Minimal conductivity in bilayer graphene
使用Landauer公式方法,证明了在双层石墨烯中实验发现的$e^{2}/h$级的最小电导率是其本征性质。对于理想晶体的情况,电导率变为等于$e^{2}/2h$/谷/自旋。考虑双层石墨烯中的零温散粒散粒噪声,计算了Fano因子。其值$1-2/π$接近于先前对于单层石墨烯发现的值的1/3。
2006-06-23 cond-mat.mes-hall
Shot noise and conductivity at high bias in bilayer graphene: Signatures of electron-optical phonon coupling
研究了双层石墨烯(BLG)片在高偏压和低浴温$T_0=4.2$ K下的电子电导率和散粒噪声。作为偏置的函数,我们发现最初增加的微分电导率,我们归因于自加热。在较高的偏压下,由于光学声子的背散射,电导率饱和甚至下降。电子-声子相互作用也负责在偏置电压$V>0.1$ V的Fano因子的衰减。高偏置电子温度已从散粒噪声测量计算,它上升到$\sim1200$ K在$V=0.75$ V。使用BLG电导率的理论温度依赖性,我们提取一个有效的电子-光学声子散射时间$τ_{e-op}$。在230 nm长的迁移率为$μ=3600$ cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的BLG样品中,我们发现$τ_{e-op}$随着电压的增加而减小,并且接近于$V=0.6$ V处的带电杂质散射时间$τ_{imp}=60$ fs。
2011-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magic angle in thermal conductivity of twisted bilayer graphene
本研究发现转角双层石墨烯在1.08°魔角处热导率出现局部极小值,其源于原子振动离域化与AA堆叠密度增加的竞争效应,揭示了二维材料独特的纳米热学物理机制。
2023-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superconducting/ferromagnetic diffusive bilayer with a spin-active interface: a numerical study
本文计算了具有自旋激活界面的超导/铁磁双层扩散膜的态密度。本文采用自洽数值方法,系统地研究了界面相移的自旋依赖性(SDIPS)对自洽超导能隙和态密度的影响。我们发现,即使超导层的厚度远大于超导相干长度,SDIPS也能在铁磁体的DOS中诱导出双能隙结构(DGS)。因此,我们得到DOS曲线有有趣的相似之处与物理。100,237002(2008)中所述。
2008-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnon magic angles and tunable Hall conductivity in 2D twisted ferromagnetic bilayers
随着在扭曲双层石墨烯(tBLG)中发现相关的绝缘相和超导相,扭曲电子学是当前凝聚态物理中最活跃的研究领域之一。在这里,我们提出了tBLG的磁振子类似物。我们研究了扭曲铁磁双层膜(tFBL)中的磁振子,包括交换和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。对于可忽略的π,tFBL呈现离散的磁振子魔角和类似于tBLG的平坦莫尔能带。然而,这一变化改变了局面,使该系统更加奇特。tFBL中的自旋导致了任意扭转角下丰富的拓扑磁振子能带结构。扭转角变成了磁振子霍尔和能斯特电导率的控制旋钮。带隙的平坦带出现在连续的魔角中。在连续谱的下限,能带结构重构形成拓扑平坦带束。豪华的扭曲角控制带隙,拓扑性质,平带的数量,霍尔和能斯特电导率呈现tFBL一种新颖的设备从基本和应用的角度来看。
2020-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Drude-Interband Coupling, Screening, and the Optical Conductivity of Doped Bilayer Graphene
我们提出了一个理论的能带重整化和激子电子-电子相互作用的影响的光学电导率的掺杂双层石墨烯$σ(ω)$。使用Keldysh形式主义,我们推导出一个动力学方程,从中我们提取的数值和近似解析结果$σ(ω)$。我们的计算揭示了一个以前未被认识的机制,耦合的德鲁德和带间响应和重整化的等离子体频率,并建议筛选必须发挥重要作用,在解释弱重整化电导率在最近的实验中看到。
2009-08-04 cond-mat.mes-hall
Conductivity activation energy for bilayer hetero-structures at integer filling numbers
本文报道了双层异质结构二维电子气中低能激发的研究。我们将双层哈密顿量分解为SU(4)对称部分和各向异性部分,并将后者视为微扰。我们发现Goldstone和带电激发- skyrmions -都受非线性西格玛模型支配。我们计算了Skyrmion的各向异性能隙在双层膜的倾斜反铁磁相中有一个显著的极小值。我们将我们的发现与最近的实验结果进行了比较。
2000-03-08 cond-mat.mes-hall
Superior thermal conductivity in suspended bilayer hexagonal boron nitride
