当针尖靠近样品边缘放置时，其他（间接）轨迹变得相关，并且电流在针尖和边缘之间散射。我们还讨论了实验测量的电阻图的空间不对称性的可能解释，并将其与测量探针的特定配置。
2017-01-22 cond-mat.mes-hall
Selective focusing of electrons and holes in a graphene-based superconducting lens
我们表明，一个石墨烯的pnp结与中央超导电极作为一个Veselago透镜入射电子通过聚焦它们和它们的相位共轭对应物（孔）到光轴的不同点。这种选择性聚焦建议一个简单的轨迹分析证实了完全微观计算。虽然聚焦模式是退化的偏离理想条件下，我们表明，它仍然可见的参数范围很广。我们将讨论如何利用这种特性来探测纠缠电子对。
2012-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Exploring Two-Dimensional Empty Space
对石墨烯的研究证明，它的生命比猫还多，它不断以新的化身出现，包括石墨烯最近的另一个自我--二维虚空。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Specular electron focusing between gate-defined quantum point contacts in bilayer graphene
本研究在弹道双层石墨烯中通过静电栅极定义量子点接触，探究尺寸量子化和三角翘曲对横向电子聚焦谱的影响，观测到清晰的镜面反射和相位相干传输，并揭示了电子-电子相互作用在电荷弛豫中的主导作用，为谷电子学器件的弹道互连提供了新途径。
2023-02-02 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable transverse magnetic focusing in graphene
尽管存在由于原子核引起的非均匀库仑势，但周期晶格中的电子可以在宏观距离上无散射地传播。电子的这种弹道运动允许使用横向磁场来聚焦电子。这种现象被称为横向磁聚焦（磁聚焦），已被用于研究金属和半导体异质结构的费米表面，以及研究Andreev反射，自旋轨道相互作用，并检测复合费米子。在这里，我们报告的横向磁聚焦在高迁移率的单层，双层和三层石墨烯器件的实验观察。调整石墨烯载流子密度的能力使我们能够第一次从空穴到电子状态连续地研究石墨烯，并分析由此产生的聚焦扇。此外，通过对三层石墨烯施加横向电场，我们使用电子能谱作为弹道电子能谱方法来研究材料电子结构的受控变化。最后，我们证明了石墨烯中的石墨烯在高达300 K的温度下仍然存在，这是迄今为止报道的任何系统的最高温度，为基于电子光学的新型室温应用打开了大门。
2013-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric Current Focusing Efficiency in Graphene Electric Lens
本文从理论上研究了单层石墨烯PN结（PNJ）中电子波的聚焦现象，得到了石墨烯PNJ的电流密度分布，与前人数值计算[Science，315，1252（2007）]中的定性结果吻合较好。另外，我们发现对于对称PNJ，漏极可以收集源极辐射的总电流的1/4。此外，在对称石墨烯npn结中，该比率降低至3/16。所得结果为负折射率系统电透镜的设计提供了一般性的准则。
2011-08-08 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Wafer-scale graphene/ferroelectric hybrid devices for low-voltage electronics
在功能基底上制备石墨烯及其衍生物可能为探索石墨烯的内在电子性质和新功能提供巨大的机会。然而，由于剥离和相关转移方法的样品产率非常低，替代SiO $_{2}$的努力受到很大阻碍。在这里，我们报告了一个新的路线，探索新的石墨烯物理和功能，通过转移大规模的化学气相沉积单层和双层石墨烯功能基板。使用铁电体Pb（Zr $_{0.3}$ Ti $_{0.7}$）O $_{3}$（PZT），我们展示了在$\pm1$ V内的石墨烯场效应晶体管的超低电压操作，其中最大掺杂超过$10^{13}\,\mathrm{cm^{-2}}$并且开关比大于10倍。在极化PZT之后，石墨烯场效应晶体管的开关的特征在于显著的电阻滞后，适用于超快非易失性电子器件。
2011-01-07 cond-mat.mes-hall
Imaging Cyclotron Orbits of Electrons in Graphene
