Controlled assembly of graphene sheets and nanotubes: fabrication of suspended multi-element all-carbon vibrational structures
我们报告的制造和操作的多元素的振动结构组成的两个石墨烯机械谐振器耦合的纳米管梁。整个建筑都是悬浮的。每个石墨烯谐振器由两个金属电极夹持。该结构是使用电子束光刻和原子力显微镜纳米操纵的组合。这种布局使我们能够以电子方式检测机械振动。所测量的本征模被定位在石墨烯谐振器中的任一个中。通过测量一个石墨烯谐振器的谐振频率的偏移作为另一个谐振器的振动振幅的函数来研究由于纳米管引起的耦合。耦合石墨烯谐振器为非线性动力学、机械状态操纵和量子非破坏测量的研究带来了希望。
2013-10-19 cond-mat.mes-hall
High harmonic generation in triangular graphene quantum dots
利用动力学Hartree-Fock平均场论研究了强相干辐射引发平面石墨烯量子点中的高次谐波产生。发展了描述平面石墨烯量子点极端非线性光学响应的微观理论。数值求解了石墨烯量子点与强激光场多光子相互作用下单粒子密度矩阵的封闭微分方程组。所得解表明了三角形石墨烯量子点的边缘类型、横向尺寸、带隙和激光场强在高次谐波产生过程中的重要性。
2021-08-30 cond-mat.mes-hall
Combined atomic force microscope and electron-beam lithography used for the fabrication of variable-coupling quantum dots
我们结合了直接纳米纤维的局部阳极氧化与传统的电子束光刻，以产生一个平行的双量子点的GaAs/AlGaAs异质结构的基础上。两种纳米光刻方法的组合允许在同一器件上制造鲁棒的面内栅极和Cr/Au顶部栅极电极，以实现最佳可控性。这说明了在我们的设备中的点间耦合的可调谐性。我们详细描述了我们的制造和对准方案，并证明了在低温传输测量的可调谐性。
2003-07-30 cond-mat.mes-hall
Transport through graphene double dots
我们提出了在石墨烯双点系统中的库仑阻塞测量。点到引线的耦合以及点之间的耦合可以通过石墨烯平面内栅极来调谐。耦合是栅极电压的非单调函数。使用一个纯粹的电容模型，我们提取所有相关的能量尺度的双点系统。
2009-05-05 cond-mat.mes-hall
Fabrication and Characterization of Electrostatic Quantum Dots in a Si/SiGe 2D Electron Gas, Including an Integrated Read-out Channel
采用一种新的制备技术在硅/硅锗二维电子气中制备具有读出通道的量子点。该技术利用肖特基栅极，放置在浅蚀刻量子点的侧面，以控制电子传输过程。相邻的量子点接触栅极被集成到侧栅极以限定读出通道，从而允许对量子点的电子占据的非侵入性检测。在低温下观察到可再现和稳定的库仑振荡以及读出通道电阻的相应跳跃。与读出通道相结合的制造点代表了Si/SiGe异质结构中基于自旋的量子比特的一个步骤。
2005-04-04 cond-mat.mes-hall
Transfer-free fabrication of graphene transistors
我们发明了一种在氧化硅晶片上制造石墨烯晶体管的方法，而无需转移石墨烯层。为了促进石墨烯层在氧化硅上的生长，使用纳米薄铝/镍双层催化剂体系。该催化剂系统在晶片进入催化化学气相沉积（CCVD）室之前通过剥离来构造。在随后的基于甲烷的生长工艺中，单层石墨烯场效应晶体管（MoLGFET）和双层石墨烯晶体管（BiLGFET）直接在氧化硅衬底上实现，由此堆叠的石墨烯层的数量由所选择的CCVD工艺参数（例如温度和气体混合物）确定。随后，在催化区域之间的沟道区域内进行拉曼光谱，并且五层、双层和单层石墨烯的拉曼光谱证实了通过这种硅相容的、无转移的和原位制造方法生长的石墨烯的存在。这些石墨烯FET将允许在混合硅CMOS环境中简单且低成本地集成石墨烯器件，用于纳米电子应用。
2011-12-19 cond-mat.mes-hall
Fabrication of undoped AlGaAs/GaAs electron quantum dots