我们报道了剥离的双层六方氮化硼h-BN的基面热导率,使用悬浮的预图案化的微结构进行测量。采用干转移法制备了适合于热测量的h-BN样品,其样品质量优于PMMA介导的样品,因为样品表面的聚合物残留较少。测得的室温热导率约为484 Wm-1 K-1(+141 Wm-1 K-1/ -24 Wm-1 K-1),超过了体相h-BN的热导率,提供了悬浮少层h-BN的厚度依赖热导率的实验观察。
2016-06-27 cond-mat.mes-hall
Optical Hall response of bilayer graphene: the manifestation of chiral hybridised states in broken mirror symmetry lattices
理解控制分层堆叠材料的光学活性的机制对于设计旨在在纳米尺度上操纵光的设备至关重要。在这里,我们表明,扭曲和滑动双层石墨烯是手性系统,可以偏转线性偏振光的偏振。然而,只有扭曲的双层石墨烯支持圆二色性。我们的计算方案,这是基于含时的薛定谔方程,是特别有效的计算的光电导张量。具体地说,它使我们能够显示的手征的杂化状态的手征依赖于弯曲的轨迹踢高斯波包在双层晶格。我们表明,非零霍尔电导率是在手征晶格中的杂化态的非取消表现的结果。我们还证明了电导率张量对扭转角和滑动矢量的连续依赖性。
2020-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Boltzmann transport and residual conductivity in bilayer graphene
用Drude-Boltzmann理论计算了双层石墨烯的输运性质。我们发现,对于石墨烯实验中可获得的典型载流子密度,主要的散射机制是过屏蔽的库仑杂质,其行为类似于短程散射体。我们预计,在高密度下,电导率$σ(n)$在$n$中是线性的,并且在低密度下具有对应于$n^* = \sqrt{n_{\rm imp} {\tilde n}}$的剩余密度的平台,其中${\tilde n}$是一个常数,我们使用自洽的高斯-费米屏蔽近似估计为${\tilde n} \approx 0.01 ~q_{\rm TF}^2 \approx 140 \times 10^{10} {\rm cm}^{-2}$。导出了电导率随带电杂质密度变化的解析结果。我们还评论的双层电导率的温度依赖性。
2008-03-21 cond-mat.mes-hall
Nonlinear conductivity of diffusive normal-metal contacts
被认为是一个高杂质含量和短于能量弛豫长度的金属微桥。它们的电导计算与津贴的库仑电子-电子相互作用。结果表明,微桥中的非平衡电子引起非线性电流-电压特性(发表在Physics Letters A,1994)。
2001-06-26 cond-mat.mes-hall
Negative terahertz conductivity in disordered graphene bilayers with population inversion
无带隙的能带谱使得基于石墨烯和石墨烯双层膜的结构具有由光学或注入泵浦产生的布居数反转,是用于带间太赫兹(THz)激光的有希望的介质。然而,太赫兹频率下的强带内吸收仍然对高效太赫兹激光发射构成挑战。在本文中,我们表明,在泵浦石墨烯双层结构中,间接带间辐射跃迁伴随着无序引起的载流子散射可以提供实质性的负贡献的太赫兹电导率(连同直接带间跃迁)。在具有点电荷缺陷的高- $κ$衬底上的石墨烯双层结构中,这些跃迁几乎完全补偿了由于带内(Drude)吸收引起的损失。我们还表明,在石墨烯双层的延伸缺陷(如带电的杂质团簇,表面缺陷,和纳米孔)的THz电导率的间接带间贡献可以超过几倍的基本限制与直接带间跃迁和德鲁德电导率。这些预测可能会影响基于石墨烯的太赫兹激光器的实现策略。
2015-02-04 cond-mat.mes-hall
DC conductivity of twisted bilayer graphene: Angle-dependent transport properties and effects of disorder
利用实空间Kubo-Bastin电导率的Chebyshev多项式展开,计算了扭曲双层石墨烯(TBLG)的面内直流电导率.我们在紧束缚(TB)方法中研究了输运性质随旋转角、外加垂直电场和空位无序的变化。我们发现,对于高角度扭曲,两层有效地解耦,在狄拉克点的最小电导率对应于单层石墨烯中观察到的值的两倍。这仍然是有效的,即使在存在的空缺,暗示手征对称性仍然保留。相反,对于低扭转角,狄拉克点处的电导率取决于扭转角,并且在存在无序的情况下不受保护。此外,对于低角度和在所施加的电场的存在下,我们发现,出现在AB和BA区域之间的手征边界状态有助于DC电导率,尽管在AA区域的外观强烈的本地化状态。这一结果与最近在扭曲双层石墨烯上进行的电导率实验相一致。
2018-01-09 cond-mat.mes-hall
Optical conductivity, Drude weight and plasmons in twisted graphene bilayers
在连续介质模型下数值计算了扭曲石墨烯双层膜的光学电导率。为了获得虚部,我们采用正则化的Kramers-Kronig关系,使我们能够讨论任意的扭转角,化学势和温度。我们发现Drude重量$D$与化学势$μ$的函数关系与态密度所显示的扭曲双层的壳层结构密切相关。对于某些角度,这导致在有限的$μ$处的传输间隙D=0。我们还讨论了损失函数,低掺杂,其特征在于声学带间“等离子体激元”和过渡接近的范霍夫奇点。对于较大的掺杂,去耦的石墨烯双层的等离子体振子模式被恢复,其特别是对于小波数被阻尼。