石墨烯中的电子可以在低温下行进几微米而不会散射，它们的运动变成弹道式的，遵循经典的轨迹。当垂直于平面施加磁场B时，电子遵循回旋加速器轨道。当电子从一个窄的接触点聚焦到位于整数个回旋加速器直径之外的第二个接触点上时，发生磁聚焦。通过调节石墨烯层中的磁场B和电子密度n，我们观察到磁聚焦峰。我们使用冷却扫描门显微镜在4.2 K下对石墨烯中的回旋轨迹进行成像。尖端产生局部密度变化，通过偏转附近流动的电子来投射阴影;当尖端在样品上进行光栅扫描时，可以通过测量触点之间的传输来获得流动的图像。在第一个磁聚焦峰上，我们成像了从一个点接触延伸到另一个点接触的回旋加速器轨道。此外，我们还研究了由尖端偏转到第二点接触的轨道的几何形状。
2016-01-15 cond-mat.mes-hall
Exploring the interfacial coupling between graphene and the antiferromagnetic insulator MnPSe$_3$
本研究探索了石墨烯与反铁磁绝缘体 MnPSe$_3$ 异质结构的界面耦合，发现 MnPSe$_3$ 主要通过电荷转移掺杂石墨烯，且其磁序可通过 Kondo 效应间接影响石墨烯的电输运性质。
2023-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploring quantum interference in heteroatom-substituted graphene-like molecules
如果能够阐明和验证控制单分子量子干涉的设计原理，那么这将为在纳米器件和薄膜材料中开发这种效应奠定基础。当石墨烯类聚芳烃（PAH）的核心通过原子i和j弱耦合到外部电极时，单分子电导sigma-ij取决于连接原子i，j的选择。对应于不同连通性i，j和l，m的电导率比σ-ij/σ-lm由PAH核内的量子干涉确定。在本文中，我们研究如何改变这样的电导率时，“父”PAH核心内的碳原子之一被取代的杂原子，产生一个“女儿”分子。对于其中奇数位点仅连接到偶数位点的二分亲本核心，杂原子取代到奇数位点上的影响通过以下定性规则总结：（a）当i和j为奇数时，父代和子代都具有低电导（b）当i为奇数而j为偶数时，或者反之亦然，父代和子代都具有高电导（c）当i，j都为偶数时，父代具有低电导，而子代具有高电导。这些规则进行了验证，通过比较与密度泛函计算萘，蒽，芘和蒽蒽核通过两个不同的锚基团连接到金电极。
2016-02-16 cond-mat.mes-hall
Probing the Anisotropic Fermi Surface in Tetralayer Graphene via Transverse Magnetic Focusing
本文采用横向磁聚焦并结合半经典模型，揭示Bernal堆叠四层石墨烯中两子带聚焦峰及晶体取向依赖，证明三角翘曲导致各向异性费米面和电子轨迹变化。
2024-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous caustics and Veselago focusing in 8-Pmmn borophene p-n junctions with arbitrary junction directions
负折射通常需要复杂的结构工程，而无质量的狄拉克费米子（MDF）穿过\textit{p-n}结是非常自然的，这导致了狄拉克电子光学。与石墨烯中各向同性的MDF相比，涌现的Dirac材料由于其非平凡的能带结构而可能表现出迄今未被识别的现象。在这里，作为一个具体的例子，我们探讨了负折射引起的焦散和Veselago聚焦的倾斜MDF跨越8-\textit{Pmmn}硼\textit{p-n}结。为此，我们开发了一种技术，以有效地构建电子格林函数在\textit{p-n}结与任意结方向。基于分析讨论和数值计算，我们证明了强的依赖性的干涉图案的结方向。当结方向垂直于倾斜方向时，Veselago聚焦或正常焦散（类似于石墨烯中的焦散）出现在\textit{p-n}结的掺杂配置上，否则出现异常焦散（不同于石墨烯中的焦散），其由结方向和掺杂配置操纵。最后，发展的格林函数技术是普遍有前途的，以揭示独特的输运紧急MDFs，和发现的反常焦散线倾斜MDFs狄拉克电子光学的潜在应用。
2019-10-17 cond-mat.mes-hall
Topological aspect of graphene physics
本文综述了石墨烯的拓扑结构，重点讨论了无质量狄拉克费米子在有/无磁场作用下的拓扑结构。石墨烯的双狄拉克锥在拓扑上受到手征对称性的保护。石墨烯的量子霍尔效应是通过填充朗道能级的多体态的Berry连接来描述的，其自然具有非阿贝尔规范结构。将拓扑非平凡态作为体-边对应的一般原理应用于有/无磁场的石墨烯，解释了石墨烯的一些特征边界现象。