我们制作了一个基于AlGaAs/GaAs异质结构的量子点单电子晶体管，没有任何调制掺杂。从电子学角度来看，我们的器件非常稳定，具有清晰的库仑阻塞振荡，并且当器件被设置为库仑阻塞峰值的中点并保持在恒定的栅极偏置时，电导漂移最小。偏置光谱测量显示典型的库仑“钻石”没有任何显着的电荷波动噪声。我们还观察到激发态输运在我们的设备。
2011-06-29 cond-mat.mes-hall
Excitonic absorption in gate controlled graphene quantum dots
我们提出了一个理论的激子过程中的栅极控制的石墨烯量子点。预测了具有多达百万个原子的石墨烯量子点的能隙对形状、尺寸和边缘的依赖性。结合紧束缚、Hartree-Fock和组态相互作用方法，我们发现具有锯齿形边缘的三角形石墨烯量子点在太赫兹、可见光和紫外光谱范围内同时表现出光学跃迁，这是由强的电子-电子和激子相互作用决定的。预测了光学性质与有限磁矩和外栅控制的电荷密度之间的关系。
2010-07-20 cond-mat.mes-hall
Dirac electrons in graphene-based quantum wires and quantum dots
在本文中，我们分析了狄拉克电子在有限尺寸的带和圆形和六边形量子点的石墨烯。
2008-10-27 cond-mat.mes-hall
Fabrication of quantum dots in undoped Si/Si$_{0.8}$Ge$_{0.2}$ heterostructures using a single metal-gate layer
增强型Si/SiGe电子量子点在量子计算中的\revEdit{their}势的研究中得到了广泛的关注。大多数报道的点设计利用多个金属栅极层，并使用Ge浓度接近30%的Si/SiGe异质结构。在这里，我们报告的量子点的制造和低温特性的Si/Si $_{0.8}$ Ge $_{0.2}$异质结构使用只有一个金属栅极层。我们发现，窄于1 $μ$ m的沟道的阈值电压随着宽度的减小而增大。较高的阈值可以归因于量子限制和无序的组合。我们还发现，这里使用的较低的Ge比导致更窄的操作栅极偏置范围。较高的阈值加上有限的栅极偏置范围限制了光刻量子点的器件设计。我们将这些考虑纳入我们的设备设计，并展示了一个量子点，可以从一个单点调整到一个双点。该器件仅使用单个金属栅极层，大大简化了器件设计和制造。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall
Modeling charge relaxation in graphene quantum dots induced by electron-phonon interaction
研究和比较了两种计算石墨烯量子点电子-声子相互作用电荷弛豫时间的解析模型。最近，石墨烯量子点中的电荷弛豫过程已被实验探测，在这里，我们提供了弛豫时间的理论估计。通过比较一个模型与纯边缘约束与静电约束，我们发现，后者具有更大的弛豫时间。有趣的是，在静电定义的量子点的弛豫时间预计将超过实验观察到的下限~100 ns。
2016-06-21 cond-mat.mes-hall
Towards wafer scale fabrication of graphene based spin valve devices
我们演示了在铜基化学气相沉积（Cu-CVD）合成的晶片级单层（SLG）和双层石墨烯（BLG）中图案化的自旋阀阵列中的自旋的注入、传输和检测。我们观察到的自旋弛豫时间与剥离的石墨烯样品的报告相当，表明CVD特定的结构差异，如纳米波纹和晶界不限制本样品中的自旋输运。我们的观察使Cu-CVD石墨烯成为大规模自旋电子应用的有前途的材料选择。
2011-04-25 cond-mat.mes-hall
Manifestation of the shape and edge effects in spin-resolved transport through graphene quantum dots
我们报告的理论研究，通过石墨烯量子点弱耦合到外部铁磁引线的运输。计算进行严格对角化的紧束缚哈密顿与有限库仑相关的石墨烯片，并通过使用实时图解技术在顺序和cotunneling制度。重点研究了石墨烯薄片形状和边缘自发磁化对微分电导、隧道磁电阻（TMR）和散粒噪声（散粒噪声）等输运特性的影响。结果表明，对于某些形状的石墨烯点的负微分电导和非平凡的行为的TMR效应可以发生。
2012-05-08 cond-mat.mes-hall
Spin qubits in graphene quantum dots
