Chemical doping-induced gap opening and spin polarization in graphene
通过第一性原理计算，我们报道了一种化学掺杂诱导的石墨烯带隙。采用基于密度泛函理论的从头算方法，计算了CrO $_3$与石墨烯层相互作用的结构和电子性质. CrO $_3$充当电子受体，通过化学吸附改变石墨烯表面的原始电子和磁性。在电子性质中引起的变化强烈依赖于CrO $_3$吸附位点，并且对于某些位点，有可能在电子能带结构中打开间隙。自旋极化效应也预测了一些吸附配置。
2007-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Polarization Dependence of Optical Transitions in Graphene Nanoribbons
讨论了$k$依赖的电子-光子和电子-声子矩阵元对石墨烯纳米带和碳纳米管的普适性。电子在破缺平移对称的方向上经历波矢量的变化，这取决于光的偏振方向。我们认为，这种现象源于手征的微观特征。
2011-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Trigonal warping induced terraced spin texture and nearly perfect spin polarization in graphene with Rashba effect
自旋极化的电可调性一直是自旋电子学的焦点。在这里，我们报告的三角翘曲（TW）的效果，连同自旋轨道耦合（SOC），可以导致两个不同的磁电效应在低维系统。以RashbaSOC石墨烯为例，研究了系统的电子性质和自旋分辨散射。结果表明，TW效应在低能带产生了阶梯状的自旋织构，并在散射过程中产生了显著的自旋极化，从而有效地控制了自旋极化.我们的工作不仅揭示了SOC，但TW效应是重要的低维自旋电子学。
2017-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Spectral and polarization dependencies of luminescence by hot carriers in graphene
从理论上考虑了石墨烯中热载流子的带间跃迁引起的发光。在中和近红外光谱区的发射与能量和浓度的热载流子的依赖关系进行了分析，它们是由所施加的电场和栅极电压。偏振依赖性由传播方向与石墨烯片的法线之间的角度确定。从外延石墨烯的大规模面积样品和从剥离的石墨烯的微观结构的辐射的特性被认为是。还给出了发射的平均角度效率。
2010-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization amplification by spin-doping in nanomagnetic/graphene hybrid systems
非平衡电子自旋极化的产生、自旋输运和自旋检测在许多量子器件中是基本的。我们证明了磁性纳米点的晶格通过载流子交换增强了单层石墨烯中的电子自旋极化。我们通过连续检测到的电子自旋共振（ESR）的变体探测自旋极化，并观察到纳米点的存在介导的共振放大。每个纳米点局部地将过剩的自旋极化载流子注入石墨烯中，并且所有“自旋热点”的集合在宏观长度处的石墨烯层中产生非平衡电子自旋极化。每当点间距离与自旋扩散长度相当或小于自旋扩散长度时，就会发生这种情况。
2021-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manifesting pseudo-spin polarization on the edge of graphene via field emission image
得到了石墨烯在磁场中的场发射波函数。发射图像揭示了朗道能级的结构，并取决于两个子晶格之间的相位差。发射模式对边缘电位偏移很敏感，因此栅极电压可以控制它。
2013-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley polarization induced second harmonic generation in graphene
石墨烯中电子态的谷简并激发了人们对谷相关光学和输运现象的深入研究。虽然已经提出了许多关于如何操纵谷态的建议，但在石墨烯中进行谷极化的实验仍然是一个挑战。在这里，我们开发了一个理论的二次光学谐波产生的石墨烯，并表明，这种效果可以用来衡量的程度和符号的谷偏振。我们表明，在辐射的正常入射，二次谐波产生源于山谷中的载流子布居的不平衡。该效应具有特定的极化依赖性，反映了电子谷的三角对称性，并且当入射光子的能量接近费米能级时，该效应被共振增强。
2014-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization Dependence of Raman Spectra in Strained Graphene
从理论上研究了石墨烯体和边缘拉曼光谱中G、D和2D（G $'$）带的偏振依赖性。2D和D波段在体和边缘具有不同的选择规则。在体，当散射光的偏振平行于入射光的偏振时，2D带强度最大，而D带强度不具有偏振依赖性。在边缘处，2D和D波段表现出与先前论文中提出的G波段相似的选择规则。我们建议，由石墨烯边缘引起的轴向速度上的约束方程是必不可少的G带的应变石墨烯的大部分中观察到的晶体取向的依赖性。这表明石墨烯体块中的赝自旋和谷自旋不能完全摆脱周围边缘的影响。在石墨烯边缘的G和D带上的实验的状态被提及。
