Charged Topological Solitons in Zigzag Graphene Nanoribbons
具有锯齿形终止边缘的石墨烯纳米带具有以边缘铁磁性和反铁磁性边缘间耦合为特征的磁性基态。这种对称性破缺状态是退化的自旋取向，我们表明，与此相关的简并，系统具有拓扑孤子。孤子出现在简并基态之间的界面上。这些孤子是系统中的相关电荷激发。当电荷被添加到纳米晶体时，系统在能量上倾向于创建磁畴并将额外的电子容纳在界面孤子中，而不是将它们设置在导带中。
2017-05-22 cond-mat.mes-hall
Tunable spin-charge conversion through topological phase transitions in zigzag nanoribbons
研究了具有六角晶格的锯齿形磁性准一维纳米带在大的自旋轨道耦合下的自旋轨道矩和电荷泵。这样的系统经历拓扑相变从平凡的带绝缘体的量子自旋霍尔绝缘体无论是通过调整磁化方向或内在的自旋轨道耦合。我们发现，自旋-电荷转换效率（即自旋-轨道扭矩和电荷泵）显着增强的拓扑转变，显示出显着的角度各向异性。
2016-04-29 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetoelectric effect in zigzag nanoribbons of p-band systems
研究了纵向电场作用下$p$ -带系统蜂窝晶格纳米带中自旋和轨道角动量累积的分布。我们发现，锯齿形边界的纳米带可以表现出轨道磁电效应。更具体地说，我们已经发现，纯粹的轨道磁化取向垂直于带可以在这些系统中通过外部电场，当亚晶格对称性被打破。这种效应是相当普遍的，可能发生在其他多轨道材料中。
2021-09-30 cond-mat.mes-hall
Effect of edge defects on band structure of zigzag graphene nanoribbons
在这篇文章中，我们报告的能带结构研究锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）引入缺陷（sp_3杂化碳原子）在不同浓度的边缘，通过改变sp_3和sp_2杂化碳原子的比例。在理论分析的基础上，发现ZGNRs的带隙值强烈地依赖于边缘处sp3到sp2杂化碳原子的相对排列，因此该发现将极大地有助于理解纳米带的带隙以用于其电子应用。
2018-03-12 cond-mat.mes-hall
Temperature Dependence of Joule heating in Zigzag Graphene Nanoribbon
利用全带电子和声子色散关系，研究了锯齿形石墨烯纳米带在强场作用下焦耳热的温度依赖性。在300 K、600 K和900 K的不同温度下，焦耳加热总是随时间线性增加或功率为常数。虽然900 K和600 K的散射率分别是300 K的113倍和55倍，但焦耳加热功率仅是300 K的12.6倍和6.7倍。
2014-09-02 cond-mat.mes-hall
Theoretical Study on Transport Properties of Normal Metal - Zigzag Graphene Nanoribbon - Normal Metal Junctions
利用递归格林函数方法研究了石墨烯纳米管与两种金属之间的结的输运性质，其中石墨烯纳米管的边缘是由$N$支腿组成的锯齿形边缘.电导和传输概率具有显著的性质，取决于$N$的奇偶性。证明了当费米能为$E$时，在E=0附近的奇异行为.信道滤波示出发生在$N=$偶数的情况下。
2009-07-06 cond-mat.mes-hall
Edge states interferometry and spin rotations in zigzag graphene nanoribbons
锯齿形石墨烯纳米带的一个有趣的特性是存在边缘状态，其沿着其边界延伸但在横向方向上局部化。我们表明，由于这一性质，电子输运通过一个外部诱导势阱显示两个路径干涉振荡时，无论是受磁场或横向电场。这种效应不需要在纳米粒子的几何形状中存在实际的“孔”。此外，由于边缘状态是自旋极化的，在相对侧上具有相反的极化，因此这种干涉效应可以用于以受控的方式旋转入射载流子的自旋。
2009-06-23 cond-mat.mes-hall
Production of Spin-Semiconducting Zigzag Graphene Nanoribbons by Constructing Asymmetric Notch on Graphene Edges
采用第一性原理密度泛函理论研究了锯齿形石墨烯纳米带的电子和磁性.研究发现，非对称缺口石墨烯纳米带的电磁性质与缺口深度密切相关，而与缺口长度的关系不大.随着凹口相对深度的增加，自旋上升和自旋下降的能级发生了很大的位移，伴随着磁动量的逐渐增加。不对称带移允许不对称切口的石墨烯纳米带成为自旋电子半导体，通过该自旋电子半导体，可以通过掺杂B或N原子来获得N型或P型自旋半导体。
2015-08-13 cond-mat.mes-hall
Carrier Density and Magnetism in Graphene Zigzag Nanoribbons