2013-07-17 cond-mat.mes-hall
Quantum corrections to the conductivity and Hall coefficient of a 2D electron gas in a dirty AlGaAs/GaAs/AlGaAs quantum well: transition from diffusive to ballistic regime
本文报道了AlGaAs/GaAs/AlGaAs量子阱中低迁移率、高密度二维电子气在宽温度范围(1.5 K - 110 K)内纵向电导率和霍尔系数的量子修正实验研究。这个温度范围涵盖了我们的样品的扩散和弹道相互作用制度。因此,可以研究纵向电导率和霍尔效应的交叉区域。
2004-12-17 cond-mat.mes-hall
PseudoSkyrmion Effects on Tunneling Conductivity in Coherent Bilayer Quantum Hall States at $ν=1$
我们提出了一个机制,为什么在$ν=1$相干双层量子霍尔态的层间隧穿电导是非常大的,但在最近的实验中有限。根据该机制,赝Skyrmions导致有限的电导率,虽然存在着一种期望,即无耗散隧穿电流出现在状态。赝Skyrmions具有垂直于层的固有极化场,这导致耗散。使用的机制,我们表明,在电导率的大峰值仍然为弱平行磁场,但迅速衰减后,其强度超过一个临界值,$\sim 0.1$特斯拉。
2002-10-11 cond-mat.mes-hall hep-ph
Local optical conductivity of strain solitons in bilayer graphene with arbitrary soliton angle
本文理论研究了双层石墨烯中任意孤子角对畴壁孤子局域光学电导率的影响,发现孤子角可调谐共振峰,且外部压力能显著改变电导率谱。
2024-12-17 cond-mat.mes-hall
Chiral correlation of drag currents inducing optical activity of twisted bilayer graphene
研究了扭曲双层石墨烯的旋光性和量子输运机制。用有效连续介质模型研究了双层体系中唯一电子态的形成。这种状态被示出为支持在两个石墨烯层中的电子的横向运动的相关性。由于原子晶格的手征结构,这种阻力关联的贡献不完全抵消,从而导致光学电导张量的阻力项。我们表明,电导率的阻力项是空间色散的表现。我们展示了如何分析和计算的电导率张量,管理系统的旋光性的组件。还计算了扭曲双层石墨烯系统的直流电导率。它表明存在一个量子电导率值$\propto e^2/h$在本征费米能。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Notes on the minimal longitudinal dc conductivity of perfect bilayer graphene
本文推广了A. W. W. Ludwig等人在Phys. Rev. B { \bf 50},7526(1994)中。使用最初应用于自旋电子系统的Kubo公式,我们得到$σ^{\text min}_{xx}= (J π/2) e^2/h$,而从上述工作中使用的另一个公式,我们找到$\barσ^{\text min}_{xx}= (4J/π) e^2/h$,其中对于单层石墨烯J=1,对于双层石墨烯J=2。这两种普世价值虽然在数值上接近,但却不同。我们的两个结果与实验结果在同一数量级上,并且对于单层情况,我们的结果之一与许多早期的理论预测一致。然而,对于双层石墨烯,只有两个研究是已知的与我们的计算值不同的最小电导率的预测。与单层情况类似,双层石墨烯中的最小电导率的物理起源也植根于由与电子的抖动运动相关的Zitterbewegung引起的本征无序。
2006-09-05 cond-mat.mes-hall
Effects of heterostrain and lattice relaxation on optical conductivity of twisted bilayer graphene
基于连续介质模型得到的能带结构,从理论上研究了在魔角附近,异质应变和晶格弛豫对扭曲双层石墨烯光学电导率的影响.我们发现,异质应变,晶格弛豫和它们的组合引起非常独特的光谱特征的光学电导率,它可以用来探测和区分这些效果。从不同费米能的光谱中,可以直接测量应变和弛豫修改的能带结构中的重要特征,例如带隙、带宽和范霍夫奇异性。与光学电导率中的平带之间的过渡相关联的峰对应变的方向高度敏感,这可以提供关于应变修改的平带的直接信息。
2021-01-25 cond-mat.mes-hall
Anisotropic minimal conductivity of graphene bilayers
双层石墨烯的费米线在零能量下被转换成位于六边形第一布里渊区拐角处的三角形的四个分离点。我们发现,作为这种三角分裂的结果,未掺杂的双层石墨烯条的最小电导率相对于连接的电极的取向$θ$变得各向异性,并发现其长度$L$上的特征尺度$\ell=π/Δk\simeq 50 nm$的依赖性由两个狄拉克点的k空间距离的倒数确定。最小电导率从短条带$L\ll \ell$的通用各向同性值$σ^{min}_{\bot}=(8/π)e^2/h$增加到较长条带的较高各向异性值,其在$L\gg \ell$的极限下在角度范围$Δθ\sim \ell/L$上从$θ=0$处的$(7/3)σ^{min}_{\bot}$变化到$3σ^{min}_{\bot}$。
