Anomalous friction in suspended graphene
由于阿蒙顿定律的发现和现代摩擦学模型的支持，已知三维材料表面之间的摩擦在表面更紧密接触时通常会增加。在这里，使用分子动力学模拟的摩擦力显微镜上悬浮的石墨烯，我们证明了增加的摩擦时，从样品的扫描尖端缩回。我们解释了所观察到的行为，并解决为什么这种现象尚未观察到各向同性的3-D材料。
2012-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pseudomagnetic fields and ballistic transport in a suspended graphene sheet
我们研究了一个悬浮的石墨烯片受到下面的栅极的电场。我们计算了薄片的弹性形变和相应的有效规范场，它改变了电子输运。在一个干净的系统中，样品的两端电导降低到弹道极限以下，并且在张力下样品中的低载流子浓度下几乎完全被抑制。剩余的无序恢复了一个小的有限导电性。
2008-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualizing Electrical Breakdown and ON/OFF States in Electrically Switchable Suspended Graphene Break Junctions
使用脉冲电击穿技术在悬浮的单层至少层石墨烯装置中形成窄间隙。所得到的器件的电导可以通过施加电压脉冲来编程，其中2.5V~4.5V的电压对应于ON脉冲，并且~8V的电压对应于OFF脉冲。器件的电子显微镜成像显示石墨烯片通常保持悬浮，并且当观察到的间隙大时，器件电导趋于零。开关速率强烈依赖于温度，这排除了纯机电开关机制。在悬浮的石墨烯装置中观察到的这种切换强烈地表明了通过原子运动和/或化学重排的切换机制，并强调了全碳装置与石墨烯电子器件集成的潜力。
2012-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Density dependent electrical conductivity in suspended graphene: Approaching the Dirac point in transport
我们从理论上考虑，与现有的实验文献相比，门控单层石墨烯的电导率作为载流子密度，温度和无序的函数，以评估在高质量悬浮石墨烯中使用输运研究访问狄拉克点的前景。我们发现，石墨烯电导率的温度依赖性周围的电荷中性点提供的信息如何接近系统可以接近狄拉克点，虽然长程和短程之间的竞争，以及扩散和弹道输运可能会大大复杂的图片。我们还发现，声学声子散射对石墨烯电阻率的贡献总是相关的狄拉克点，在较高密度的情况下，声学声子对电阻率的贡献被强烈抑制在低温布洛赫-Grüneisen制度。我们提供了详细的数值计算结果的温度和密度依赖的导电性悬浮石墨烯。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature High On/Off Ratio in Suspended Graphene Nanoribbon Field Effect Transistors
我们已经制造了悬浮几层（1-3层）石墨烯纳米管场效应晶体管从解压缩多壁碳纳米管。电输运测量表明，电流退火有效地去除了悬浮的石墨烯纳米带上的杂质，揭示了石墨烯的固有双极传输特性。进一步增加退火电流在带中产生窄的收缩，导致形成大的带隙和随后的高开/关比（其可以超过104）。这种制造的器件是热稳定和机械稳定的：重复的热循环对它们的电性能几乎没有影响。该工作首次表明，通过控制电流退火可以在相对宽的石墨烯纳米晶（15 nm ~50 nm）中实现室温下的双极场效应特性和高开/关比。
2011-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanical properties of freely suspended semiconducting graphene-like layers based on MoS2
我们制作自由悬浮的二硫化钼纳米片，其特征在于通过定量光学显微镜和高分辨率摩擦力显微镜。我们使用原子力显微镜研究了自由悬浮的二硫化钼纳米片的弹性形变。纳米片的杨氏模量和初始预张力通过进行弯曲测试实验的纳米级版本来确定。MoS2片材显示出高弹性和极高的杨氏模量（0.30 TPa，比钢大50%）。这些结果使它们在需要柔性半导体材料的应用中成为石墨烯的潜在替代品。
2012-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Approaching the Intrinsic Bandgap in Suspended High-Mobility Graphene Nanoribbons
我们报告的电传输测量悬浮超低无序石墨烯纳米颗粒（GNR）与近原子级光滑的边缘，揭示了超过3000厘米2 V-1 s-1的高迁移率和固有的带隙。考虑到电子-电子相互作用，实验推导出的带隙与我们对具有可比宽度的手性GNR的电子结构计算结果定量一致，这表明非扶手椅GNR中带隙的起源部分是由于磁性锯齿边缘。
2011-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrahigh electron mobility in suspended graphene
通过悬浮单层石墨烯，我们在电子密度约为2*10^11 cm^-2时获得了超过200，000 cm ^2/Vs的迁移率。悬浮在Si/SiO_2栅电极上方约150 nm处，并通过电子束光刻和刻蚀的组合实现了与石墨烯的电接触。通过采用电流感应加热原位清洁试样，直接导致电输运的显着改善。伴随着大的迁移率增强，特征狄拉克峰的宽度减少了10倍相比，传统的，非悬浮设备。这一进展应该允许访问石墨烯的固有传输特性。
2008-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electromechanical properties of suspended Graphene Nanoribbons