2010-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-plane electric polarization of bilayer graphene nanoribbons by interlayer bias voltage
我们从理论上表明，在AB堆叠的双层石墨烯纳米带扶手椅边缘的层间偏置电压诱导沿带的电极化的强度。紧束缚和从头计算一致表明，当偏置电压是弱的，极化显示相反的迹象取决于带宽度模三。这种非平凡的依赖性解释使用两个波段的有效模型。紧束缚模型中偏置电压的一个强极限为三分之一极化或零极化，这与拓扑论证一致。
2015-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley Polarization and Inversion in Strained Graphene via Pseudo-Landau Levels, Valley Splitting of Real Landau Levels and Confined States
通过磁场可以很容易地控制系统的自旋极化和自旋方向。然而，目前还没有一种直接有效的方法来操纵谷赝自旋自由度。在这里，我们通过实验证明，它是可能的，实现谷极化和谷反转石墨烯通过使用应变诱导的赝磁场和真正的磁场。伪磁场与真实的磁场有很大的不同，在石墨烯的两个不同的谷处指向相反的方向。因此，伪磁场和真实磁场的共存导致石墨烯的两个不同谷处的不平衡的有效磁场。这使我们能够像控制电子自旋一样方便地控制石墨烯中的谷。在这项工作中，我们报告一致的观察谷极化和反转应变石墨烯通过伪朗道能级，分裂的真正朗道能级和谷分裂的限制状态，使用扫描隧道光谱。我们的研究结果突出了一个途径，以谷电子在应变石墨烯为基础的平台。
2020-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppression of spin-polarization in graphene nanoribbon by edge defect and impurity
我们研究了边缘缺陷（空位）和杂质（替代掺杂剂）对锯齿形边缘石墨烯纳米带（GNRs）中自旋极化鲁棒性的影响，采用密度泛函理论计算。我们发现自旋态的稳定性和它的磁矩随缺陷或杂质浓度的增加而不断降低。该系统通常在每10埃一个边缘缺陷（杂质）的浓度下变成非磁性的。自旋抑制被证明是由减少和删除的费米能量的边缘状态。我们的分析意味着一个重要的标准GNR样品的自旋电子学应用。
2008-02-21 cond-mat.mtrl-sci
A controllable valley polarization in Graphene
研究了具有扩展线缺陷的石墨烯中不同锥形谷的电子输运。有趣的是，具有一定入射角的电子可以被由多个平行线缺陷组成的谐振腔完全调制到一个锥形谷中。通过调节谐振腔的参数，可以很容易地控制相关的入射角。因此，通过调节线缺陷的数量和两个最近相邻线缺陷之间的距离，可以方便地实现可控的100%谷偏振以及谷偏振的检测。这一有趣的发现为利用线缺陷实现谷极化开辟了一条新的途径。随着实验技术的进步，这种谐振器有望实现，从而在石墨烯谷电子学中发挥关键作用。
2013-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley and spin polarization from graphene line defect scattering
量子输运计算描述了电子散射的石墨烯中的扩展线缺陷。计算包括从本地磁矩最近预测存在的网站上相邻的线缺陷的潜力。传输概率推导和表示为谷，自旋，和入射角的费米能级被散射的电子的函数。它示出，先前预测的谷极化在一束传输的电子是不显着影响的存在下的磁矩。然而，除了谷极化之外，这些矩确实引入了一些自旋极化，尽管不超过约20%。
2012-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence for Interlayer Electronic Coupling in Multilayer Epitaxial Graphene from Polarization Dependent Coherently Controlled Photocurrent Generation
迄今为止，大多数在C面SiC上的多层外延石墨烯的实验研究表明，由于旋转堆叠，不同层的电子态是解耦的。我们测量了外延石墨烯中的三阶非线性张量，作为探测层间电子耦合的一种新方法，通过研究相干控制光电流的太赫兹发射作为光泵和太赫兹光束偏振的函数。我们发现，预期从完美的非耦合层，即一个单一的石墨烯片的相干控制太赫兹发射的偏振依赖性，没有观察到。我们假设，所观察到的角度依赖性来自层之间的弱耦合;角度依赖性的模型计算将多层结构作为具有可变层间耦合的独立双层的堆叠来处理，定性地再现了偏振依赖性，为耦合提供了证据。
2011-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vacuum Polarization and Screening of Supercritical Impurities in Graphene
利用从无质量Dirac-Kepler问题得到的真空极化精确解分析了石墨烯中电荷杂质的屏蔽。当杂质电荷低于某个临界值时，在远离杂质处没有发现密度扰动，这与线性响应理论的结果一致。然而，对于超临界电荷，极化分布示出具有幂律轮廓，导致在大距离处的过量电荷的屏蔽。的狄拉克-开普勒散射状态引起的驻波振荡出现在超临界状态的局部密度，并成为突出的。