2008-04-17 cond-mat.mes-hall
Local Optical Conductivity of Bilayer Graphene with Kink Potential
我们研究了具有扭结势的双层石墨烯的光学响应,该扭结势由一个畴壁组成,该畴壁将两个具有相反层间偏压的AB区分开。基于连续介质模型,详细研究了实空间中的能带结构和局域电导率。我们发现局域在畴壁的一维手征态对局域光电导率有显著的贡献,并且在不同的区域表现出明显的差异。畴壁态对电导率的影响可以通过空间和频率分辨的光谱特征来检测。从不同费米能的光谱中,可以直接测量能带结构中的重要特征,例如两个手征态之间的能量分离。当畴壁区域较宽时,局域电导率的空间分布可以提供有关束缚态和拓扑畴壁态的重要信息。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall
Negative terahertz conductivity in remotely doped graphene bilayer heterostructures
在石墨烯双层(GBL)中注入或光学产生电子和空穴可以导致带间粒子数反转,从而实现太赫兹(THz)辐射激光。带内辐射过程与带间跃迁相互竞争。我们证明,远程掺杂增强了所提出的GBL异质结构中间接带间光子的产生。因此,这种远程掺杂有助于超越带内(德鲁德)吸收,并导致在升高的(包括室温)温度下在宽频率范围内的负动态太赫兹电导率的大绝对值。与以前提出的基于GBL的THz激光器相比,远程掺杂GBL异质结构THz激光器有望实现更高的THz增益。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
Optical properties of biased bilayer graphene due to gap parameter effects
我们解决的光学电导率的未掺杂的双层石墨烯在有限的温度下,在有限的偏压的存在下。在紧束缚模型哈密顿量的基础上讨论了能隙参数和堆积类型对电导率的影响。在线性响应理论的框架下,利用格林函数方法研究了双层石墨烯的光学电导特性。我们发现,不同的间隙参数和偏压值的光导系数的频率依赖性。还详细研究了电导率随温度的变化关系。对于不同的温度和偏压值,在电导率与频率的关系图中出现峰值。此外,我们发现无论是单层石墨烯还是单层石墨烯,随着能隙参数的增加,其电导率宽峰的频率位置都向高值移动。
2021-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conductivity and scattering in graphene bilayers: numerically exact results vs. Boltzmann approach
我们推导出双层石墨烯(BLG)的电导率的解析表达式,使用玻尔兹曼方法内的玻恩近似的高斯障碍模型描述的短程和长程杂质散射。玻恩近似的有效性的范围内建立通过比较精确的紧束缚数值计算的分析结果。所获得的密度依赖性的电导率与实验数据的比较表明,实验研究的BLG样品迄今为止是在量子散射制度的费米波长超过有效的杂质范围。在这种情况下,短距离和长距离散射导致相同的线性密度依赖性的电导率。我们的计算表明,双层和单层石墨烯具有相同的散射机制。我们还提供了一个上限的有效的,密度相关的空间扩展的散射体在实验中。
2011-08-18 cond-mat.mes-hall
Role of the trigonal warping on the minimal conductivity of bilayer graphene
使用重新制定的久保公式,我们计算了双层石墨烯的零能量最小电导率,同时考虑到小但有限的三角形翘曲。我们发现,导电性与三角翘曲的强度无关,它是没有三角翘曲的导电性的三倍,是单层石墨烯的六倍。虽然在布里渊区的山谷周围的色散关系的三角形翘曲是有效的,只有低能量的激发,我们的结果表明,它的作用不能忽视的零能量最小电导率。
2007-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Unified description of the dc conductivity of monolayer and bilayer graphene at finite densities based on resonant scatterers
我们表明,单层和双层石墨烯在有限的电子密度的直流电导率的相干图片出现后,考虑到强的短程电位是在这两个系统中的散射的主要来源。强短程势的来源可能在于石墨烯表面吸附的碳氢化合物。建立了基于散射的分波描述、Lippmann-Schwinger方程和T矩阵方法的结果之间的等价性。通过Kubo公式的核多项式方法的数值计算,研究了中性点附近共振杂质的散射。我们发现,相关的吸附物种起源于单层和双层石墨烯的狄拉克点附近的杂质带。在中间带隙区域中,由谐振无序引起约$e^2/h$(每层)的最小电导率的平台。在双层石墨烯中,大的吸附物浓度可以在中能隙和高能态之间形成能隙。因此,电导率平台在边缘附近被抑制,并且发生“电导率间隙”。最后,考虑到光谱的简并性,我们发展了一种在偏压的双层石墨烯中电子的散射形式,并研究了该系统的直流电导率。
2011-04-06 cond-mat.mes-hall
Dynamical conductivity of AA-stacked bilayer graphene