石墨烯纳米带呈现出从半导体到半金属的多种电子性质，这取决于它们的几何形状、尺寸和化学组成。在这里，我们提出了一个路线，通过外部施加的机械变形来控制这些属性。使用最先进的密度泛函理论计算结合经典弹性理论的考虑，我们发现一个显着的杨氏模量值为~7 TPa的超窄石墨烯条和一个显着的机电响应弯曲和扭转变形。鉴于目前在纳米级石墨烯衍生物合成方面的进展，我们的预测可以通过实验验证，为基于超窄石墨烯纳米带的微型机电传感器和器件的设计和制造开辟了道路。
2009-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent transport in suspended graphene
超净悬浮石墨烯的电阻率对于5 K <T<240 K具有强烈的温度依赖性。在T~ 5 K时，在尺寸约为2 μ m、迁移率约为170，000 cm ^2/Vs的器件中，输运接近于弹道输运。在大载流子密度（n>0.5*10^11 cm^-2）下，电阻率随T的增加而增加，在50 K以上电阻率呈线性，这表明载流子散射来自声学声子。在T= 240 K时，迁移率约为120，000 cm^2/Vs，高于任何已知的半导体。在电荷中性点，我们观察到非普适电导率随T的降低而降低，这与密度不均匀性<10^8 cm^-2相一致。
2008-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wiedemann-Franz Relation and Thermal-transistor Effect in Suspended Graphene
我们提取实验的电子热导率，$K_{e}$，在悬浮的石墨烯，我们掺杂使用背栅电极。我们利用两点直流电子输运在低偏置电压和中间温度（50 - 160 K），电子和晶格温度去耦。热导率与电荷电导率乘以温度成比例，证实了悬浮石墨烯中服从Wiedemann-Franz关系。我们提取Lorenz系数的估计值为1.1至1.7 $\times 10^{-8}$ W $Ω$ K $^{-2}$。$K_e$显示出晶体管效应，并且当电荷载流子密度在$\approx$ 0.5至1.8 $\times 10^{11}$ cm $^{-2}$范围内时，可以用背栅以大于2的因子进行调谐。
2014-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport in Suspended Monolayer and Bilayer Graphene Under Strain: A New Platform for Material Studies
我们开发了两种类型的石墨烯器件的基础上，纳米机电系统（NEMS），允许在原位应变调制的存在下进行传输测量。不同的迁移率和电导应变响应观察到单层和双层样品。这些类型的设备可以扩展到其他2D膜，如MoS2，提供传输，光学或其他测量与原位应变。
2013-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical generation and detection of local non-equilibrium phonons in suspended graphene
悬浮石墨烯的不同的一阶和二阶拉曼峰的测量的频率和强度被用于示出光学声子和不同的声学声子偏振被驱动出亚微米激光光斑内的局部平衡。实验结果与基于第一性原理的多温度模型相关联，表明弯曲声子的等效局部温度比其他声子极化的等效局部温度低得多。这一发现揭示了弯曲模与热电子和光学声子之间的弱耦合。由于石墨烯的固有热导率在很大程度上归因于弯曲声子的贡献，因此观察到的局部非平衡现象对于理解石墨烯基电子和光电子器件中的能量耗散过程以及石墨烯和其他二维材料中热输运的拉曼测量具有重要意义。
2017-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing charge scattering mechanisms in suspended graphene by varying its dielectric environment
具有高载流子迁移率μ的石墨烯对于石墨烯基电子器件和石墨烯的狄拉克费米子的基本性质的研究都是必需的。人们普遍认为，石墨烯中的迁移率限制因素是驻留在石墨烯上或底层衬底中的带电杂质的库仑散射。这对于SiO2衬底上的传统石墨烯器件和最近报道的高迁移率悬浮和支撑器件都是如此。减少这种散射的有吸引力的方法是将石墨烯放置在具有高静态介电常数κ的环境中，这将有效地屏蔽由于杂质引起的电场。然而，到目前为止，实验仅报告了高κ环境对迁移率的适度影响。在这里，我们通过研究悬浮在液体中的多终端石墨烯器件中的电输运来研究石墨烯的介电环境的影响，其中κ范围从1.9到33。对于非极性液体（κ<5），我们观察到μ随着κ快速增加，并报告了石墨烯器件在苯甲醚（κ=4.3）中的室温迁移率高达约60，000 cm 2/Vs，而在极性液体（κ>18）中，我们观察到迁移率急剧下降。我们证明，非极性液体通过筛选吸附在石墨烯上的带电杂质来增强流动性，而极性液体中的带电离子引起所观察到的流动性抑制。此外，使用分子动力学模拟，我们建立了平面外弯曲声子的散射，在室温下在真空中悬浮石墨烯中的主要散射机制，被液体的存在抑制。我们希望我们的研究结果可以提供控制和减少未来石墨烯电子器件中载流子散射的途径。
2012-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Conductivity of Suspended Graphene with Defects