2010-08-27 cond-mat.mes-hall
Ballistic miniband conduction in a graphene superlattice
人工晶格的合理设计产生了简单固体中无法实现的效果，多层半导体的垂直超晶格已经用于光学传感器和发射器。制造横向超晶格仍然是一个更大的挑战，在石墨烯和六方晶体（如氮化硼（h-BN））的范德华异质结构中使用莫尔图案提供了新的机会。迄今为止的实验已经阐明了高度对齐的石墨烯/h-BN异质结构的新颖电子结构，其中电子分散体中的能带边缘和鞍点可以通过静电门控到达。在这里，我们调查的动态莫尔的电子的微带横向电子聚焦，测量磁场中相邻的局部接触之间的弹道输运。在低温下，我们观察到的焦散线跳跃轨道延伸超过数百个超晶格周期，连续的迷你带的回旋革命的逆转，和附近的范霍夫奇点回旋运动的故障。在高温下，我们研究了非弹性散射对电子聚焦的抑制。
2016-03-03 cond-mat.mes-hall
Atomic scale characterization of graphene p-n junctions for electron-optical applications
石墨烯pn结提供了一种通过弹道固态器件中的准直和聚焦来控制电子轨迹的潜在强大方法。pn结控制电子轨迹的能力主要取决于结的掺杂分布和粗糙度。在这里，我们使用四探针扫描隧道显微镜和光谱（STM/STS），以表征两个国家的最先进的石墨烯pn结几何形状在原子尺度上，一个CMOS多晶硅栅极和另一个自然裂解石墨栅极。使用光谱成像，我们的特点是局部掺杂分布和沿pn结。我们发现，现实的结表现出非理想性，无论是在他们的几何形状，以及在整个结的掺杂分布。我们表明，可以通过使用如石墨的范德华金属的解理边缘来定义结的结的几何形状得到改善。我们量化实验结的几何粗糙度和掺杂分布，并使用这些参数在非平衡格林函数为基础的模拟在这些现实的交界处的聚焦和准直。我们发现，为实现Veselago聚焦，这是至关重要的，以尽量减少横向界面粗糙度，只有天然石墨门实现，并减少结宽度，在这两个设备的调查表现不佳。我们还发现，载流子准直目前受到限制的非线性的掺杂分布在整个结。我们的工作提供了当前石墨烯pn结质量的基准，并为未来的改进提供了指导。
2018-10-04 cond-mat.mes-hall
Manipulation of Valley Isospins in Strained Graphene for Valleytronics
石墨烯出色的机械性能有助于应变工程，允许未来的谷电子和纳米机电应用。在这项工作中，我们已经发现，在石墨烯pn结上的高斯形应变导致量子霍尔电导振荡由于在石墨烯扶手椅边缘的谷isospins之间的旋转角。此外，额外的Fano共振观察到的值的应变诱导的伪磁场的方法，外部磁场。由实磁场和伪磁场之间的相互作用产生的提升的谷简并导致清楚的谷分辨Fano共振。探索应变工程作为一种手段，以控制电导通过谷同位旋操纵被认为是打开大门，以潜在的石墨烯valleytronic设备。
2019-07-22 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport spectroscopy of spin-orbit-coupled bands in monolayer graphene on WSe$_2$
本研究利用弹道横向磁聚焦探测WSe$_2$上石墨烯的SOC能带分裂与电子动力学，测得约13 meV的SOC强度并发现Rashba SOC及不同动力学信号。
2023-04-14 cond-mat.mes-hall
A Computational Investigation of the Catalytic Properties of Graphene Oxide: Exploring Mechanisms Using DFT Methods
在这里，我们描述了一个计算研究进行的努力，以阐明背后的实验观察到的氧化石墨烯氧化物（GO）催化的氧化和水合反应的反应机制。使用苯甲醇氧化成苯甲醛作为模型反应，密度泛函理论（DFT）计算表明，该反应性源于氢原子从有机分子转移到GO表面。特别是，相邻的环氧基团装饰GO的基面开环，导致二醇的形成，然后脱水。与实验观察到的这种化学对分子氧的依赖性一致，我们的计算表明，部分还原的催化剂能够被分子氧再充电，从而允许催化剂周转。计算出无官能团的碳材料（例如石墨）具有显著更高的反应势垒，表明GO的高化学势和丰富的官能度对于所观察到的反应性是必要的。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Fermionic Lensing in Smooth Graphene P-N Junctions