我们计算的动态电导率的AA-堆叠的双层石墨烯作为频率的函数,并在有限的化学势的存在下,由于充电。不同于单层,我们发现一个Drude吸收在电荷中性除了带间吸收的两倍层间跳跃能量的发病。在有限掺杂下,带间吸收呈现两个边,这两个边同时依赖于化学势和层间跳跃能。我们研究的行为作为一个函数的变化的化学势相对于层间跳跃的能量尺度和计算的部分光学和。与以前发表的AB-堆叠的情况下的结果进行了对比。虽然我们专注于面内电导率,但我们也提供AB和AA堆叠的垂直电导率。我们还研究了AA堆叠的其他变化,如AAA堆叠三层的导电性。基于文献中讨论的拓扑绝缘体的模型,我们还考虑了自旋轨道耦合对AA堆叠双层的光学性质的影响,其说明了在能带结构中的点处的能隙开口的影响。
2012-08-08 cond-mat.mes-hall
Minimal conductivity and signatures of quantum criticality in ballistic graphene bilayer
我们研究了石墨烯双层在层间次近邻跳跃情况下的弹道电导率。在参考文献[1]中发现,未掺杂和无偏系统显示出非通用(长度相关)电导率$σ(L)$,接近大$L$的$σ_\star=3/π\simeq{}0.95$值。在这里,我们演示了单参数缩放并确定缩放函数$β(σ)=d\ln{}\!σ/d\ln{}\!L$。标度流有一个有吸引力的固定点[ $\,β(σ_\star)=0$,$β'(σ_\star)<0\,$ ]再现的情况下预测的狄拉克费米子与库仑排斥的随机杂质散射,尽管考虑的系统是完全弹道和相互作用不考虑在内。还简要讨论了层间静电偏压的作用。
2014-07-07 cond-mat.mes-hall
Effect of the band structure topology on the minimal conductivity for bilayer graphene with symmetry breaking
使用久保公式,我们开发了一个通用的和简单的表达式,在系统中的最小电导率描述的2 × 2的哈密顿量。作为一个应用程序,我们推导出的双层石墨烯的最小电导率张量作为一个复杂的参数$w$的函数最近提出的对称性破缺机制导致电子-电子相互作用或应变施加到样品的解析表达式。狄拉克点的数目随参数w的变化而变化,这直接影响到最小电导率。我们的解析表达式使用一个独立的计算Landauer方法的基础上,我们发现非常好的协议之间的两种方法。我们表明,最小电导率是非常敏感的参数$w$和电极相对于样品的取向的变化。结果表明,最小电导率与低能能带结构的拓扑结构密切相关。
2011-08-02 cond-mat.mes-hall
Origin of the Temperature Collapse of the Electric Conductivity in Bilayer Graphene
最近的实验已经报道了在电荷中性附近悬浮双层石墨烯的导电性中占主导地位的电子-空穴散射的证据。根据这些实验,对于在$12\rm{K}\lesssim T \lesssim 40\rm{K}$范围内的不同温度获得的作为$μ/k_BT$(与温度成比例的化学势)的函数的电导率的曲线在独立于$T$的单个曲线上塌陷。在最近的理论中,这一观察结果被认为是主要的次主导散射过程不是电子-杂质而是电子-声子的指示。在这里,我们证明了一个单一的曲线上的数据的崩溃可以解释不调用电子-声子散射,但假设悬浮的双层石墨烯是不是一个真正的无隙系统。与间隙的$\sim 5$毫电子伏,我们的理论产生良好的协议与所观察到的电导率在整个报告的温度范围。这些结果是基于流体动力学理论的电导率,从而出现作为一个坚实的基础,分析实验和估计的带隙在多频带系统。
2020-03-01 cond-mat.mes-hall
The effect of superconducting fluctuations on the ac conductivity of a 2D electron system in the diffusive regime
我们报告了一个完整的解析表达式的单回路校正的交流电导率$σ(ω)$的无序二维电子系统中的扩散制度。得到的表达式包括弱局域化和Altshuler-Aronov修正以及超导转变温度以上的超导涨落修正。导出的表达式在静态极限$ω\to 0$中没有$1/(iω)$发散,与无序电子系统正常态电导率的一般预期一致。
2020-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optical conductivity of bilayer graphene with and without an asymmetry gap
当石墨烯的双层被放置在适当配置的场效应器件中时,可以产生不对称间隙,并且在每个层中使载流子浓度不同。这提供了可调谐的半导体带隙,并且价带和电导带不再在石墨烯布里渊区的两个狄拉克点处相遇。我们计算这样的半导体的光学电导率,特别强调的光学光谱重量重新分配所带来的变化,由于充电的间隙和化学势。对于无间隙的双层导电膜,我们导出了任意化学势的代数公式。
2008-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Angular harmonic Hall voltage and magnetoresistance measurements of Pt/FeCoB and Pt-Ti/FeCoB bilayers for spin Hall conductivity determination