我们研究了悬浮石墨烯的热导率作为缺陷密度的函数，ND，以可控的方式引入。石墨烯层使用化学气相沉积合成，转移到透射电子显微镜网格上，并悬浮在约7.5微米大小的方孔上。通过用低能电子束（20 keV）照射石墨烯来诱导缺陷，并通过拉曼D-对-G峰强度比来量化缺陷。当缺陷密度从2.0 × 10^10 cm-2变化到1.8 × 10^11 cm-2时，热导率在室温附近从~（1.8+/-0.2 x10 ^3 W/mK降低到~（4.0+/-0.2 x10 ^2 W/mK。在较高的缺陷密度，热导率揭示了一个有趣的饱和行为在一个相对较高的值~400 W/mK。利用玻尔兹曼输运方程和分子动力学模拟分析了热导率与缺陷密度的关系。这些结果对于理解二维系统中声子-点缺陷散射以及石墨烯在热管理中的实际应用具有重要意义。
2016-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
GHz nanomechanical resonator in an ultraclean suspended graphene p-n junction
我们展示了弹道石墨烯pn结中的高频机械谐振器。具有两个底栅的全悬浮石墨烯器件在电流退火后表现出弹道双极行为。我们确定的石墨烯质量密度和内置的张力不同的电流退火步骤通过比较测得的机械共振响应的简化膜模型。我们一致地发现，在最后的退火步骤之后，质量密度与纯石墨烯的预期密度相当。在具有高内建张力但仍具有尺寸为3 $\times$ 1 $μm^{2}$的宏观尺寸的石墨烯膜中，在最终电流退火步骤之后观察到1.17 GHz的记录共振频率。我们进一步比较了在单极与双极制度中的一个测量的谐振响应。值得注意的是，共振信号在双极区被强烈增强。这种增强部分地由出现在双极区中的法布里-珀罗共振引起，并且还可能由在微波照射下在石墨烯pn结中非常明显的光电效应引起。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional thermal conductivity of suspended zigzag graphene nanomesh
Advanced Research Laboratory, Anritsu corporation（安立公司先进研究实验室）
本研究发现锯齿状石墨烯纳米网格的热导率随纳米带宽度变化呈现非经典行为，归因于网格结构及原子有序边缘的影响。
2026-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dry transfer method for suspended graphene on lift-off-resist: simple ballistic devices with Fabry-Pérot interference
我们展示了一个清洁的悬浮结构的制造方案，使用化学气相沉积生长的石墨烯和剥离抗蚀剂涂层基板上的干转移方法，以促进悬浮石墨烯纳米电子器件的技术应用。它包括可扩展制造的需求以及由于与环境的弱耦合而导致的超快响应。所制造的器件最初表现出弱场效应响应，具有实质性的正（$p$）掺杂，其在4开尔文温度下电流退火后转变为弱负（$n$）掺杂。随着退火电流的增加，$n$掺杂逐渐减少，而狄拉克峰的位置接近零的栅极电压。观察到$9\times10^8 \mathrm{ \ cm^{-2}}$的超低残余电荷密度和$1.9 \times 10^5 \mathrm{\ cm^2/Vs}$的迁移率。我们的样品显示出明显的法布里-珀罗（FP）电导振荡，这表明弹道电子输运。FP振荡的间距被发现取决于电荷密度的方式，同意与理论建模的基础上的狄拉克粒子的克莱因隧穿。超低的残余电荷、具有密度依赖周期的FP振荡以及高迁移率证明了我们的悬浮石墨烯器件的优异品质。由于其简单性，可扩展性和鲁棒性，这种制造方案提高了生产悬浮的，高质量的，二维材料结构的可能性，用于新的电子应用。
2019-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Field Electrical and Thermal Transport in Suspended Graphene
我们研究了悬浮石墨烯器件在高场（>1 V/um）和高温（>1000 K）下的本征输运性质。在15个样品中，我们发现峰值（平均）饱和速度为3.6x10^7 cm/s（1.7x10^7 cm/s），峰值（平均）热导率为530 W/m/K（310 W/m/K），在1000 K。在这种高温下，饱和速度是硅的2-4倍，热导率是硅的10-17倍。然而，热导率在高温下比石墨中显示出更陡的下降，这与二阶三声子散射的更强效应一致。我们对样品间变化的分析表明，“清洁”器件的行为最接近石墨烯的固有高场特性。这项研究揭示了石墨烯中电荷和热流的关键特征，直到真空中约2230 K下的器件击穿，突出了极端操作条件下剩余的未知数。
2013-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring 10 nm Scale Suspended Graphene Junctions and Quantum Dots
制造10 nm尺度和低无序悬浮石墨烯器件的可能性将为研究和利用强耦合量子电子学、量子力学和光学开辟许多可能性。我们提出了一种多功能的方法，基于金-石墨烯蝴蝶结桥的电迁移，以制造低无序悬浮石墨烯结和量子点，长度范围从6 nm到55 nm。我们控制的结的长度，和形状的金接触，通过调整电迁移过程中允许雪崩的功率。使用精心设计的金触点和不均匀的向下静电力，我们可以可控地将悬浮的石墨烯通道的宽度从超过100 nm撕裂到27 nm。我们证明了这种横向限制产生了高质量的悬浮量子点。这种制备方法可以推广到其他二维材料。
2015-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Anisotropic Rheology and Friction of Suspended Graphene
该研究关注实际石墨烯薄膜承受强各向异性约束的问题，指出既有研究多集中于各向同性设置，并强调其对流变、应变、压痕和摩擦的重要影响。
2023-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Low-Temperature Friction of Suspended Graphene: Negative friction?