2007-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current injection by coherent one- and two-photon excitation in graphene and its bilayer
单层和双层石墨烯中的光注入载流子分布的相干控制允许电流的注入。使用紧束缚模型和费米黄金法则，我们推导出的载流子和光电流密度通过干涉的量子振幅的双光子吸收在一个基频，$ω$，和单光子吸收在第二谐波，$2ω$。在共圆和线性极化下注入强电流。相反，相反的圆极化不产生净电流。对于单层石墨烯，电流的大小不受线性偏振轴旋转的影响，与双层和传统半导体相反。光电流对线性偏振轴的依赖性是AB堆叠的多层石墨烯中层间耦合的清晰且可测量的特征。我们还发现单层和双层石墨烯在双光子吸收中表现出强烈的，明显的线性-圆二色性。
2011-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced valley polarization of graphene on hBN under circularly polarized light irradiation
石墨烯/hBN（G/hBN）由于两种材料之间的晶格失配而具有长周期莫尔结构。莫尔超结构产生的长周期势对系统的电子性质产生调制作用。本文对G/hBN在圆偏振光照射下的电导率进行了数值计算。在G/hBN中缺乏空间反转对称性导致谷极化。当两种材料之间的扭转角在非掺杂情况下接近于零时，谷偏振在红外和太赫兹区域变得最明显，而空穴掺杂情况下，谷偏振对扭转角不敏感。这些结果将有助于设计谷电子器件使用G/hBN。
2022-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Valley Polarization and Coherence in Transition Metal Dichalcogenide-Graphene van der Waals Heterostructures
由石墨烯和过渡金属二硫属化物（TMD）制成的范德华异质结构是用于光电、自旋电子和谷电子器件的新兴平台，其可以受益于（i）TMD中的强的光-物质相互作用和自旋谷锁定以及（ii）石墨烯中的特殊的电子和自旋输运。这种器件的操作需要显著的谷极化和谷相干性，理想地高达室温。在这里，使用一个全面的穆勒偏振分析，我们报告\textit{artifact-free}室温度的谷极化高达$40~\%$，值得注意的是，谷相干高达$20~\%$在单层二硫化钨（WS $_2$）/石墨烯异质结构。即使在低温下，二硒化钼（MoSe $_2$）中的谷反差也特别难以实现。在将单层MoSe $_2$与石墨烯接合时，谷极化和相干性的室温程度分别与$14~\%$和$20~\%$一样高。我们的研究结果进行了讨论，根据最近的报道，高效的层间耦合和激子转移的TMD/石墨烯异质结构和室温手性轻物质相互作用和相干光谷电子器件的承诺。
2018-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrical Control over Phonon Polarization in Strained Graphene
我们利用磁-声子共振研究了悬浮单轴应变石墨烯中声子极化的可调谐性。单轴应变提升了LO和TO声子的简并度，产生两个交叉线偏振声子模和拉曼G峰的分裂。我们利用石墨烯中强的电子-声子耦合和磁-声子共振的非共振耦合来诱导门可调谐的圆声子二向色性。这与应变诱导的G峰分裂一起，使我们能够可控地将两个线性极化的G模式声子调谐为圆形声子模式。我们能够纯粹通过静电场实现高达40%的圆声子极化，并且可以通过从电子到空穴掺杂的调谐来反转其符号。这提供了对声子角动量的前所未有的静电控制，这为声子应用铺平了道路。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Energy gaps and layer polarization of integer and fractional quantum Hall states in bilayer graphene
由于自旋、谷和轨道对称性，双层石墨烯中的最低朗道能级（LL）表现出多组分量子霍尔铁磁性。利用输运光谱研究了双层石墨烯中整数和分数量子霍尔态的能隙。在填充因子ν=1的状态有两个不同的阶段：层极化状态，具有较大的能隙，并通过高电场稳定，和迄今未观察到的层间相干态，具有较小的间隙，由大磁场稳定。相反，只有在有限电场和大磁场下才能分辨出ν=2/3量子霍尔态和ν=1/2的特征。这些结果强调的重要性，控制层的偏振在理解竞争的对称性在不寻常的QH系统的BLG。
2016-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrostatically controlled spin polarization in Graphene-CrSBr magnetic proximity heterostructures
研究 graphene/CrSBr 磁邻近异质结，利用量子霍尔边缘通道提取交换位移，并实现无磁场下 -50% 至 +69% 的静电可调自旋极化。
2023-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Origin of Doping in Quasi-Free Standing Graphene on Silicon Carbide