具有显著自旋-轨道耦合的材料能够实现有效的自旋-电荷相互转换,这可以用于新型自旋电子器件。许多元素,主要是重金属(HM)已被确定为产生相当大的自旋电流($j_\mathrm{s}$),同时提供充电电流($j$),主要在相邻的铁磁(FM)层中检测到。除了自旋霍尔角$θ_\mathrm{SH}$ = $j_\mathrm{s}$ / $j$之外,自旋霍尔电导率($σ_\mathrm{SH}$)是重要的参数,其还考虑材料的电阻率。在这项工作中,我们提出了一个测量协议的HM/FM双层,这使得一个精确的$σ_\mathrm{SH}$测定。静态传输测量,包括电阻率和磁化测量伴随着角谐波霍尔电压分析在一个专用的低噪声旋转探针站。动态表征包括有效磁化和磁化阻尼测量,这使得HM/FM界面吸收计算成为可能。我们验证了与FeCoB接触的Pt和Pt-Ti底层中的测量协议,并呈现高达3.3 $\times$ 10 $^5$ S/m的$σ_\mathrm{SH}$,这超过了在其他HM(例如W或Ta)中通常测量的值。
2021-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of next-nearest neighbor coupling on the optical spectra in bilayer graphene
我们研究的双层石墨烯(BLG)的光学电导率的依赖关系的层内和层间的相互作用,使用最完整的模型。我们发现,下一个最近的邻居层内耦合引入了新的功能,在低能量的光谱是高度敏感的样品掺杂,显着改变的“通用”电导。此外,其与层间耦合的相互作用导致在紫外范围内的电导的各向异性。我们建议,本征和掺杂BLG的光学电导率的实验测量将提供一个很好的基准内和层间耦合在不同的掺杂水平的相对重要性。
2009-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon scattering and in-plane electric conductivity in twisted bilayer graphene
我们已经调查了石墨烯扭曲双层的面内输运性质,使用(i)底层电子结构的低能有效哈密顿量,(ii)各向同性弹性声子模型,和(iii)弹性电子-声子散射的线性玻尔兹曼方程。我们发现,扭转双层中的运输是深刻的组成层的旋转角度敏感。类似的扭曲双层的电子结构的运输是定性不同的三个不同的角度制度。在大角度($θ> \,\approx\!\!10^\circ$)和低于$\approx 10$ ~K的层间布洛赫-格吕奈森温度的温度下,电导率与扭转角无关,即层完全解耦。在该温度以上,即使在基态中解耦,层也通过电子-声子散射重新耦合,并且传输不同于单层石墨烯以及Bernal双层。在小角度制度$θ<\,\approx\!\!2^\circ$的电导率下降了两个数量级,并开发了丰富的能量依赖性,反映了复杂的底层拓扑变化(Lifshitz转换)的费米面。在中间角度的电导率连续下降的扭曲角减少,而能量依赖性的电导率呈现两个急剧的转变,发生在特定的角度依赖的能量,这可能是有关(i)研究良好的范霍夫奇异性的扭曲双层和(ii)的Lifshitz转变时发生的三角形放置的电子口袋装饰强烈翘曲的狄拉克锥。我们研究了层垂直电场的作用,发现它在低温下强烈影响电导率,而这种影响在室温下被费米涂抹洗掉。
2016-11-14 cond-mat.mes-hall
Robustness of the optical-conductivity sum rule in Bilayer Graphene
我们计算了与石墨烯双层的面内电导率相关的光学和。在场效应器件中产生的双层不对称间隙可以将价带和导带分开,否则它们将在布里渊区中的两个K点处相遇。通过这种方式,可以从补偿半金属到具有可调间隙的半导体。然而,总和规则被证明是“保护”对这个半导体间隙的开放,在其他系统中观察到的间隙是由强相关效应引起的大的变化相反。
2008-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optical Conductivity of Twisted Bilayer Graphene
我们计算了双层石墨烯的有限频率电导率与层之间的相对扭曲。在零掺杂时的低频响应显示出平坦的电导率,其值是单层情况的两倍,并且在较高频率处出现强吸收峰。对于有限掺杂,低频平坦吸收被修改为零频率附近的峰(Drude响应),伴随着带间边缘,这是由于泡利阻塞导致的光谱权重从带间到带内吸收的转移。如果系统被充分掺杂,使得化学势达到扭曲双层能带结构中的低能鞍点之外,则在与有效层间跳跃能量相关的能量处出现强低频吸收峰,这可以用于识别该参数并确认鞍点的存在,该鞍点引起电子态密度中的低能van Hove奇异性。
2013-02-28 cond-mat.mes-hall
Observation of an Electric-Field Induced Band Gap in Bilayer Graphene by Infrared Spectroscopy
已经预测,施加垂直于双层石墨烯平面的强电场可以诱导显著的带隙。我们已经测量了具有有效电解质顶栅的双层石墨烯的光学电导率,光子能量范围为0.2 - 0.7 eV。当带隙打开时,我们看到了新的跃迁的出现。当通过电解质门向双层系统施加约1 V/nm的电场时,观察到接近200 meV的带隙,诱导约10^13 cm-2的载流子密度。的带隙的大小和红外电导率光谱中观察到的功能是广泛兼容的紧束缚模型内的计算。
2009-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical conductivity of bilayer dice lattices
本研究计算双层骰子晶格在垂直堆叠下的光学电导率,发现不同堆叠的带间激活行为各异,并提出光学电导率可作为区分堆叠方式的有效工具。