使用分子动力学模拟，我们探测一个悬浮的石墨烯层的类金刚石碳尖在不同的温度。在液氦温度下，测得作用在尖端上的滑动方向上的力为负。发现这种负力与悬浮的石墨烯的自发横向振荡相关联，有利于低界面电势的振荡。我们的假设是，在低温下，这种振荡引起一个重要的隐藏的贡献，在横向方向上的摩擦力。这在纳米尺度上起着特殊的能量耗散机制的作用。
2021-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Hot phonon decay in supported and suspended exfoliated graphene
近红外泵浦探测光谱已被用于测量单层和多层石墨烯中光激发载流子的超快动力学。我们观察到两个衰变过程发生在100 fs和2 ps的时间尺度。第一个是由于系统中的快速电子-声子热化。第二个时间尺度被发现是由于热声子的缓慢衰减。使用一个简单的理论模型，我们计算热声子衰减率，并表明它是显着更快的单层薄片比多层的。在最近的索赔相比，我们表明，这种增强的衰减率是不是由于耦合到基板声子，因为我们也看到了同样的效果在悬浮薄片。可能的内在衰变机制，可能会导致这样的效果进行了讨论。
2010-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultraclean suspended graphene by radiolysis of adsorbed water
本研究利用透射电镜中有意吸附水经辐解产生的自由基去除悬浮石墨烯表面有机污染物，获得呈现本征精细结构特征的超洁净石墨烯，方法简单稳健且可推广至其他二维材料。
2024-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A ballistic pn junction in suspended graphene with split bottom gates
我们已经开发了一种制造具有局部底栅的悬浮石墨烯器件的工艺，并通过在近2微米长的悬浮石墨烯单层上实现静电控制的PN结对其进行了测试。作为栅极电压，磁场，偏置和温度的函数的测量表现出特征的法布里-珀罗振荡在由PN结和每个接触形成的腔中，与发生在弹道制度的运输。我们的研究结果表明，实现高度控制超净悬浮石墨烯层的局部电子性质的可能性，这是实现新的石墨烯纳米结构的一个关键方面。
2013-04-25 cond-mat.mes-hall
Formation of atomic nanoclusters on graphene sheets
采用分子动力学模拟研究了有限温度下悬浮石墨烯片上原子纳米团簇的形成。我们的系统研究是基于温度依赖的分子动力学模拟的一些过渡和碱金属原子悬浮在石墨烯片。我们发现过渡原子在石墨烯表面聚集形成了随机分布的各种尺寸的纳米团簇。我们还报告说，大多数碱金属原子在石墨烯片上形成一个原子层。有趣的是，钾原子在低温下几乎规则地沉积在表面上。我们从这种行为中预期，在低温下，由钾原子掺杂的悬浮石墨烯的电导率将比由其他原子掺杂的情况高得多。
2009-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mapping the nanomechanical properties of graphene suspended on silica nanoparticles
使用纳米颗粒在石墨烯中赋予非本征波纹是一种相对较新的诱导应变和定制石墨烯性质的方法。在这里，我们研究的结构和弹性性能的石墨烯生长的化学气相沉积和转移到一个连续层的SiO2纳米粒子的直径约为25 nm，制备的Langmuir-Blodgett技术在Si衬底上。我们表明，转移石墨烯如下仅大致的纳米粒子诱导的形态。桥接纳米颗粒的石墨烯膜部分是悬浮的，并且与支撑的石墨烯部分相比，它们对AFM针尖的粘附力更大。这些悬浮的石墨烯区域可以用10 nN量级的力变形。石墨烯的弹性模量由在直径在100 nm范围内的悬浮膜区域上进行的压痕测量确定。
2016-07-26 cond-mat.mes-hall
Crossover from Coulomb blockade to quantum Hall effect in suspended graphene nanoribbons
实验研究了悬浮石墨烯片在电流退火过程中形成的悬浮石墨烯纳米带。运输测量表明，由于形成“库仑岛”，与量子霍尔电导高原出现在中等值的磁场$B$周围的电荷中性的运输间隙的开放。当增加$B$时，输运能隙被迅速抑制，并且由于电子相关性而被更大的能隙取代。我们的观察结果表明，悬浮纳米带允许调查的现象，到目前为止，不能在SiO $_2$基板上的带状访问。
2012-05-25 cond-mat.mes-hall
Electron-optical phonon coupling in suspended bilayer graphene