电子波在石墨烯pn结中的聚焦是费米子负折射的显著表现。我们分析了光滑pn结中的透镜效应，发现它与以前研究的尖锐pn结中的透镜效应在几个有趣的方面不同。最重要的是，虽然整体负折射行为保持不变，但由于结中的克莱因隧穿，焦点处的图像经历了额外的加宽。我们开发了一个理论的图像加宽和估计实际感兴趣的系统参数值的影响。
2016-10-01 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport properties in pristine-doped-pristine graphene junctions
我们研究了位于两个干净的石墨烯引线之间的具有构型平均杂质的单层石墨烯中的弹道电子输运。结果表明，电子的透射率强烈地依赖于杂质的浓度和入射能量。反过来，使用Landauer形式主义计算的电导显示出类似的行为，在实验工作中发现的作为施加电压的函数的不同浓度的杂质在低温的限制。在零偏压的极限下，电导出现一个极小值，当杂质浓度较高时，电导降至零。这些结果对于探索电子在掺杂石墨烯中的隧穿机制具有重要意义。
2014-05-27 cond-mat.mes-hall
Exploring the Elastic Properties and Fracture Patterns of Me-Graphene Monolayers and Nanotubes through Reactive Molecular Dynamics Simulations
University of Brasília（巴西利亚大学）；Federal Institute of Education, Science and Technology of Piauí – IFPI（皮奥伊联邦教育、科学和技术学院）；Applied Physics Department, “Gleb Wataghin” Institute of Physics - IFGW, University of Campinas – UNICAMP（坎皮纳斯大学格莱布·瓦塔金物理研究所应用物理系）；Department of Physics, Federal University of Piauí（皮奥伊联邦大学物理系）；Center for Computing in Engineering & Sciences, Unicamp（坎皮纳斯大学工程与科学计算中心）；University of Brasília, Institute of Physics（巴西利亚大学物理研究所）
本研究利用Tersoff力场的反应分子动力学模拟，探究新型二维碳同素异形体Me-Graphene单层及纳米管的力学性能与断裂模式，明确了其杨氏模量范围及无塑性阶段的直接断裂特性。
2023-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing miniband structure and Hofstadter butterfly in gated graphene superlattices via magnetotransport
本研究通过量子输运建模，在门控石墨烯超晶格中探测微能带结构，并验证横向磁聚焦技术与Hofstadter蝴蝶光谱的适用性。
2023-09-10 cond-mat.mes-hall
Exploring Event Horizons and Hawking Radiation through Deformed Graphene Membranes
在弯曲时空中研究量子系统的行为，反重力系统正成为一种越来越流行的方法。特别是基于超冷量子气体的装置，最近已经被用来探索霍金和Unruh辐射的热性质，这是近50年前理论上预测的。对于固态实现，一个有前途的系统是石墨烯，其中Dirac类低能电子激发和相对论量子场论之间的联系在其发现后不久就被揭开了。在这里，我们表明，这种联系延伸到弯曲的量子场论的情况下，石墨烯片是在一个恒定的负曲率的表面，称为贝尔特拉米的伪球形状。由于大规模模拟，我们提供了数值证据，可以实现能量稳定的负曲率石墨烯表面;碳-碳键长和伪球半径之间的比率足够小，可以形成视界;并且在视界附近评估的相关局域态密度具有热性质，其特征温度为几十开尔文。这些发现为实现固态系统铺平了道路，在固态系统中可以研究量子多体系统的弯曲时空动力学。
2019-07-21 cond-mat.mes-hall gr-qc physics.comp-ph