我们提出了如何在石墨烯中形成自旋量子比特。实现这一目标的关键要求是找到量子点状态，其中块状石墨烯中通常的谷简并被解除。我们表明，这个问题可以避免在量子点的基础上的半导体扶手椅边界的石墨烯带。对于这样的设置，我们找到的能量和确切的波函数的束缚态，这是所需的局域量子比特。此外，我们发现石墨烯中的自旋量子比特不仅可以通过海森堡交换相互作用在最近的量子点之间耦合，而且可以在长距离上耦合。这一显著特征是石墨烯准相对论光谱的直接结果。
2007-01-19 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade in graphene quantum dots
我们研究了石墨烯量子点的电导谱，包括单个和多个情况。研究了单电子隧穿现象，得到了低温下库仑阻塞振荡的周期、振幅和线形。进一步讨论了多个量子点组装成阵列时的输运行为，发现电导谱从单个库仑阻塞到集体库仑阻塞的相变。
2009-11-15 cond-mat.mes-hall
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
Transport through evanescent waves in ballistic graphene quantum dots
我们研究了不同几何形状的石墨烯量子点中的倏逝波输运。当引线附接到相同多数子晶格的边缘时，传输被抑制。否则，传输在矩形点中以指数方式依赖于引线之间的距离，在圆形点中以幂律方式依赖于引线之间的距离。通过传输和反射电流属于与入射电流相反的谷的结的传输取决于距离与原子间距相当的晶格结构的细节。
2008-09-19 cond-mat.mes-hall
Quantum dots and spin qubits in graphene
本文综述了石墨烯量子点及其作为自旋量子比特宿主的研究进展。我们讨论了与GaAs等更标准的材料相比，石墨烯量子点用于自旋量子位的优势和挑战。我们首先概述了这个年轻而迷人的领域，然后将详细讨论门可调量子点。我们计算了三种不同量子点结构的束缚态，其中体隙允许通过静电场进行限制：（i）具有扶手椅边界的石墨烯纳米带，（ii）单层石墨烯中的圆盘，以及（iii）双层石墨烯中的圆盘。为了使石墨烯量子点在自旋量子比特的背景下有用，人们需要找到可靠的方法来打破谷简并性。这在这里通过在（i）中或在（ii）和（iii）中通过磁场特定终止石墨烯来实现，而不需要特定边界。我们进一步讨论了如何操纵这些量子点中的自旋，并解释了自旋退相干和弛豫机制所造成的自旋轨道相互作用结合电子-声子耦合，并通过超精细相互作用与核自旋系统。
2010-04-13 cond-mat.mes-hall
Graphene quantum dots probed by scanning tunneling spectroscopy and transport spectroscopy after local anodic oxidation
石墨烯量子点被认为是III-V族半导体中量子点的有前途的替代品，例如，用于用作自旋量子位，这是由于它们由包括无自旋核的轻原子组成的一致性，这两者都意味着相对长的自旋退相干时间。然而，到目前为止，这种潜力还没有在实验中实现，很可能是由于对量子点边缘配置的控制缺失。因此，石墨烯量子点的更基本的研究似乎是必要的，包括在输运光谱测量期间最有利地完全控制波函数性质。在这里，我们回顾了最近的成功映射波函数的石墨烯量子点支持的金属，特别是Ir（111），并显示如何探测这样的波函数绝缘支持在运输光谱的目标可能会实现。
2015-05-15 cond-mat.mes-hall
On the density of states of circular graphene quantum dots
我们提出了一种简单的方法来计算局域态密度，该方法有效地适用于由连续石墨烯片上的轴对称势（如圆形石墨烯量子点或环）创建的任何结构。对在最近的扫描隧道显微镜测量中研究的石墨烯量子点进行的计算[{ \sl Gutierrez et al. Nat. Phys. \textbf{12}，1069- 1075（2016）}]显示出极好的实验-理论一致性。
2017-09-27 cond-mat.mes-hall
Quantum Dots at Room Temperature carved out from Few-Layer Graphene
我们提出了石墨烯量子点赋予的附加能量高达1.6 eV，制造的石墨烯片受到大的电子流在空气中的控制破裂。估计量子点岛的尺寸在1 nm范围内。大的附加能量允许在室温下的库仑阻塞，可能应用于单电子器件。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall
Valley filters, accumulators, and switches induced in graphene quantum dots by lines of adsorbed hydrogen atoms
我们提出了电子结构和量子输运计算，预测导电通道诱导石墨烯量子点的吸附线的氢原子作为高效的，实验上可实现的谷过滤器，开关和开关。基本的物理学是石墨烯狄拉克点共振（DPR）的一种新性质，即，在给定方向上通过DPR介导的导电通道的电流仅由两个石墨烯谷中的一个的电子携带。我们的预测适用于吸附在石墨烯量子点上的氢原子线，石墨烯量子点是独立的或支撑在六方氮化硼衬底上。
2019-09-27 cond-mat.mes-hall
Robust conductance zeroes in graphene quantum dots and other bipartite systems
在朗道运输形式主义，我们证明了电导零是可能的，在二分系统在半填充时，铅接触到不同的亚晶格网站。特别是，我们研究了这一理论的应用，在扶手椅配置的石墨烯量子点与铅。所得到的电导抵消是鲁棒的存在下，任何单站点的杂质。
2020-07-09 cond-mat.mes-hall
Control of electron trapping effects in graphene quantum dots via light polarization state
该研究理论分析了光照射下石墨烯量子点中电子的散射过程，证明通过选择合适的光偏振态可实现以电子俘获效应为特征的散射共振。
2023-09-12 cond-mat.mes-hall
Graphene channels interfaced with an array of individual quantum dots
表面石墨烯波导与单个半导体量子点的阵列连接，其位置与光导模式相称。表面引导用作场效应晶体管（FET）的沟道，而点被放置在石墨烯沟道和栅电极之间形成的电容器内。我们报告的负微分光相关电导下的光和减少荧光效应作为偏压的函数。我们认为，猝灭的荧光可能会受到阻碍，在某种程度上，通过将量子点在谐振器，这是调谐到发射波长。
2017-05-16 cond-mat.mes-hall
Robustness of edge states in graphene quantum dots
我们分析了无序石墨烯量子点边缘的单粒子态。我们表明，通用的石墨烯量子点支持的边缘状态的数量成比例的周长的点在晶格常数。我们的分析理论与数值模拟吻合得很好。破坏电子-空穴对称性的扰动，如次近邻跳跃或边缘杂质，使边缘态远离零能量，但不改变它们的总量。我们讨论了在反点阵列中检测边缘态的可能性，并提供了石墨烯点的磁矩的上限。
2010-06-21 cond-mat.mes-hall
Quantum dots in graphene
我们提出了一种在石墨烯带的一个小区域内通过外部势来限制准粒子的方法。在这种限制中，跨电子运动起着至关重要的作用。因此，得到的石墨烯量子点的性质进行了理论研究，在不同类型的边界条件在带的边缘。（准）束缚态存在于所考虑的所有系统。同时，电导对栅极电压的依赖性携带关于边缘形状的信息。
2007-01-20 cond-mat.mes-hall
Signatures of single quantum dots in graphene nanoribbons within the quantum Hall regime
我们报告的观察周期性电导振荡附近的量子霍尔平台悬浮石墨烯纳米带。它们是由单量子点形成的，这些单量子点形成于带的最西端，在无序势的山谷和山丘中。在具有两个门的宽薄片中，已经观察到双点系统的签名。由于朗道能级之间形成的间隙，在单层石墨烯中实现了静电限制，这表明了一种创建可以用量子霍尔边缘态访问的栅极定义的量子点的方法。
2016-01-07 cond-mat.mes-hall
A fabrication guide for planar silicon quantum dot heterostructures
我们描述了在硅中创建自上而下制造的平面量子点的重要考虑，通常在文献中没有详细讨论。材料固有特性、界面和制造工艺之间的微妙相互作用在静电定义的量子点的形成中发挥着至关重要的作用。氧化、物理气相沉积和原子层沉积等工艺必须进行调整，以防止不必要的副作用，如缺陷、无序和去湿。在两个直接相关的手稿平行写，我们使用这项工作中描述的技术，以创建耗尽模式的量子点在本征硅，和低无序硅量子点定义与钯门。虽然我们讨论了三种不同的平面栅极结构，但一般原理也适用于0D和1D系统，例如自组装岛和纳米线。