利用电输运实验和散粒噪声测温技术研究了悬浮双层石墨烯中的电子-声子传热速率。与通过三体超碰撞散射具有热流的单层石墨烯相反，我们发现双层石墨烯中的规则电子-光学声子散射在电子能量$ \gtrsim 0.15$ eV处提供主导散射过程。我们确定这些双层石墨烯的固有热流过程的强度，并找到良好的协议与理论估计时，考虑到区域边缘和区域中心的光学声子。
2014-09-22 cond-mat.mes-hall
Colorimetry technique for scalable characterization of suspended graphene
先前对化学气相沉积（CVD）悬浮石墨烯膜的机械性能的统计研究已经通过测量单个设备或使用影响材料的技术来进行。在这里，我们提出了一种比色技术，作为一种并行的，非侵入性的，负担得起的方式来表征悬浮石墨烯设备。我们利用牛顿环干涉图样来研究当施加压力阶跃时直径为13.2微米的双层石墨烯鼓的变形。通过研究变形的时间演变，我们发现鼓形腔充满空气比吹扫时慢2-5倍。
2016-08-17 cond-mat.mes-hall
Control of resonant frequency by currents in graphene: Effect of Dirac field on deflection
基于板理论和紧束缚模型构造拉格朗日量，可以研究石墨烯中的狄拉克费米子与偏转场的耦合。如已知的，偏转引起的应变可以对电子的运动产生影响，类似于伪规范场。在目前的工作中，我们将调查的狄拉克场的影响，在石墨烯的偏转场的运动从拉格朗日密度。由于偏转场和Dirac场的相互作用，石墨烯膜中的电流诱导表面张力可达约N/m。这一结果可以通过石墨烯中的电流导致可控的谐振频率。高谐振频率被发现是完美的线性控制的电荷和谷电流。我们的工作揭示了石墨烯在纳米机电器件中的应用潜力，并研究了石墨烯体系中电子与偏转场相互作用的物理机制。
2014-09-14 cond-mat.mes-hall
Low Energy Electron Point Projection Microscopy of Suspended Graphene, the Ultimate "Microscope Slide"
点投影显微术（PPM）用于使用低能电子（100- 200 eV）对悬浮的石墨烯进行成像。由于使用的能量低，石墨烯既不会被电子束损坏也不会被污染。石墨烯的透明度测量值为74%，相当于电子通过sp^2键合碳共价半径两倍厚的薄片的透射率。还观察到悬浮石墨烯结构中的波纹，波长约为26 nm。观察到由于石墨烯刀刃的边缘的衍射引起的电子束的干涉，并将其用于计算电子发射器的4.7 +/-0.6埃的虚源尺寸。它表明，石墨烯可以被用作阳极和衬底PPM，以避免由于强场梯度周围的纳米尺度的物体的失真。石墨烯可以用来成像物体悬浮在纸张上使用PPM，并在未来，电子全息。
2011-02-15 cond-mat.mes-hall
Determination of the STM tip-graphene repulsive forces by comparative STM and AFM measurements on suspended graphene
通过化学气相沉积生长的石墨烯被转移到平坦的金纳米岛的顶部，并通过扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）进行表征。石墨烯气泡形成有由纳米岛的尺寸和形状确定的横向尺寸。这些石墨烯气泡可以在STM成像期间使用小于250 mV的偏置电压和1 nA的隧道电流被挤压。类似地，当在低偏置电压（U = 30 mV）下成像时，悬浮在金纳米空隙上的石墨烯被STM尖端偏转4 - 5 nm。通过AFM进行的纳米压痕测量表明，石墨烯气泡的挤压发生在20 - 35 nN的排斥力下，并且这种力可以分别导致悬浮的石墨烯部件中的几个纳米的偏转。比较AFM和STM的结果，这项研究表明，10 e-8 N的顺序之间发生的STM针尖和石墨烯在环境成像条件和典型的隧道参数的机械力。
2016-09-14 cond-mat.mes-hall
Spin transport in high quality suspended graphene devices
我们测量了高迁移率悬浮石墨烯（μ~ 10^5 cm^2/Vs）中的自旋输运，获得了0.1 m^2/s的自旋扩散系数，并给出了本征石墨烯的自旋弛豫时间（τ s ~ 150 ps）和自旋弛豫长度（λ s=4.7 μm）的下限。我们开发了一个理论模型，考虑到我们的设备的不同石墨烯区域，解释了我们的实验数据。
2012-07-06 cond-mat.mes-hall
dmu/dn In suspended bilayer graphene: the interplay of disorder and band gap