我们解释了强大的p型掺杂观察准独立的石墨烯六方碳化硅衬底的自发极化。这种机制是基于SiC的体属性，不可避免的任何六边形多型体的材料和独立的界面形成的任何细节。我们表明，极化的符号和幅度与石墨烯层中观察到的掺杂水平完全一致。有了这种机制，基于假设的受体型缺陷的模型，因为他们讨论到目前为止是过时的。外延石墨烯的n型掺杂通常通过与缓冲层及其与衬底的界面相关联的施主样状态来解释，其过度补偿极化掺杂。
2011-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous Electric Polarization in Graphene Polytypes
本研究发现由非极性石墨烯片构成的反演与镜像不对称混合堆叠四层多型体可表现出自发电极化，且该极化随静电掺杂增加，通过第一性原理计算和紧束缚模型揭示了其起源。
2023-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Valley-polarization and stable triplet exciton formation in 2D lateral heterostrcuture of hBN-kagome and graphene
基于第一性原理计算，提出hBN kagome与石墨烯横向异质结，利用反演对称性破缺实现谷极化，并证实微弱谷间耦合及三重态激子0.46 eV的更高结合能，可用于先进谷电子学应用。
2023-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adatoms in graphene as a source of current polarization: Role of the local magnetic moment
我们从理论上研究了大面积石墨烯中流动的自旋分辨电流，有缺陷和没有缺陷，掺杂有贵金属（Cu，Ag和Au）和3d过渡金属（Mn，Fe，Co和Ni）的单原子。我们证明了局部磁矩的存在是非零电流极化的必要条件，但不是充分条件。一个基本的要求是在费米能附近存在与石墨烯π带强烈杂交的自旋分裂局域能级。我们还表明，栅极电位可以用来调整这些本地化的水平的能量，导致外部的方式来控制自旋极化电流的程度，而无需施加一个磁场。
2011-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photocurrent in graphene harnessed by tunable intrinsic plasmons
石墨烯在红外和太赫兹中的光学特性可以通过将石墨烯图案化为具有亚波长特征尺寸的周期性超材料来定制和增强。在这里，我们展示了石墨烯纳米阵列中的偏振敏感和门可调光电探测。利用的长寿命的混合等离子体声子模式的电子密度振荡和基板（SiO2）的表面极性声子的耦合激发。它们的激发由s-极化导致的共振光电流的数量级大于p-极化，激发电子-空穴对观察到的光电流。等离子体探测器表现出光致温度增加高达四倍的可比2D石墨烯探测器。此外，由于光激发的混合等离子体声子和电子的衰变通道的差异，光电流符号在最新的纳米阵列中变得偏振敏感。我们的工作提供了一个路径的光敏和频率选择性光电探测器的基础上石墨烯的等离子体激元激发。
2013-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct coupling between charge current and spin polarization by extrinsic mechanisms in graphene
自旋电子学--全电子控制电子自旋，用于量子或经典信息存储和处理--是二维材料石墨烯最有前途的应用之一。尽管原始石墨烯具有可忽略的自旋轨道耦合（SOC），但理论和实验都表明石墨烯中的SOC可以通过外在手段（例如通过吸附原子杂质的官能化）来显著增强。我们提出了一个理论的运输在石墨烯中占满自旋相干动力学的载体，包括迄今为止被忽视的自旋旋进过程中的共振散射与稀杂质。我们确定了一种新的“各向异性自旋进动散射”过程，具体到二维和非本征SOC，这有助于在石墨烯中的大电流诱导的自旋极化。该理论还产生了一个全面的描述的自旋弛豫机制在杂质修饰的石墨烯：Elliot-Yafet和Dyakonov-Perel弛豫率都存在，我们发现，后者可以占主导地位的载流子密度和杂质强度的一些选择。这为设计未来石墨烯基集成自旋电子器件提供了理论基础。
2016-08-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Robustness of Spin Polarization in Graphene-based Spin Valves
自旋电子学器件在偏压作用下自旋极化的降低是当前需要解决的重要问题之一。我们揭示了在室温下多层石墨烯自旋阀中自旋极化的前所未有的鲁棒性。令人惊讶的是，在正和负偏置电压应用中，注入自旋的自旋极化在高达+2.7V和-0.6V的偏置电压下是恒定的，这显著优于所有自旋电子器件。我们的发现是由于一个理想的界面形成的自旋散射抑制诱导。此外，我们还首次报道了分子自旋电子学中理论与实验的重要一致性，观察到局域方案中的信号强度比非局域方案中的信号强度高出一倍，这为该领域的研究提供了坚实的物理基础。
2009-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Dirac fermion quantization on graphene edges: Isospin-orbit coupling, zero modes and spontaneous valley polarization