2018-02-03 cond-mat.mes-hall
Energy levels of monolayer -- AA-stacked bilayer graphene quantum dots
本文研究了由单层石墨烯的圆形量子点和无限单层石墨烯的圆形量子点组成的混合系统的能谱电子性质。我们建立了相关的能级和波函数使用连续介质模型和锯齿形边界条件在石墨烯单层-双层界面的分析结果。我们研究了垂直磁场、量子点半径和电场对这两种混合量子点的影响。我们将我们的结果与以前发表的工作进行比较，并探索这种混合系统量子点的潜在用途。
2021-07-29 cond-mat.mes-hall
Fabrication and Study of Large Area QHE Devices Based on Epitaxial Graphene
为了开发量子霍尔效应电阻标准，研制了基于外延石墨烯薄膜的量子霍尔效应（QHE）器件。霍尔器件中的石墨烯-金属接触区域已被改进并使用双金属化工艺制造。测试的器件具有（0.6 - 10）*10^11 1/cm ^2的初始载流子浓度，并且在相对低（3 T）的磁场下显示出半整数量子霍尔效应。光化学选通方法的应用和样品的退火提供了一种方便的方法来调节载流子密度到最佳值。在中等磁场强度（<7 T）下，石墨烯和GaAs器件的量子霍尔电阻（QHR）的精确测量结果显示，相对一致性在6*10^-9以内。
2014-12-08 cond-mat.mes-hall
Spin States in Graphene Quantum Dots
我们研究了通过小（d = 70 nm）石墨烯量子点的基态和激发态输运。通过测量作为磁场的函数的基态能量来检测轨道状态的连续自旋填充。在量子点面内有磁场的情况下，测量了自旋态的Zemann分裂。结果是兼容的g因子为2，我们检测到一系列的状态，这是合理的交换相互作用的强度预期石墨烯的自旋填充序列。
2010-02-19 cond-mat.mes-hall
Tunable quantum dots in bilayer graphene
我们从理论上证明了量子点可以在石墨烯的双层中实现。位置相关的掺杂打破了上下层之间的等效性，并提升了点的正、负动量态的简并度。数值计算结果表明，在一定的掺杂浓度下，电子和空穴的束缚态同时存在，量子点的光谱具有明显的角动量依赖性，这与传统的半导体量子点形成了鲜明的对比.我们预测，光谱将由一系列非等距峰组成。
2007-03-07 cond-mat.mes-hall
Transport spectroscopy of disordered graphene quantum dots etched into a single graphene flake
我们对用Ar/O2等离子体蚀刻成单个石墨烯片的尺寸为45、60和80 nm的量子点进行了输运测量，从而可以进行尺寸比较，避免不同石墨烯片的影响。的运输间隙和附加能量随着点的尺寸减小而增加，正如预期的那样，并显示出很强的相关性，这表明两者的相同的物理起源，即在存在小的限制间隙的情况下的无序诱导的本地化。栅极电容测量表明，点电荷位于窄器件区域的预期。一个占主导地位的作用的障碍进一步证实了栅极的依赖性和磁场的行为，只允许近似识别的电子-空穴交叉和自旋填充序列。最后，我们在误差条内提取与g=2一致的g因子。
2013-07-30 cond-mat.mes-hall
Fabrication of Artificial Graphene in a GaAs Quantum Heterostructure
本研究在超高品质GaAs/AlGaAs量子阱中制备出周期50nm的高分辨率人工石墨烯，采用电子束光刻定义蜂窝掩模与优化的各向异性反应离子刻蚀工艺，为首次在人工半导体中观测无质量狄拉克费米子提供了可能。
2015-07-17 cond-mat.mes-hall
Electron dynamics in graphene with gate-defined quantum dots
我们使用数值精确的切比雪夫展开和核多项式方法研究运输通过圆形石墨烯量子点的紧束缚蜂窝晶格模型的框架。我们的重点在于制度的静电定义的点占主导地位的载流子动态的个别模式。特别地，我们讨论了一个注入的狄拉克电子波包的散射单个量子点，电子限制在点，点束缚模式的光激发，和电子激发沿点的线性阵列的传播。
2013-12-16 cond-mat.mes-hall
Coulomb Blockade and Hopping Conduction in Graphene Quantum Dots Array