Density functional theory studies of interactions of graphene with its environment: substrate, gate dielectric and edge effects
本文综述了利用密度泛函理论（DFT）研究石墨烯与周围环境相互作用的理论工作。我们看看衬底，栅极的影响和边缘效应对石墨烯的性能。特别是，我们专注于石墨烯-石英和石墨烯-氧化铝系统，探索它们的能谱和电荷分布。发现硅封端的石英不干扰线性石墨烯光谱。另一方面，氧封端的石英和氧化铝的两个终端与石墨烯键合，导致带隙的打开。在后一种情况下，在石墨烯层和氧化物之间观察到显著的电荷转移。此外，我们还回顾了其他人关于各种衬底对石墨烯电子性质的影响的工作。限制石墨烯以形成纳米带还导致带隙的打开。间隙的值取决于纳米取向物的边缘性质以及宽度。
2012-01-31 cond-mat.mes-hall
Many-body effects in doped graphene on a piezoelectric substrate
我们研究了压电衬底上石墨烯的多体性质，重点研究了石墨烯电子与压电声学声子之间的相互作用。我们计算了电子和声子的自能以及受衬底声子限制的电子迁移率。我们强调的重要性，适当的筛选的电子-声子顶点和讨论的各种限制行为的电子能量，温度和掺杂水平的函数。比较了压电声学声子和石墨烯本征形变声学声子对石墨烯电子的影响。衬底声子往往占主导地位的本征的低掺杂水平，在高温和低温。
2017-03-28 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent electronic lenses based on hybrid graphene nanostructures
我们研究了石墨烯/铁磁绝缘体混合器件中的电子输运。该系统包括一个扶手椅型石墨烯纳米管与透镜形的EuO铁磁绝缘体层沉积在它的顶部。当该设备支持大量的传播模式，电子与铁磁绝缘体的磁性离子的邻近交换相互作用的结果在电子被空间定位在不同的点取决于他们的自旋。我们发现，自旋相关的电子聚焦是稳健的中度边缘无序。通过将第三触点放置在适当的位置，可以产生自旋极化的电流。这打开了利用这些效应来制造极化电子的可调谐源的可能性。
2019-10-17 cond-mat.mes-hall
Hot-carrier photocurrent effects at graphene-metal interfaces
石墨烯的光激发导致一系列有趣的现象，其中一些可以在基于石墨烯的光电子器件中利用。特别地，具有升高的电子温度的电子分布的高效且超快的生成以及在破介界面处的光热电电压的伴随生成对于光感测和光捕获是感兴趣的。在这里，我们实验研究了石墨烯-金属界面处产生的光电流，重点是时间分辨光电流，光子能量，费米能量和光偏振的影响。我们表明，一个单一的框架的基础上光热电光电流的产生解释了所有的实验结果。
2014-11-20 cond-mat.mes-hall
Rashba Spin Orbit Interaction and Birefringent Electron Optics in Graphene
电子光学利用了几何光学中的射线和电子轨迹之间的类比，导致了有趣的见解和潜在的应用。石墨烯具有二维性和载流子的类光子特性，是开发电子光学的理想候选材料。我们发现，在石墨烯中存在Rashba自旋轨道相互作用的情况下，圆形门控区域确实可以表现为Veselago电子透镜，但具有两个不同的折射率。我们证明，这种双折射的结果在复杂的焦散图案的圆形门，选择性聚焦不同的自旋，和可能的直接测量的Rashba耦合强度在扫描探针实验。
2012-11-27 cond-mat.mes-hall
Impulsive Hydrodynamic Exfoliation into Monolayer Graphene and Nanofragments by Transonic Flow Focusing
Universidad de Extremadura（埃斯特雷马杜拉大学）；Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）；Facultade de Engenharia da Universidade do Porto（波尔图大学工程学院）
提出跨音速流动聚焦（TFF）技术，通过高剪切和拉伸应力在无表面活性剂条件下从石墨烯纳米片悬浮液中一步剥离出单层石墨烯薄片和量子点尺寸的纳米碎片，单层率超过99%。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.flu-dyn
Investigating the Transition Region in Scanned Probe Images of the Cyclotron Orbit in Graphene