本文讨论了具有扶手椅/锯齿形/扶手椅型复杂边缘结构的石墨烯的边界电子性质。结果表明，有限锯齿形区域支持边缘束缚态，其离散等距谱由连续狄拉克方程的格林函数得到。能级表现出谷自由度和轨道量子数之间的耦合，类似于自旋-轨道相互作用。光谱的特征是存在零模，即能量消失的束缚态。它只存在于其中一个石墨烯谷中，自发地打破了Kramers边缘态的对称性。这意味着自发谷极化的特征是谷同位旋$\pm 1/2$。极化表现为零磁场异常的本地隧道态密度，并直接关系到本地的电霍尔电导率。
2009-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prominent room temperature valley polarization in WS2/graphene heterostructures grown by chemical vapor deposition
我们研究了不同情况下的异质结构组成的WS 2单层生长的化学气相沉积（CVD）作为光学活性物质。我们发现，WS 2的谷极化的程度是由用于形成异质结构的材料类型的影响很大。我们的研究结果表明，WS 2和石墨烯（WS 2/Gr）之间的相互作用对温度相关的去极化（即随着温度的升高极化降低）有很强的影响，在近共振激发下，室温下的极化度达到24%。这与hBN包封的WS 2形成对比，其表现出仅11%的室温极化度。WS 2/Gr异质结构中观察到的低去极化速率归因于由于声子和从WS 2到石墨烯的快速电荷和能量转移过程而导致的几乎与温度无关的散射速率。在不同的异质结构配置之间的偏振度的显着变化也观察到在4K。在WS 2的K点和Γ点之间的价带附近的谷间空穴散射对直接环境敏感，导致观察到的变化。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley and Zeeman Splittings in Multilayer Epitaxial Graphene Revealed by Circular Polarization Resolved Magneto-infrared Spectroscopy
在高达17.5 T的强磁场中，利用可调谐量子级联激光器对多层外延石墨烯（MEG）进行了圆偏振分辨磁红外研究。解析了MEG单层和双层石墨烯包裹体中的朗道能级（LL）跃迁，并在提取的电子能带结构中观察到相当大的电子-空穴不对称性。对于单层石墨烯，证明了$n=0$到$n=1$ LL跃迁的四重分裂，并归因于第零LL的谷和自旋简并的提升以及电子-空穴对称性的破缺。分裂的磁场依赖性进一步揭示了其可能的机制。对实验数据的最佳拟合分别产生谷分裂和塞曼分裂的有效$g$因子，$g^*_{VS}=6.7$和$g^*_{ZS}=4.8$。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization resolved magneto-Raman scattering of graphene-like domains on natural graphite
在$T=\unit{4.2}{K}$和室温下，在高达29 T的磁场中，研究了天然石墨表面类石墨烯位置的显微拉曼散射响应.两种不同的偏振配置，共圆和交叉圆，以确定拉曼散射选择规则。观察到几个不同的系列的电子激发，我们讨论他们的特征形状和振幅。特别是，我们报告了一个明确的分裂与朗道能级间的激发$-n\rightarrow+n$的信号。此外，我们观察到显着的相互作用的带中心E $_{\text{2g}}$ -声子与三种不同的电子激发。这些石墨烯状夹杂物的块状石墨表面上的可能的起源进行了讨论。
2012-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonmonotonic magnetic field dependence of remanent ferroelectric polarization in reduced-graphene-oxide-BiFeO$_3$ nanocomposite
在还原氧化石墨烯（RGO）和BiFeO $_3$（BFO）的纳米复合材料中，当外加磁场在0-20 kOe范围内扫过原始样品时，室温下的还原铁电极化遵循非单调的磁场依赖性。反射铁电极化是从直接测量的组装纳米粒子和粉末中子衍射图案下记录0-20 kOe的字段。BFO的纳米尺寸（$\sim$ 20 nm）颗粒通过Fe-C键锚定到RGO的石墨烯片上，伴随着Fe-O键中共价的上升。由于分别界面和体磁化引起的磁致伸缩的正和负磁电耦合之间的场依赖性竞争似乎引起所观察到的非单调场依赖性的极化。Fe-C键的出现以及界面区域的磁性和电子结构的变化显著地影响了铁电和磁性之间的耦合，从而创造了通过石墨烯/单相多铁性系统的纳米复合材料或异质结构中的界面重构来调节磁电性能的新途径。
2021-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Momentum-space Observation of Optically Excited Non-Thermal Electrons in Graphene with Persistent Pseudospin Polarization
本文利用时间分辨动量显微技术观测石墨烯中光激发非热电子的动量分布与赝自旋极化，并通过调节激发通量揭示电子-电子散射对极化弛豫的影响，为二维材料研究和石墨烯器件设计提供依据。
2024-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