我们发现，化学功能化的石墨烯的低温电子输运性质可以解释为通过石墨烯量子点（GQD）的二维阵列的电荷的顺序隧穿。在15 K以下，由于GQD阵列的库仑阻塞，观察到电流的总抑制。随温度变化的电流栅电压特性显示库仑振荡与能量尺度为6.2-10 meV对应的GQD尺寸为5-8 nm，而电阻数据表现出Efros-Shklovskii可变范围跳跃所产生的结构和尺寸引起的障碍。
2011-02-03 cond-mat.mes-hall
Current vortices in hexagonal graphene quantum dots
新合成的石墨烯纳米结构似乎是新技术的一个有前途的滋生地。因此，确定边界条件在其电子特征中所起的作用是很重要的。在这篇文章中，我们使用非平衡格林函数方法结合紧束缚理论来计算和比较六边形石墨烯量子点的电流模式，接触放置在不同的边缘位置。我们的结果揭示了当接触几何的对称性与量子点的对称性发生冲突时，电流涡旋的形成。电流涡旋的存在表明石墨烯量子点可以用作纳米磁体或磁性纳米传感器。
2021-10-08 cond-mat.mes-hall
From One Electron to One Hole: Quasiparticle Counting in Graphene Quantum Dots Determined by Electrochemical and Plasma Etching
石墨烯被认为是未来电子产品的一种有前途的材料。设想的晶体管应用通常依赖于纳米精度的石墨烯片的精密切割。在这封信中，我们展示了石墨烯为基础的量子点创建使用原子力显微镜（AFM）与尖端辅助电化学蚀刻。这种光刻技术提供了约20 nm的分辨率，这可能通过采用更尖锐的尖端和更好的湿度控制来进一步改进。我们最小的量子点在磁场中的行为使我们能够识别电荷中性点，并区分量子点中只剩下一个电子、一个空穴和一个电荷的状态。
2010-07-26 cond-mat.mes-hall
Suspended graphene devices with local gate control on an insulating substrate
我们提出了一种石墨烯基器件的制造工艺，其中石墨烯单层悬浮在放置在沟槽中的局部金属栅极上方。作为一个例子，我们详细介绍了石墨烯场效应晶体管的制造步骤。这些器件建立在裸露的高电阻率硅衬底上。在77 K及以下的温度下，我们观察到石墨烯电阻率通过施加到栅极的电压的场效应调制。这种制造方法能够实现涉及石墨烯基超导量子比特和纳米机电谐振器的新实验。该方法也适用于其它二维材料。
2015-09-18 cond-mat.mes-hall
Tuning of Zero Energy States in Quantum Dots of Silicene and Bilayer Graphene by Electric Field
研究了硅烯和双层石墨烯的三角形和六边形纳米量子点的电子性质。结果表明，存在于量子化带隙中的低能边缘局域电子态很容易被电场调谐。在这些零能态（ZES）的电子间隙的外观和场的演变被证明是非常敏感的量子点的几何形状，允许设计的场效应可扩展的量子点器件与电子性能的需求。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall
Etched graphene quantum dots on hexagonal boron nitride
我们报道了在不同岛直径的六方氮化硼（hBN）和SiO2上蚀刻石墨烯量子点（QD）的制备和表征。我们在一个很宽的能量范围内进行库仑峰间距的统计分析。对于hBN上的石墨烯QD，归一化峰间距分布的标准偏差随着QD直径的增加而减小，而对于SiO2上的QD，没有观察到直径依赖性。此外，hBN上的量子点在高达9T的垂直磁场的影响下更稳定。两个结果都表明hBN上的石墨烯QD中衬底诱导的无序势显著降低。
2013-08-09 cond-mat.mes-hall
Fabrication of hybrid molecular devices using multi-layer graphene break junctions
我们报告的混合分子器件的制造采用多层石墨烯（MLG）的薄片图案与收缩使用氦离子显微镜（HIM）或氧等离子体蚀刻。图案化步骤允许通过电燃烧产生的几纳米间隙的局部化，该间隙可以容纳单个分子或分子集合体。通过控制雕刻收缩的宽度，我们调节电燃烧过程开始的临界功率。我们估计的薄片温度的临界功率，并发现，在低功率下，它是可能的电烧MLG与超导接触密切相关。最后，我们展示了超导接触和蒽功能化的铜姜黄素分子的混合装置的制造。该方法可扩展到具有铁磁接触的自旋电子器件，并且是迈向分子集成电路的第一步。