冷却的扫描探针显微镜（SPM）已经用于在磁场中通过高迁移率石墨烯对电子的回旋轨道进行成像。1 -5在图案化为霍尔棒几何形状的hBN-石墨烯-hBN器件中，磁场将从一个窄触点注入的电流Ii聚焦到位于整数个回旋直径之外的另一个窄触点中，从而产生电压Vc。聚焦程度通过跨阻Rm = Vc/Ii来测量。在SPM中，尖端可以通过偏转电子进入或远离第二接触来分别增强或降低样品中的电导。3，4我们的磁聚焦SPM图像具有一个区域，在该区域中，尖端从增强电导过渡到降低样品中的电导，其中尖端引起的跨阻变化等于零。在本文中，我们研究了当我们调制电子密度n和磁场B时，石墨烯样品中该区域的位置如何变化。通过绘制不同电子密度和磁场的跨阻变化的线切割，我们确定了拐点的趋势，其中尖端从增强到降低样品中的电导。从每个过渡区的位置，我们表明，回旋直径的电子轨迹可以得到，并解释了拐点位置的趋势，不同的电子密度和磁场。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall
Electron Flow in Circular n-p Junctions of Bilayer Graphene
本文从理论上研究了双层石墨烯弹道环形n-p结中电子的波函数。与单层石墨烯的圆形n-p结的情况类似，我们发现（i）波函数在圆形区域内形成焦散，并且（ii）这些焦散的形状由使用负折射率的概念的几何光学模型很好地描述。在对比单层的情况下，我们表明，强聚焦效应是不存在的双层。我们解释这些发现的角度依赖性的克莱因隧道在平面n-p结。
2009-10-13 cond-mat.mes-hall
AC transport in graphene-based Fabry-Perot devices
我们报告的理论研究的影响，时间依赖的领域对电子输运通过石墨烯纳米器件。法布里-珀罗干涉图案通过交流门控以强烈依赖于石墨烯边缘形状的方式进行修改。虽然扶手椅边缘的图案被发现是规则的，可以非常有效地控制通过调整交流场，样品锯齿形边缘表现出更复杂的干涉图案，由于其独特的电子结构。这些研究强调了石墨烯纳米带的几何细节在相干传输机制中所起的主要作用。我们还扩展了我们的分析，噪声功率响应，确定在哪些条件下，它是可能的，以尽量减少电流波动，以及探索缩放特性的噪声与系统的长度和宽度。
2009-07-24 cond-mat.mes-hall
All-graphene integrated circuits via strain engineering
通过探讨应变对石墨烯电子结构的影响，提出了一种全石墨烯集成电子器件的途径。我们表明，应变可以很容易地定制，以产生电子束准直，1D通道，表面状态和限制，所有石墨烯电子的基本要素。此外，该提议具有以下优点：可以在衬底上而不是在石墨烯片上进行图案化，从而保护石墨烯片的完整性。
2009-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Collective excitations and plasmon spectrum in twisted bilayer graphene near the magic angle
具有微小旋转角的扭曲双层石墨烯由于具有非常规的超导和相关绝缘行为而引起了人们的极大关注。本文采用全紧束缚模型研究了扭曲双层石墨烯在魔角附近的集体激发。极化函数由紧束缚传播方法得到，无需对哈密顿矩阵进行对角化。在考虑原子弛豫的情况下，在室温和超导转变温度下，在魔角附近发现了阻尼和无阻尼的带间等离激元模。特别地，在超导转变温度下，在魔角扭曲的双层石墨烯中可以直接探测到窄带中的无阻尼等离子体激元模式。无阻尼等离子体激元模式是可调的角度和逐渐消失的温度和化学势。在实践中，扭曲双层石墨烯中的平带可以通过从测量的能量损失函数探索集体等离子体来检测。
2020-10-27 cond-mat.mes-hall
Breakdown of the Law of Reflection at a Disordered Graphene Edge
反射定律指出，光滑的表面镜面反射波，从而作为一面镜子。只要无序的长度尺度小于波长，该定律对无序不敏感。单层石墨烯在低能量下表现出线性色散，因此具有发散的费米波长。我们提出的证据表明，对于一个无序的石墨烯边界，共振散射无序的边缘模式的结果在扩散电子反射，即使当电子波长远长于无序相关长度。利用数值量子输运模拟，我们证明了这种现象可以观察到一个非局域电导下降的磁聚焦实验。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall
Klein collimation by rippled graphene superlattice
石墨烯中碳原子的$σ$和$π$轨道的杂化取决于表面曲率。考虑平面和波纹石墨烯子系统之间的单个结，发现由于Klein穿透现象导致的电荷在波纹子系统中的积累，从而产生n-p结。利用这一事实，我们表明，弹道传播的光束中的电子的动量分布可以是选择性的，而无需波导，或外部电场，和/或磁场在石墨烯条下实验可行的一维周期性电位。这种电势是在超晶格的帮助下产生的，超晶格由周期性重复的石墨烯片组成，石墨烯片具有不同的碳轨道杂化，由石墨烯表面曲率的变化产生。由超晶格引起的电荷重新分布和电子的选择性传输允许通过简单地改变超晶格中的元素属性来控制所考虑的系统中的电子聚焦
2019-11-18 cond-mat.mes-hall
Imaging Andreev Reflection in Graphene
沿着弹道路径的相干电荷传输可以通过Andreev反射被引入石墨烯中，对于Andreev反射，电子从超导接触反射为空穴，而库珀对被传输。我们使用液氦冷却的扫描门显微镜（SGM）成像Andreev反射石墨烯在磁聚焦制度，其中载流子沿接触之间的回旋轨道移动。流动的图像是通过偏转载体路径和显示电导的变化而获得的。当电子进入超导体时，Andreev反射的空穴离开收集接触。为了测试结果，我们用大电流和加热到临界温度以上来破坏Andreev反射。在这两种情况下，反射的载流子从空穴变为电子。
2020-03-01 cond-mat.mes-hall
Exploring Structural and Electronic Properties of Topological Insulator/Graphene Nano-heterostructures
本研究合成了基于Bi2Te3和Sb2Te3纳米片的拓扑绝缘体/石墨烯纳米异结构，通过多种技术表征了其形貌与晶体质量，并结合实验与理论计算初步揭示了其能带结构及由缺陷引起的强负掺杂现象。
2023-12-16 cond-mat.mes-hall
Skyrme crystal in bilayer and multilayer graphene
在Hartree-Fock近似下，研究了Bernal双层和ABC堆叠多层石墨烯在强磁场作用下的二维电子系统的基态.系统的相图，集中在电荷密度波状态，包括谷赝自旋（称为Skyrme晶体）的旋涡状态。这些堆叠的石墨烯中的单电子态由双组分波函数给出。第一激发态朗道能级与普通二维电子的最低朗道能级具有相同的分量。由于这种局域化的波函数，当层间距离假定为无穷小时，Skyrme晶体在多达四层石墨烯的第一激发能级中具有低能量。同时，气泡晶体被抑制，因此相图与单层石墨烯的相图不同。
2012-01-31 cond-mat.mes-hall
Electric control of tunneling energy in graphene double dots
我们从理论上研究了单电子双量子点的光谱，该量子点由具有衬底诱导间隙的石墨烯中的顶栅定义。我们研究了电场和磁场对局域态谱的影响，重点研究了点间耦合的可调谐性。我们发现，衬底诱导的间隙允许静电控制，具有一定的限制，对于一个固定的点间距离，点间耦合不能任意小，由于克莱因隧道。另一方面，石墨烯中价带的接近允许新的机制，例如$npn$双点，其在GaAs中没有对应物。
2014-02-19 cond-mat.mes-hall
Direct Imaging of Coherent Quantum Transport in Graphene Heterojunctions
我们制作了一个石墨烯p-n-p异质结，并利用弱限制狄拉克准粒子的相干性来解决使用低温扫描门显微镜的潜在散射势。尖端引起的扰动的异质结修改共振散射的条件，使我们能够检测本地化的法布里-珀罗腔从焦点的晕扫描门图像。除了晕体，我们还观察到空间注册的物理边缘的石墨烯。通过量子输运模拟，我们将这些归因于由于静电场的聚焦而形成的细长空腔内的边缘处的修改的共振散射。
2014-08-08 cond-mat.mes-hall
Creating and Steering Highly Directional Electron Beams in Graphene
我们提出了一个概念，以创建高度准直，非色散的电子束在伪相对论狄拉克材料，如石墨烯或拓扑绝缘体表面。结合负折射和克莱因准直在一个抛物线PN结，建议的透镜产生的光束，作为焦距一样窄，保持在几个微米的尺度上聚焦，并可以通过磁场引导而不会失去准直。我们证明了镜头的能力，通过将其应用到两个范例设置的石墨烯电子光学：我们提出了一个设置，用于观察高分辨率的角度依赖性克莱因隧穿，并利用这些聚焦电子波的密切量子经典对应，我们认为高保真横向磁聚焦伴随着模拟电流映射通过扫描门显微镜。我们的提议为下一代石墨烯电子光学实验开辟了新的前景。