我们提出了一个解释最近的实验测量dmu/dn悬浮双层石墨烯样品。我们证明，数据可以定量描述通过假设一个空间变化的带隙引起的局部电场。我们表明，间隙波动不同的样品之间的间隙波动与相关的电荷密度波动，表明导致这种效果的机制很可能是一个外在的效果。我们还提供了具有小带隙的悬浮双层石墨烯样品的光学电导率和迁移率的预测。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall
Profilometry and stress analysis of suspended nanostructured thin films
利用原子力显微镜研究了一维亚波长光栅结构的氮化硅薄膜的形貌。我们首先表明，轮廓术的结果可以被用作输入到严格耦合波分析模拟预测的透射光谱的光栅照明下，由单色光在正常入射和比较的模拟结果与实验。其次，我们观察到尖锐的垂直偏转的膜在图案化区域的边界处，由于在图案化过程中的拉伸应力的局部修改。这些偏转实验观察到的各种光栅结构和研究的基础上，一个简单的分析模型，以及有限元方法模拟。
2020-11-13 cond-mat.mes-hall
Suspended Graphene Ballistic Josephson Weak Links
石墨烯和超导的相互作用对于理解二维狄拉克费米子物理和超导器件应用引起了极大的兴趣。在以前的工作中，在标准SiO2衬底上制造的石墨烯-超导体结是高度无序的。由于载流子散射和电势波动，石墨烯与超导体结合的预期固有性质仍然难以通过实验观察。我们提出悬浮石墨烯超导结作为一个有效的解决方案的问题。在这里，我们展示了高质量悬浮单层石墨烯-NbN约瑟夫森结的制造和表征，其具有大于150，000 cm 2/Vs的器件迁移率，最小载流子密度低于1 e10 cm-2，并且在高于2 K的温度下形成超电流。狄拉克电子的超相对论性能带结构的一种表现。这一工作为进一步研究本征狄拉克费米子超导邻近效应和新型石墨烯-超导体混合结奠定了基础。
2013-05-09 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
Dirac cones reshaped by interaction effects in suspended graphene
我们报告测量的回旋质量在石墨烯的载流子浓度n变化超过三个数量级。与单粒子图像相反，石墨烯的真实光谱具有很强的非线性，因此在n <10^10 cm^-2时，描述光谱斜率的费米速度达到约3 × 10^6 m/s，是石墨烯常用值的三倍。观察到的变化归因于电子-电子相互作用，重新正规化的狄拉克光谱，因为弱屏蔽。我们的实验还对石墨烯中可能的间隙提出了约0.1 meV的上限。
2011-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nanostructures in suspended mono- and bilayer epitaxial graphene
悬浮石墨烯膜是一种特殊的结构，在纳米力学、热传输和光电子学中具有重要的应用。到目前为止，常用的几何形状仍然非常简单，并且仅限于微尺度。我们建议在这里克服这个问题，使纳米结构在悬浮外延双层石墨烯大规模和各种各样的几何形状。我们还展示了一种新的SiC-石墨烯混合薄膜，具有令人印象深刻的鲁棒性。由于悬浮石墨烯膜的力学和热耗散与其自身的几何形状密切相关，因此我们还专注于热传输和应变工程实验。显微拉曼光谱映射成功地进行了各种几何形状的内在特性测量在纳米级。我们对石墨烯几何形状的工程设计允许减少热传输，释放和调节我们结构中的应变。
2018-06-05 cond-mat.mes-hall
Valley-dependent resonant tunneling through double magnetic barriers in suspended graphene
从理论上研究了应变诱导赝磁场对悬浮石墨烯中狄拉克费米子输运几率和弹道电导的影响。我们表明，通过双磁势垒的共振隧穿可以在悬浮区的应变调谐。谷分辨透射峰由于共振隧穿的尖锐性而明显可区分。在特定的应变下，占据一个谷的狄拉克费米子的共振隧穿被完全抑制，而占据另一个谷的狄拉克费米子的共振隧穿存在。谷过滤效应有望通过应变工程来测量。所提出的系统可以用来制作一个大的谷偏振几乎100%的石墨烯谷滤波器。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall
Universal Dynamic Conductivity and Quantized Visible Opacity of Suspended Graphene
我们表明，悬浮石墨烯的光学透明度是由精细结构常数，α，参数，描述光和相对论电子之间的耦合，传统上与量子电动力学，而不是凝聚态物理。尽管只有一个原子厚，石墨烯被发现吸收入射白光的显着（π乘以α =2.3%）部分，这是石墨烯独特的电子结构的结果。该值在百分之几的精度内转换为通用动态电导率G =e^2/4h_bar。
2008-03-26 cond-mat.mes-hall