2023-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Topological superconductivity in nanowires proximate to a diffusive superconductor-magnetic insulator bilayer
我们研究半导体纳米线耦合到一个双层的无序超导体和磁性绝缘体,最近的实验报告可能的马约拉纳零模式签名在相关架构的动机。具体来说,我们追求一个准经典Usadel方程的方法,对待超导性的双层自洽存在的自旋轨道散射,磁杂质散射,和塞曼分裂诱导的磁性绝缘体和一个补充的应用领域。在这个框架内,我们探讨工程拓扑超导性的纳米线接近双层的前景。我们发现,磁绝缘体诱导的塞曼分裂,通过超导体单独介导,不能诱导拓扑相,因为超导性的破坏(即,Clogston极限)抢占了所需的制度,其中纳米线的塞曼能量超过了诱导的配对强度。然而,这种塞曼分裂确实降低了获得拓扑相变所需的临界施加场,其中与磁性绝缘体的磁化反向平行的场具有最佳效果。最后,我们表明,磁性杂质散射降低了拓扑相位,和自旋轨道散射,如果存在于超导体中,推的Clogston限制到更高的领域,但同时增加了临界外加场强。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall
Quantum corrections to the conductivity and Hall coefficient of a two-dimensional electron gas in a dirty AlGaAs/GaAs/AlGaAs quantum well: from the diffusive to the ballistic regime
本文报道了AlGaAs/GaAs/AlGaAs量子阱中低迁移率、高密度二维电子气在宽温度范围(1.5K -110 K)内的量子电导修正的实验研究。这个温度范围涵盖了我们的样品的扩散和弹道相互作用制度。因此,有可能研究纵向电导率和霍尔效应的这些制度之间的交叉。我们执行一个参数自由比较我们的实验数据的纵向电导率在零磁场,霍尔系数,和磁阻最近的理论相互作用引起的修正的传输系数。这些理论和我们的实验结果之间的定量协议已被发现。
2005-05-19 cond-mat.mes-hall
Ballistic-diffusive model for heat transport in superlattices and the minimum effective heat conductivity
半导体超晶格由于具有很低的热导率而引起了人们的极大兴趣。这使得它们特别适合于应用在各种设备的热电发电的能量,热控制在纳米长度尺度等,最近的实验已经证实,在室温下的超晶格的有效热导率有一个最小的非常短的时间内(在纳米的顺序),因为一些动力学计算以前曾预计。这项工作将显示在纳米一维多层系统的热传输的热力学理论的进步,考虑弹道和扩散热通量,这两者都是由Guyer-Krumhansl本构方程描述的分离。的色散关系,来自弹道和扩散热传输方程,被用来推导出的超晶格的有效热导率,并解释最小的有效热导率。
2019-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Modulating dichroism and optical conductivity in bilayer graphene under intense electromagnetic field irradiation
本研究基于 Floquet-Bloch 定理与四能带模型,揭示了强垂直激光场下双层石墨烯能带结构改变对光电导的调制作用,阐明了线偏振与圆偏振场分别诱导线二色性与圆二色性,并实现谷选择性泵浦的机制。
2024-03-26 cond-mat.mes-hall
Mobility gap and quantum transport in functionalized graphene bilayer
在Bernal石墨烯双层中,碳原子属于两个不等价的子晶格A和B,其中通过$p_σ$键耦合到另一层的原子属于子晶格A,而其他原子属于子晶格B。我们分析了Bernal石墨烯双层膜的态密度和导电性,当子晶格A或B的原子被随机官能化时。我们发现,对于一个选择性的功能化的子晶格B只有,一个迁移率的差距的顺序为0.5 eV的形成接近狄拉克能量在浓度的吸附原子c > 0.01。此外,在其他一些能量下,电导率呈现出反常行为。我们表明,这些属性是有关的二分结构的石墨烯层。
2018-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain dependent conductivity in biased bilayer graphene
本征双层石墨烯是一种无间隙的半金属。在偏置场的作用下,它变成具有与所施加的场成比例的直接带隙的半导体。在层不对称应变(其中上层经历压缩和下层张力,或反之亦然)下,我们发现偏置的双层石墨烯带的带隙变得间接,并且对于更高的应变,变得负,使材料返回其原始半金属状态。因此,带的导电性增加,并且可以比本征无偏置材料的导电性大几乎一个数量级-仅用约2- 3%的应变就可以引起这种变化。电导率与所施加的应变成比例,并且效应的大小可随偏置场而调节。这种层非对称应变可以通过弯曲来实现,约1 nN的力导致约1%的层非对称应变。这种新的机电效应在纳米力显微镜和原子尺度的压力传感领域具有广泛的应用潜力。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall
Charged impurity scattering in bilayer-graphene double layers
我们考虑由两个平行的双层石墨烯片由电介质分隔的双层系统。我们计算的有限温度下的电导率的第一层由于带电杂质位于两层。研究了温度、层间距、介电常数、杂质浓度、载流子浓度等对电导率的影响。我们显示位于层II中的带电杂质的重要性,在确定小的层间距离的第一层的电导率。本文的结果使我们对第二种效应作用下双层石墨烯中带电杂质的长程散射有了更多的了解。
2020-05-02 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of 30° twisted double bilayer graphene
本文采用紧束缚近似方法研究了30°扭曲双层石墨烯由于无公度扭曲角而失去平移对称性的电子性质。我们从态密度、有效能带结构、电导率和朗道能级谱等电子性质证明了低能区的层间退耦。然而,在Q点处,层间耦合导致在态密度中出现新的Van Hove奇异性,在光学电导率中出现新的峰,并且重要的是12倍对称性的电子态。采用k空间紧束缚方法解释了这一现象。由于对称性降低,Q点的电子态显示出比30°扭曲双层石墨烯更复杂的电荷分布模式。这些现象也出现在石墨烯单层和AB堆叠双层之间的30°扭曲界面中。
2020-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Hall Conductivity in a Graphene/Haldane and Haldane/Haldane Bilayers
本文通过引入次近邻跃迁和磁通量将双层石墨烯修饰为Haldane类型,研究了其时间反演对称性破缺诱导的轨道磁性、轨道霍尔电导率及多种量子轨道霍尔绝缘体相。
2024-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of the electronic structure of bilayer graphene from infrared spectroscopy results
我们提出了一个实验研究的红外电导率,透射率和反射的门控双层石墨烯和Slonczewski-Weiss-McClure(SWMc)模型内的理论分析。的红外响应示出由带间和带内跃迁的双层的四个波段之间的相互作用。电荷中性点处的主要导电峰的位置由层间隧穿频率决定。作为栅极电压的函数的该峰值的移位给出关于SWMc模型的不太为人所知的参数的信息,特别是那些负责电子-空穴和亚晶格不对称的参数。这些参数值被证明是一致的,与最近的电子结构计算的双层石墨烯和通常用于块状石墨的SWMc参数。
2008-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy of Conductivity in Bilayer Graphene with Relatively Shifted Layers
在紧束缚模型的框架下研究了双层石墨烯(BLG)中相对位移层的能带结构的变化。BLG被证明保持在实验可达到的位移的整个范围内的零间隙材料,但导电带和价带之间的接触点的位置基本上取决于移动方向。该位移导致带谱的相当大的各向异性,这反过来又导致BLG中的电导率的显著(10-20%)各向异性。讨论了在高灵敏度的机械张力传感器中使用这种各向异性的可能性,以及在电子的平均自旋和平均电流都等于零的情况下,在多路各向异性BLG中产生纯谷电流的可能性。
2014-01-04 cond-mat.mes-hall
Comparison of microscopic models for disorder in bilayer graphene: Implications for the density of states and the optical conductivity
我们使用四种不同的微观模型研究了无序对双层石墨烯的影响,并直接比较了它们的结果。我们计算的自能,态密度和光学电导率的存在下,短程散射体和屏蔽库仑杂质,使用玻恩近似和自洽玻恩近似的自能。我们还包括一个有限的层间电位的不对称性,产生的价带和导带之间的差距。我们发现,两个散射势的定性行为是相似的,但选择近似的自能导致重要的差异带隙的情况下,带边附近。最后,我们描述了这些差异如何体现在光学和传输实验技术的带隙测量。
2012-01-25 cond-mat.mes-hall
Time-reversal odd transport in bilayer graphene: Hall conductivity and Hall viscosity
我们考虑双层石墨烯在低能量下的量子霍尔机制的时间反转奇动力学。一个生成功能的有效行动,捕捉电磁响应的所有订单的动量和频率的时空梯度$\mathcal O(\partial^3)$和评估的三阶。此外,我们还计算了霍尔粘度,并推导出霍尔电导率与$q^2$系数的显式关系。这让人想起了伽利略不变系统中的Hoyos-Son关系,它可以在大填充因子$N$的极限下恢复。
2021-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
AC transport properties of single and bilayer graphene
基于标准线性响应(Kubo)形式和石墨烯能带结构的连续模型描述,我们对单层和双层石墨烯中的电子输运进行了理论研究。我们特别关注的是带间贡献的光学电导率。分析结果获得了各种情况下,这使得明确识别的功能,与相关的电子能量尺度的导电性。我们的工作扩展了以前的数值研究,并阐明了从光导测量中推断石墨烯样品电子性质的方法。
2010-01-19 cond-mat.mes-hall