2015-01-29 cond-mat.mes-hall
Electro-absorption of silicene and bilayer graphene quantum dots
我们数值研究了低屈曲硅烯和AB堆叠的双层石墨烯量子点在垂直于其表面的外部电场作用下的光学性质。在紧束缚模型中，计算了三角形和六边形的量子点的光吸收，具有锯齿形和扶手椅形的边缘终端。我们发现，在三角形硅烯团簇锯齿形边缘丰富和广泛的可调红外吸收峰结构起源于涉及零能态的过渡。在外加电场作用下，三角形硅量子点的吸收边发生红移，而六角形硅量子点的吸收边发生蓝移。在具有锯齿形边缘的双层石墨烯的小簇中，对于三角形/六边形几何形状，吸收边缘经历蓝/红移。在硅烯的扶手椅簇中，吸收边的蓝移对于两种簇形状都发生，而红移对于双层石墨烯量子点的两种形状都是固有的。
2017-08-25 cond-mat.mes-hall
Effects of long-range disorder and electronic interactions on the optical properties of graphene quantum dots
我们从理论上研究了长程无序和电子-电子相互作用对由多达10806个原子组成的六角扶手椅型石墨烯量子点光学性质的影响。使用紧束缚，平均场Hubbard和配置相互作用方法的组合进行数值计算。石墨烯量子点中的缺陷被建模为长程随机势场，从而产生电子-空穴水坑。我们发现，当电子-空穴水坑存在时，紧束缚方法给出的低能吸收谱的平均场和组态相互作用的计算结果相比，一个穷人的描述。随着石墨烯量子点尺寸的增大，在吸收光谱中可以观察到普遍的光学电导率极限。当存在无序时，计算的吸收光谱接近孤立单层石墨烯片的实验结果。
2017-02-05 cond-mat.mes-hall
Topological electric field-defined quantum dots in bilayer graphene: An atomistic approach
Institute of Physics, Faculty of Physics, Astronomy, and Informatics, Nicolaus Copernicus University in Torun（托伦哥白尼大学物理、天文学和信息学院物理研究所）
研究双层石墨烯中由电场定义的拓扑束缚态，通过原子方法揭示电场强度、谷混合及谷不对称性对量子点特性的影响。
2026-03-13 cond-mat.mes-hall
Single photon emission from graphene quantum dots at room temperature
在凝聚态领域，石墨烯作为纳米电子学的新兴材料发挥着核心作用。然而，石墨烯是一种半金属，这对未来的一些应用构成了严重的限制。因此，正在进行大量努力来开发其结构与石墨烯晶格相容的半导体材料。从这个角度来看，小块石墨烯代表了一种有前途的替代品。特别地，它们的电子、光学和自旋性质原则上可以通过设计它们的尺寸、形状和边缘来控制。例如，具有锯齿形边缘的石墨烯纳米带具有局域化的自旋极化状态。同样地，可以通过设计石墨烯量子点的结构来选择单重态-三重态能量分裂。此外，自下而上的分子合成使这些潜力触手可及。在这里，我们报告了一个单一的发射极的研究，直接解决了一个单一的石墨烯量子点的固有特性。特别是，我们表明石墨烯量子点在室温下发射单光子，具有高纯度，高亮度和良好的光稳定性。这些结果为基于这些纳米级石墨烯的新量子系统的开发铺平了道路。
2018-02-27 cond-mat.mes-hall
First principles study of edge carboxylated graphene quantum dots
利用密度泛函理论研究了边缘羧基化的六方和三角形石墨烯量子点的结构稳定性和电子性质。结合能的计算结果表明，扶手椅型六方团簇的稳定性最高。羧基化石墨烯量子点的结合能通过增加连接的羧基的数量而增加。我们的研究表明，总的偶极矩显着增加，通过添加COOH观察到的最高值在三角形集群。具有锯齿形边缘的三角形石墨烯中的边缘态产生与其他形状完全不同的能谱，因为（a）与其他簇相比，三角形锯齿形簇中的能隙非常小，以及（b）最高占据分子轨道位于边缘处，这与其他簇相反，在其他簇中，最高占据分子轨道分布在簇表面上。增强的反应性和通过形状和边缘终止的可控能隙使得石墨烯量子点成为用于诸如传感器的各种应用的理想纳米器件。给出了不同薄片的红外光谱，用于确认和检测所获得的结果。
2017-12-09 cond-mat.mes-hall