The Casimir Force between Two Graphene Sheets: 2D Fresnel Reflection Coefficients, Contributions of Different Polarizations, and the Role of Evanescent Waves
本文推导含空间色散的石墨烯二维 Fresnel 反射系数，利用极化张量与 Lifshitz 公式分析不同偏振及传播、倏逝波对卡西米尔压力的贡献，并据此探讨金属体系理论与实验一致的途径。
2023-11-01 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Splitting of the Raman $2D$ band of graphene subjected to strain
拉曼$2D$ -带-对于石墨烯的分析很重要-显示了单轴应变的分裂。分裂取决于所施加的应变的强度和方向以及入射光和出射光的偏振。我们扩展了双共振拉曼模型，以解释分裂的应变方向依赖性和偏振依赖性。这种分裂的分析提供了新的见解的起源的$2D$带。我们的预测的应变方向和偏振依赖性同意最近的实验。
2010-12-06 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
A QM/MD coupling method to model the ion-induced polarization of graphene
本文报道了一种新的量子力学/分子动力学（QM/MD）模拟回路，用于模拟固液界面系统中电子与原子之间的耦合动力学。该方法可以同时描述量子力学表面极化率出现从接近电解质，电解质的结构和动力学。在目前的设置密度泛函紧束缚计算的电子结构计算的表面与经典的分子动力学耦合来模拟电解质溶液。QM部分降低的计算成本使得与经典仿真引擎的耦合在计算上是可行的，并允许对大型系统进行数百纳秒的仿真。我们通过模拟浸没在NaCl电解质溶液中的不带电石墨烯薄片和不带电和带电的无限石墨烯片来测试该方法。我们发现，当没有施加偏压时，离子优先保留在溶液中，只有阳离子被温和地吸引到石墨烯表面。这种阳离子相对于阴离子的优先吸附似乎在表面适度带电时也持续存在，并排除了任何实质性的离子/表面电荷转移。
2020-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Robust Magnetoelectric Effect in Decorated Graphene/In2Se3 Heterostructure
磁电效应是一种基本的物理现象，它协同电和磁自由度产生不同的材料响应，如电调谐磁性，这是新兴的自旋电子学领域的关键基础。在这里，我们通过第一性原理研究表明，铁电（FE）极化的In 2Se 3单层可以调制相邻的过渡金属（TM）修饰的石墨烯层通过FE诱导的电子跃迁的磁性。在一个FE极化下，TM非键d轨道向下移动并与费米能级附近的碳p态杂交，抑制了磁矩，但在反向FE极化下，该TM d轨道向上移动，恢复了原始的磁矩。TM修饰的石墨烯/In 2Se 3异质结构中强大的磁电效应的这一发现为二维材料中FE控制磁性的实验探索提供了强有力的见解和有前途的途径。
2020-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Graphene/Li-Ion battery
采用密度泛函理论计算了锂离子在石墨烯团簇中的存储状态。计算了每个团簇的吸附能、自旋极化、电荷分布、电子能隙、表面曲率和偶极动量。单Li原子掺杂的石墨烯具有自旋极化特性，不同自旋极化的电子会有不同的能隙。计算结果表明，两个较大团簇之间的较小团簇更有利于石墨烯锂离子电池的性能提高，从而提出了最合适的石墨烯负极结构。
2012-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effectuating tunable valley selection via multi-terminal monolayer graphene devices
本文提出一种多端锯齿边缘石墨烯纳米带全电学能谷偏振器，可通过栅极在端特异性与宇称特异性滤波机制间调控，并经几何优化实现高能谷偏振。
2022-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Polarization in Graphene-like Systems
在这篇文章中，我们研究了在周期性变形的类石墨烯系统中产生压电轨道极化的可能性。我们从依赖于控制参数的离散两级模型开始，在这种情况下，依赖于时间的模型哈密顿量由参数空间中的循环来描述。然后，在一个给定的费米能量的间隙结构产生一个非平凡的拓扑参数空间，然后导致可能的非平凡的极化。更确切地说，我们显示的极化，所给出的 * 金史密斯-范德比尔特公式 *，只取决于同伦类的循环，因此，一个必要条件，非平凡的压电效应是，基本组的间隙参数空间必须不是平凡的。非对易几何框架的使用意味着我们的结果扩展到弱无序系统。然后，我们将这种分析应用到石墨烯的单轴应变模型，其中包括最近邻跳跃和交错电位，并表明它支持非平凡的压电效应;这与最近的物理文献相一致。
2013-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
Polarization of graphene in a strong magnetic field beyond the Dirac cone approximation