2017-02-08 cond-mat.mes-hall
Graphene nanodrums as valleytronic devices
本文研究石墨烯纳米鼓中的电子输运，证明0.1%至1%的微小应变产生的赝磁场可使其成为高效谷极化器、过滤器及电子束准直器，并可用半经典轨迹高效预测器件功能。
2022-02-03 cond-mat.mes-hall
Fractional High-Chern Insulator in Twisted Rhombohedral Graphene
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料国际中心）；State Key Laboratory for Mesoscopic Physics, Frontiers Science Centre for Nano-optoelectronics, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院介观物理国家重点实验室纳米光电子前沿科学中心）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute of Material Sciences（物质材料研究机构电子光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute of Material Sciences（物质材料研究机构材料纳米构造研究中心）；Interdisciplinary Center for Theoretical Physics and Information Sciences, Fudan University（复旦大学理论物理与信息科学交叉中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）
本文在伯纳尔双层石墨烯与菱方四层石墨烯构成的莫尔超晶格中，发现了C=1至C=7的量子反常霍尔绝缘体，并在v=2/3处观察到C=7/3的分数阶反常霍尔绝缘体，超越了传统Jain序列和高陈数理论。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall
Self-consistent model of edge doping in graphene
位于纳米结构石墨烯边缘附近的掺杂剂的行为与体掺杂剂不同。最值得注意的是，转移到离域状态的电荷量（即掺杂效率）取决于位置以及边缘手性。我们应用自洽的紧束缚模型来分析这个问题，重点是替代氮和硼掺杂。使用格林函数技术，可以研究非常大的结构，避免了周期性重复模拟单元中掺杂剂之间的人工相互作用。我们发现明显的签名的边缘在当地的杂质态密度。重要的是，掺杂效率被发现振荡与亚晶格位置，特别是，掺杂剂附近的锯齿形边缘。最后，为了评估电子-电子相互作用的影响，我们计算了自能校正的格林函数。
2015-03-03 cond-mat.mes-hall
Veselago lensing in graphene with a p-n junction: classical versus quantum effects
针对实际的注入引线，数值研究了具有pn结的石墨烯中Veselago透镜的可行性。两种不同的设置与两个狭窄的领导被认为是吸收或反射侧边。这使我们能够分别确定散射对边缘和p-n界面的电子聚焦的影响。半经典和紧束缚模拟都显示出一个独特的峰值，这是由于Veselago透镜效应的传输概率。我们调查的鲁棒性上的注入器的宽度，p-n接口的位置和不同的栅极电位分布的峰值。此外，散射的影响被认为是由短程和长程杂质。
2015-09-08 cond-mat.mes-hall
Silicene for flexible electronics
石墨烯的优异性能为探索石墨烯类二维系统奠定了基础，通常称为2D-Xenes。其中，硅烯因其与当前硅制造技术的兼容性而成为领跑者。硅烯的最新研究揭示了其有用的电子和力学性质。硅器件的快速小型化和硅烯的有用的机电性能需要探索硅烯柔性电子在纳米机电系统中的潜在应用。利用\textit{ab-initio}密度泛函理论和量子输运理论相结合的理论模型，研究了硅烯在纳米尺度下的压阻效应。像石墨烯，我们得到一个小的值的硅烯，这是正弦依赖于传输角的压阻规范因子。硅烯的小规范因子归因于其强的狄拉克锥和与应变无关的谷简并。基于所获得的结果，我们建议使用硅烯作为柔性电子器件中的互连和应变传感器中的参考压敏电阻。因此，这项工作将为探索其他2D-Xene材料的柔性电子应用铺平道路。
2022-03-01 cond-mat.mes-hall