Measurement of the ν= 1/3 fractional quantum Hall energy gap in suspended graphene
我们报告的多终端悬浮石墨烯设备的磁输运测量。在低至2 T的磁场中出现充分发展的整数量子霍尔态。在更高的磁场下，可以看到对应于分数量子霍尔态的纵向电阻最小值和横向电阻平台的形成，最强烈的是ν= 1/3。通过测量这些电阻最小值的温度依赖性，确定石墨烯中1/3分数态的能隙在14 T下约为20 K。
2011-02-07 cond-mat.mes-hall
Piezoresistive Properties of Suspended Graphene Membranes under Uniaxial and Biaxial Strain in Nanoelectromechanical Pressure Sensors
石墨烯膜由于其极薄而在纳米机电装置中充当高灵敏度换能器。之前，压阻效应已经在石墨烯中使用石墨烯中的单轴应变进行了实验验证。在这里，我们报告的实验和理论数据的单轴和双轴压阻性能的悬浮石墨烯膜应用于压阻式压力传感器。利用线性化的玻尔兹曼输运方程的详细模型准确地描述了应变石墨烯中的载流子密度和迁移率，从而精确地描述了规范因子。的规范因子被发现是几乎独立的掺杂浓度和石墨烯薄膜的结晶取向。这些调查提供了更深入的了解石墨烯膜的压阻行为。
2017-08-13 cond-mat.mes-hall
Modeling and Simulation of 2D Transducers Based on Suspended Graphene-Based Heterostructures in Nanoelectromechanical Pressure Sensors
本研究利用COMSOL软件构建了基于石墨烯基异质结构的纳米机电压力传感器模型，模拟了圆形等不同形状二维膜的力学响应，测算了多种异质结构的杨氏模量，为高性能NEMS压力传感器设计提供指导。
2024-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Phonon Transport in Suspended Single Layer Graphene
我们报道了第一次在悬浮Cu-CVD单层石墨烯（SLG）的温度依赖的声子输运测量从15 K到380 K使用微制造的悬浮设备。由于Umklapp过程，单位截面$σ$ /A的热导率随温度的升高而增大，并在T~ 280 K（$\pm$ 10 K）附近出现峰值。在低温（T<140 K）下，热导率随温度的变化关系为~T^{1.5}，表明悬浮SLG中的弯曲声学（ZA）声子对热导率的贡献最大。$σ$ /A达到1.7 $\times10^5 T^{1.5}$ W/m^2 K的高值，这接近二维石墨烯片的预期弹道声子热导率。我们的研究结果不仅澄清了热导率的模糊性，而且还证明了Cu-CVD石墨烯在热相关应用中的潜力。
2010-12-14 cond-mat.mes-hall
Singular elastic strains and magnetoconductance of suspended graphene
悬挂在电触点或其他刚性支撑物上的石墨烯膜易于发生弹性应变，其集中在样品的边缘和角落。这种应变导致代数变化的有效磁场，其在亚微米宽的薄片中可以达到几特斯拉。在量子霍尔机制中，有效磁场和物理磁场的相互作用导致手征边缘通道的反向散射，这可以破坏量子化电导平台。
2010-04-07 cond-mat.mes-hall
Conductivity of suspended and non-suspended graphene at finite gate voltage
我们计算的DC和石墨烯的光学电导率的有限值的化学势考虑到无序的影响，由于中间的间隙状态（单一的散射体）和带电杂质，以及光学和声学声子的影响。由于中间带隙态引起的无序在相干势近似（CPA，一种基于戴森方程的自洽方法）中处理，而由于带电杂质引起的无序也通过戴森方程处理，并使用计算自能二阶微扰理论。声子的影响也包括通过戴森方程，与使用一阶微扰理论计算的自能量。由于声子的自能计算使用裸电子格林函数和全电子格林函数，虽然我们表明，对声子传播的无序的影响可以忽略不计。我们的结果与最近的实验定性一致。如果假设石墨烯衬底下存在水分子，则可以获得定量一致性。我们还评论悬浮石墨烯的直流电导率中观察到的电子-空穴不对称性。
2008-09-15 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon coupling in suspended graphene: supercollisions by ripples