本文研究了超出狄拉克锥近似的强磁场中石墨烯的激发谱。动力学极化率是使用一个完整的$π$带紧束缚模型，其中的磁场的影响占通过Peierls替代。在无规相位近似下考虑了电子-电子相互作用的影响，得到了修饰极化函数和介电函数。研究了连续近似下朗道能级量子化的有效范围，以及范霍夫奇异点附近谱的非平凡量子化。我们进一步讨论了无序的影响，这导致了拖尾的吸收峰，和温度，这激活了额外的朗道能级间跃迁诱导的费米分布函数。
2012-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Graphene in the Quantum Hall Regime: Effects of Vacancies, Sublattice Polarization and Disorder
我们研究了量子霍尔机制中空位、无序和亚晶格极化对单层石墨烯电子性质的影响。通过紧束缚模型计算了石墨烯朗道能级的能谱随磁场的变化以及能级的局域化性质。我们首先讨论我们的结果，考虑在晶格中的空缺，在那里我们表明，空缺引入额外的水平（或定义明确的频带）之间的连续的LLS。这里一个引人注目的后果是，额外的霍尔电阻平台时，预计会出现一个有组织的空位超晶格被认为是。其次，我们讨论了异常的本地化特性，我们已经发现了最低的LL，其中一个日益增加的混乱，以提高波函数离域（而不是诱导本地化）。这种意想不到的效果被证明是直接相关的方式无序越来越多地破坏亚晶格（谷）极化的状态在最低的LL。这种反常无序效应只发生在零能LL上的原因是，在没有无序的情况下，只有对于这个能级，所有的态都是亚晶格极化的，即，它们的波函数仅在一个子晶格中具有振幅。
2008-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain engineering of ferromagnetic-graphene-ferroelectric nanostructures
我们计算了几乎未开发的纳米结构“高温铁磁绝缘体/石墨烯/铁电膜”中的自旋极化电导，特别注意应变多轴铁电膜中电极化的强度旋转的影响。极化矢量的旋转和大小由失配应变控制。我们提出了一个唯象模型，该模型考虑了由于铁磁绝缘体的接近而导致的狄拉克点的偏移，并使用Landauer公式来计算石墨烯通道的电导率。我们推导出的解析表达式表明，应变相关的铁电极化对石墨烯中二维载流子浓度和费米能级具有自洽的控制作用。我们证明了现实的机会，以控制石墨烯的自旋极化电导的失配应变（“应变工程”）在室温和更高的温度下的纳米结构CoFeO 4/石墨烯/PZT和Y3 Fe 5 O 12/石墨烯/PZT。所获得的结果为铁磁/石墨烯/铁电纳米结构作为非挥发性自旋过滤器和自旋阀的应用开辟了可能性。
2020-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of Edge Purity in Bilayer Graphene Using micro-Raman Spectroscopy
在双层石墨烯的边缘处进行偏振分辨显微拉曼光谱。我们发现强烈的依赖性的强度的G带上的入射激光偏振，其强度的依赖性是90度的相位的扶手椅和锯齿形的情况下，根据理论预测。对于混合状态的边缘的情况下，我们证明了偏振对比度反映了扶手椅和锯齿形边缘的分数组成，提供了边缘纯度的监测器，这是一个重要的参数，用于开发高效的纳米电子器件。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley polarization of graphene via the saddle point
本研究提出结合深紫外与太赫兹双频光脉冲，通过M鞍点选择定则及位移激发，在无带隙石墨烯中实现近乎完美的谷极化，为光波谷电子学开辟新路径。
2025-10-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Resonant tunneling in graphene-ferroelectric-graphene junctions
我们研究了由夹在石墨烯电极之间的二维铁电（FE）材料组成的隧道结。我们制定了一个理论的相互作用的FE极化和诱导的自由电荷在这样的设备，考虑到量子电容效应。我们预测一个栅极敏感的FE电压差的设备，可以使用静电力显微镜测量。在隧穿电流-电压特性的静电理论，我们确定了一个共振峰与对齐的狄拉克锥作为一个高度敏感的探头的FE极化的结。这为具有几个原子厚的FE层作为可读超高密度存储器的器件应用开辟了道路。
2022-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Harmonic Generation from Engineered Graphene for Polarization Tailoring
本文研究单轴应变下石墨烯高次谐波的偏振调控，发现低阶谐波偏振面旋转可表征应变，高阶谐波呈椭圆偏振，为应变工程调控偏振特性开辟新途径。
2024-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Vacuum polarization in graphene with a topological defect
基于紧束缚近似下的长波长连续介质模型，研究了石墨烯中拓扑缺陷对电子准粒子激发基态的影响.将石墨片卷成纳米锥的拓扑缺陷用一个具有与锥的亏损角有关的磁通量的点状赝磁涡旋表示。自伴扩张的方法被用来定义一组物理上可接受的边界条件在顶点的纳米锥。发现石墨纳米锥上的电子系统具有特殊类型的基态凝聚和电流，并确定了这些量与纳米锥的亏损角、顶点处边界条件的连续参数以及与顶点的距离的关系.