Bound States in Nanoscale Graphene Quantum Dots in a Continuous Graphene Sheet
人们已经做了大量的努力来在石墨烯单层中捕获无质量的狄拉克费米子，但是到目前为止，在连续的石墨烯片中仅实现了准束缚态。在这里，我们演示了在连续的石墨烯片中实现纳米级石墨烯量子点（GQD）的束缚态。GQD通过圆形边界与周围的连续石墨烯片电子隔离，所述圆形边界由石墨烯和衬底之间的强耦合产生。通过使用扫描隧道显微镜（STM），我们观察到单电子充电状态的GQD，被视为库仑振荡的隧道电导。通过调节STM针尖-样品距离，观察到GQD的单电子隧穿在库仑阻塞区和库仑阶梯区之间的演化。局部电子密度的空间图揭示了GQD内部的同心环，每个环对应于隧穿光谱的单个库仑振荡。这些结果明确地表明，电子被完全捕获在纳米级GQD内。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall
Fabrication of nanopores in a graphene sheet with heavy ions: a molecular dynamics study
采用分子动力学（MD）模拟方法研究了高能离子通过掩模辐照悬浮石墨烯片形成纳米孔的过程。通过控制离子的质量、能量和入射角等参数，在石墨烯片上观察到不同的形貌。在较低的离子注量下可以形成含有碳原子链的网状缺陷结构，这为后续的化学方法对辐照样品进行功能化提供了可能;当离子注量足够高时，最终出现边缘光滑的完美纳米孔。研究发现，由于石墨烯的特殊结构，离子损伤效率与离子注量、能量和入射角的关系与基于双碰撞近似的半经验模型预测的结果不同.我们的研究结果表明，这是可行的，通过重离子辐照在石墨烯中制造受控的纳米孔/纳米结构。
2013-08-15 cond-mat.mes-hall
Imaging electrostatically confined Dirac fermions in graphene quantum dots
石墨烯中载流子的静电约束由Klein隧穿控制，Klein隧穿是一种相对论量子过程，其中粒子-空穴嬗变导致PN结边界处的不寻常的各向异性传输。在这些新的势垒的反射和透射应该会影响这些边界附近的电子波函数的量子干涉。在这里，我们报告的使用扫描隧道显微镜（STM）映射的狄拉克费米子的电子结构的圆形石墨烯PN结限制。这些有效的量子点是使用一种新技术制造的，该技术涉及在石墨烯单层下的绝缘衬底内局部操纵缺陷电荷。在这样的石墨烯量子点内部，我们观察到对应于准束缚态的能级，并且我们在空间上可视化受限电子的量子干涉图案。这些量子点外的狄拉克费米子表现出类似弗里德尔振荡的行为。支持的理论模型描述相对论粒子在谐振子势，我们的研究结果产生新的见解静电限制狄拉克费米子的空间行为。
2016-06-12 cond-mat.mes-hall
Electric-field controlled spin in bilayer triangular graphene quantum dots
我们提出的理论结果的基础上平均场和精确的多体方法表明，在双层三角形石墨烯量子点的锯齿形边缘的磁性可以控制由外部垂直电场。我们证明了在没有电场的情况下，量子点两层的自旋是铁磁相互作用的。在电场的临界值处，双层结构的总自旋可以被关闭或减少到单个局域自旋，即与接触隔离并且不与核自旋相互作用的量子位。
2011-04-15 cond-mat.mes-hall
Measurement back-action in stacked graphene quantum dots
我们提出了一个在石墨烯中的电子输运实验，其中研究了经典和量子力学电荷检测器对量子点的反作用。该器件由两个堆叠的石墨烯量子点组成，它们被一层薄薄的氮化硼隔开。该器件通过范德华堆叠制造，并配备有与两个点的单独的源极和漏极接触。通过对一个量子点施加有限的偏置，在另一个未偏置的量子点中感应出电流。我们提出了一个解释所观察到的测量-感应电流的基础上强电容耦合和能量依赖的隧道势垒，打破了空间对称性的无偏系统。这是石墨烯基量子器件的一个特殊功能。通过考虑高阶量子力学反作用机制，可以理解经典禁止机制中的传输实验观察。
2016-02-27 cond-mat.mes-hall
Fabrication of A Dual Gated Mirror Symmetric Twisted Trilayer Graphene Device to Study Superconductivity
本研究通过制备双门镜像对称扭曲三重层石墨烯器件，探索其在超导性研究中的应用与潜力
2025-11-20 cond-mat.mes-hall