利用电输运实验和散粒噪声测温法，我们发现强有力的证据表明，“超碰撞”的弯曲模式散射过程是占主导地位的电子-声子能量转移机制，在高品质，悬浮石墨烯在室温左右。电子-声子耦合的幂律关系随温度的变化从三次变化到五次。温度指数变化2反映在对化学势的二次依赖性中，这是双声子量子过程的固有特征。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall
Substrate Coupling Suppresses Size Dependence of Thermal Conductivity in Supported Graphene
采用分子动力学模拟研究了悬浮和负载石墨烯的热导率$κ$。在悬浮单层石墨烯（SLG）的$κ$中观察到明显的长度依赖性，而负载SLG的$κ$对长度不敏感。支撑SLG的室温$κ$模拟结果与实验值吻合较好。与悬浮少层石墨烯（FLG）中由层间相互作用引起的$κ$的降低相反，发现负载FLG的$κ$随着层厚度迅速增加，在六层时达到块状石墨的约90%，并最终在13.4 nm的厚度处饱和。更有趣的是，与SLG中显著的底物依赖性$κ$不同，FLG中底物对热输运的影响要弱得多。基本的物理学进行了调查和介绍。
2013-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature-dependent resistivity of suspended graphene
在本文中，我们研究了电子-声子对悬浮单层石墨烯电阻率的贡献。面内以及弯曲声子在不同的温度制度解决。我们重点研究了石墨烯薄膜中由于电子与弹性形变相互作用而产生的固有的电子-声子耦合。讨论了屏蔽形变势与虚拟规范场耦合之间的竞争，以及张力在悬浮薄片中的作用。在没有张力的情况下，弯曲声子占主导地位的声子贡献的电阻率在任何温度$T$与$T^{5/2}_{}$和$T^{2}_{}$的依赖性，在低温和高温下，分别。样品特定的张力抑制由于弯曲声子的贡献，产生线性的温度依赖性，由于在平面模式。我们比较我们的结果与最近的实验。
2010-08-10 cond-mat.mes-hall
Strong Repulsive Lifshitz-van der Waals Forces on Suspended Graphene
本文通过原子力显微镜直接测量了悬浮石墨烯表面由量子涨落与二维单层原子厚度及双折射耦合产生的强排斥性Lifshitz-vdW力，在8.8 nm间距处达1.4 kN/m²，揭示悬浮二维材料具有本征排斥表面和显著降低的润湿性。
2024-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Thin-suspended 2D Materials: Facile, Versatile, and Deterministic Transfer Assembly
我们报道了一种确定性的二维材料（2DM）转移方法来组装任何堆叠顺序的异质结构，包括悬浮的超薄二维材料，如单层石墨烯（SLG）和双层石墨烯（BLG）。转移过程依赖于一个单一的步骤准备硝化纤维素微邮票，它结合了出色的粘附力和柔软性。它允许直接从SiO $_2$衬底干法拾取裸露的2D晶体（石墨烯、MoS $_2$和hBN），并将其精确转移到衬底或沟槽上。光学和拉曼数据表明，没有显着的缺陷时，转移，即使在悬浮SLG和BLG。转移的区域在基底上的范围高达$\sim$ 1000 $μ$ m $^2$。悬浮超薄2DM的高产量转移不需要临界点干燥，面积高达15 $μ$ m $^2$或悬浮高度低至160 nm。为了证明该方法的能力，我们组装的基板上和悬挂的光学腔调谐BLG的拉曼散射强度的19和4倍，分别。这种弹性和快速的2DM转移过程将加速许多异质结构的制造，并允许在双电子学，应变电子学和纳米光电机械系统（NOEMS）的研究中的2DM的通用悬架。
2021-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large yield production of high mobility freely suspended graphene electronic devices on a PMGI based organic polymer
最近在高迁移率悬浮石墨烯器件中观察到的分数量子霍尔效应为石墨烯物理引入了一个新的方向--电子-电子相互作用动力学领域。然而，目前用于制造这种高迁移率器件的技术具有几个缺点。最重要的是，可用于电子器件的接触材料仅限于几种金属（Au、Pd、Pt、Cr和Nb），因为只有这些金属不受反应性酸（BHF）蚀刻制造步骤的侵蚀。在这里，我们展示了一种新技术，该技术导致机械稳定的悬浮高迁移率石墨烯器件，该器件与几乎任何类型的接触材料兼容。在聚二甲基戊二酰亚胺基有机抗蚀剂上制备的石墨烯器件在77 K下电子载流子密度n = 5.0 10^9 cm^-2时显示出高达600.000 cm ^2/Vs的迁移率。这项技术为基于复杂悬浮石墨烯的自旋电子、超导和其他类型的设备铺平了道路。
2010-09-27 cond-mat.mes-hall