2008-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Conductivity of pure graphene: Theoretical approach using the polarization tensor
我们获得的原始（纯）石墨烯的电导率的狄拉克模型的框架中使用的极化张量在（2+1）维定义沿实频率轴的解析表达式。结果表明，在零温度和非零温度下，$T$石墨烯的面内和面外电导率具有很高的精度，且基本上不依赖于波矢。在$T=0$处，石墨烯的电导率是真实的，并且根据许多作者，直到小的非局部修正为止都等于$σ_0=e^2/(4\hbar)$。在某一固定的$T\neq 0$下，电导率的实部在低频$ω$的零和光学$ω$的$σ_0$之间变化。如果$ω$固定，则电导率在低$T$时的$σ_0$和高$T$时的零之间变化。石墨烯的电导率的虚部被示出为取决于$ω$与$T$的比率。根据所得到的渐近表达式，在固定的$T$下，它从$ω=0$的无穷大变化到某个$ω$达到的负极小值，然后随着$ω$的进一步增加而趋近于零.在固定的$ω$下，电导率的虚部在$T=0$处从零开始变化，在某个$T$处达到负最小值，然后与$T$一起变为无穷大。对电导率的实部和虚部进行了数值计算。上述结果是在非零温度下量子电动力学框架下得到的，并且可以推广到具有非零质量间隙参数和化学势的石墨烯样品。
2016-06-06 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Circular dichroism of magneto-phonon resonance in doped graphene
研究了单层石墨烯中E $_{2g}$声子在高达29 T的磁场中的偏振分辨拉曼散射响应。观察到E $_{2g}$声子仅与基本朗道能级间激发（涉及n=0朗道能级）的杂化，并且仅在圆交叉偏振激发和散射光的两种构型中的一种中观察到这种杂化。磁-声子共振的这种极化各向异性被示出为相对强掺杂的石墨烯样品所固有的，其中载流子浓度对于沉积在SiO $_2$上的石墨烯是典型的。
2012-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley separation in graphene by polarized light
我们表明，用偏振光激发石墨烯导致纯谷电流，其中谷中的载流子逆流。各谷区的电流来源于光跃迁的不对称性和电子能谱弯曲引起的杂质散射。谷电流具有很强的偏振依赖性，对于正交线偏振的垂直入射光束，谷电流的方向相反。在具有高磁化率的衬底上的未掺杂石墨烯中，电子-电子散射导致对可以占主导地位的谷电流的额外贡献。
2011-06-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Efficient Fizeau Drag from Dirac electrons in monolayer graphene
斐索在1850年证明了光在移动介质中传播时的速度可以改变。我们能否通过电流来实现对快速移动的电子介质的光速有效控制？由于电子与光之间的强电磁耦合导致等离子体激元的集体激发，从而表现为等离子体多普勒效应。由于等离子体激元的传播速度远快于传统贵金属中电子的漂移速度，因此在电子系统中等离子体激元多普勒效应的实验观测一直是一个挑战。在这里，我们报告直接观察斐索阻力的等离子体激元在强偏压石墨烯利用高电子迁移率和慢等离子体传播的无质量狄拉克电子。石墨烯中的大偏置电流产生了承载等离子体激元的快速漂移的狄拉克电子介质。它导致非互易等离子体激元传播，其中等离子体激元与漂移的电子介质一起以增强的速度传播。我们使用低温近场红外纳米显微镜测量多普勒频移等离子体波长，该纳米显微镜在低温下直接成像偏压石墨烯中的等离子体极化激元模式。我们观察到等离子体激元的波长差异高达3.6%之间的等离子体激元移动和对漂移的电子介质。我们对等离子体多普勒效应的发现为非平衡系统中非互易表面等离子体极化激元的电控制提供了新的机会。
2021-06-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Optical Control of Ultrafast Photocurrent in Graphene
本研究探索超快尺度下单层石墨烯光电流的光学调控，分析光电流与谷极化的差异，发现不同偏振的ω-2ω激光可分别实现二者的独立调控，且应变工程可提升光电流幅值，为相关领域应用提供新思路。
2024-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