在$π$轨道Hubbard模型平均场近似下研究了锯齿形石墨烯纳米颗粒中载流子密度对磁性的影响。半填充的结构改变了磁性，导致了带内电荷密度变化和相对边缘平行自旋排列的状态。有限的载流子密度导致边缘附近的自旋密度稳步下降，最终导致磁性消失。在低掺杂浓度下，系统表现出多铁性秩序的趋势，其中边缘电荷和自旋同时极化。
2009-06-25 cond-mat.mes-hall
Non-local exchange effects in zigzag edge magnetism of neutral graphene nanoribbons
在$π$ -轨道非限制Hartree-Fock近似下研究了中性锯齿形石墨烯纳米颗粒中交换的非定域性。在这个理论中，我们发现，磁功能进一步稳定的边缘内和边缘间的交换相比，平均场论的Z字形带的基础上本地交换（如哈伯德模型或从头局部密度近似）。边间交换使磁基态解的带隙增强。这种增强的交换作用对边缘态的影响不能通过具有重整化参数的局域相互作用令人满意地实现。
2011-01-28 cond-mat.mes-hall
Sodium-terminated zigzag graphene nanoribbon: A one-dimensional semimetal with a tilted Dirac cone
利用第一性原理赝势密度泛函理论计算，我们发现在较低的浓度下，用一价碱原子终止锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）对其性质有显著的影响.特别是，使用钠原子使ZGNR边缘饱和，边缘碳原子的浓度为一半，使其成为一维的完美半金属，其中价带和导带仅在一个单一的Dirac点处相遇。与原始石墨烯不同，Na-ZGNR的狄拉克“锥”相对于波矢量不对称，而是倾斜的。
2011-05-03 cond-mat.mes-hall
Zigzag nanoribbons of two-dimensional hexagonal crystals: magnetic, topological and thermoelectric properties
从理论上分析了电子-电子相互作用和自旋-轨道相互作用对二维六方晶体锯齿形纳米带基态磁位形以及相应的热电和自旋热电性质的影响。还考虑了准稳磁态的热电性质。特别感兴趣的是库仑和自旋轨道相互作用的拓扑边缘状态和拓扑绝缘体和传统的间隙绝缘体状态之间的过渡的影响。结果表明，这两种相互作用的相互作用也有显着的影响纳米带的运输和热电特性。自旋-轨道相互作用另外确定了面内易磁化轴。与平面内的纳米带的热电性能的磁矩的边缘磁矩垂直于他们的平面取向的纳米带进行了比较。纳米带的铁磁对齐的边缘力矩显示，除了传统的自旋热电。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall
Zigzag Graphene Nanoribbons as a Majorana Platform
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；University of Bath（巴斯大学）；Harvard University（哈佛大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；University of Bristol（布里斯托大学）
本文提出ZGNR与Ising超导体异质结构模型，证明Ising超导体可在ZGNR半金属相中诱导自旋三重态奇宇称配对，形成拓扑非平庸超导相，通过栅极可调相变实现马约拉纳零模。
2026-10-15 cond-mat.mes-hall
Spin Conductance of Diffusive Graphene Nanoribbons: a Probe of Zigzag Edge Magnetization
我们研究了具有清洁和粗糙锯齿形边缘的扩散石墨烯纳米带中的自旋输运，以及长程电势波动。沿着带边缘的长程场导致局部掺杂接近电荷中性点，形成具有局部磁矩的$p$ - $n$结，类似于干净的锯齿形石墨烯纳米带的预测磁性边缘。由此产生的随机边缘磁化极化电荷电流，并导致样品到样品的自旋电流波动服从普遍的预测。我们进一步表明，虽然平均自旋电导为零，施加横向面内电场可以产生有限的自旋电导。通过外部磁场对准边缘磁矩也可以实现类似的效果。
2014-03-28 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Transport through ultra-narrow Zigzag Graphene Nanoribbons: non-equilibrium charge and bond currents
研究了超窄石墨烯纳米带（sub- $10nm$）中的电子非线性输运. { \it odd}锯齿型石墨烯纳米带（ZGNR）在正负极性下的I-V特性曲线均出现负微分电阻（NDR）稳定区。这种负折射率起源于一个由选择规则引起的输运能隙，该规则阻止了ZGNR的断开能带之间的电子跃迁。基于这一转变规律，电流的开/关比随着带长的增加呈指数增加，直到$10^5$。此外，电荷效应和键电流的空间分布也研究了通过使用非平衡格林函数形式主义的存在下，在平均场水平的电子-电子相互作用。另一方面，我们还进行了通过钝化的石墨烯纳米颗粒的传输的{ \it ab initio}密度泛函理论计算，以证明传输带隙对锯齿形边缘的氢终止的鲁棒性。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall
Conductance through disordered graphene nanoribbons: Standard and anomalous electron localization
研究了锯齿形和扶手椅型石墨烯纳米带中无序的存在所产生的电导涨落。我们表明，量子输运在锯齿形纳米带发生通过边缘状态是指数本地化，在标准的安德森局域化问题，而扶手椅纳米带的石墨烯亚晶格的对称性产生异常本地化，或离域。我们发现，这两种不同的电子局域化导致锯齿形和扶手椅型纳米带之间的电导统计的显着差异。特别是，扶手椅纳米带显示非常规的大电导波动相对于安德森本地化的电子。我们计算分析这两种类型的带的电导的完整分布。没有自由拟合参数，我们验证了我们的理论结果进行数值模拟无序锯齿形和扶手椅纳米带的实验可实现的长度和宽度。
2013-11-25 cond-mat.mes-hall
Spin waves in zigzag graphene nanoribbons and the stability of edge ferromagnetism
我们研究了不同宽度的锯齿形石墨烯纳米带的低能自旋激发。我们发现，在小波矢量的能量色散主要由反铁磁相关带的边缘之间，在accrodance与以前的计算。我们指出，自旋波的寿命是非常长的，由于半导体性质的电中性纳米带。然而，非常适度的栅极电压的应用导致到有限自旋波寿命的状态的不连续过渡。通过进一步增加掺杂，沿着边缘的铁磁排列变得不稳定，对抗横向自旋波动。这使得铁磁性的实验检测是这类系统非常微妙，并提出了一个困难的挑战，这些纳米带作为自旋电子器件的基础可能的用途。
2010-10-16 cond-mat.mes-hall
Effects of random atomic disorder on the magnetic stability of graphene nanoribbons with zigzag edges
利用扩展的平均场哈伯德模型研究了随机分布的原子缺陷对锯齿形边缘石墨烯纳米带磁性的影响。对于带体区域中蜂窝晶格的子晶格之间的平衡缺陷分布，边缘态的基态反铁磁性不受影响。通过分析激发谱，我们发现，而反铁磁基态是容易受到单自旋翻转激发从边缘状态的磁性缺陷状态在低的缺陷浓度，它的整体稳定性增强相对于铁磁相。
2018-04-19 cond-mat.mes-hall
Spin susceptibilities in zigzag graphene nanoribbons
利用平均场近似下的简单哈伯德哈密顿量来研究锯齿形石墨烯纳米带的能带和自旋极化率。根据电子掺杂，反铁磁或铁磁配置是可能的;在前者中，能隙与哈伯德参数成比例，而在后者中，上下自旋带与费米能级相交。由于系统的二维性质，磁化率矩阵是必要的，以解释自相关和自旋之间的相关在带状单位电池。的横向自旋极化率计算和铁磁溶液的静态情况下进行检查，作为电子掺杂的函数。
2011-12-12 cond-mat.mes-hall
Nonadiabatic pure spin pumping in zigzag graphene nanoribbons with proximity induced ferromagnetism
结合Floquet理论和格林函数理论，我们提出了非绝热量子自旋和电荷泵通过锯齿形铁磁石墨烯纳米管，包括一个双势垒结构，由两个局部$ac$栅极电压驱动，具有相位滞后。在很宽的费米能量范围内，可以通过在非绝热区中调谐和操纵驱动频率来实现感兴趣的量子泵浦，例如i）具有零净电荷泵浦的纯自旋泵浦，ii）纯电荷泵浦和iii）完全自旋极化泵浦。利用现有技术可以测量的自旋极化泵浦依赖于能级间距和驱动频率之间的竞争。
2015-09-24 cond-mat.mes-hall
Effects of zigzag edge states on the thermoelectric properties of finite graphene nanoribbons
在紧束缚模型和格林函数方法的框架下，研究了有限长石墨烯纳米带与金属电极耦合时的热电特性。当锯齿形边耦合到电极时，只有当电极之间的沟道长度小于这些局部锯齿形边缘态的衰减长度时，才能发生通过局部边缘态的电子输运。当扶手椅边缘耦合到电极时，当GNR处于半导体相时，存在与中间带隙状态相关联的有趣的热电行为。在这里，我们表明，锯齿形边缘态的扶手椅侧连接到电极的GNRs的热电行为类似于两个平行的量子点具有相似的轨道简并度。此外，它表明，由锯齿形边缘状态给出的电导和功率因数是相当强大的缺陷散射。
2022-07-09 cond-mat.mes-hall
Anomalous Enhancement of the Boltzmann Conductivity in Disordered Zigzag Graphene Nanoribbons
利用玻尔兹曼方程方法研究了无序锯齿形石墨烯纳米带在非相干态下的导电性。锯齿形纳米带的能带结构包含两个能谷，每个能谷都有一个多余的单向通道。关键的一点是，由于存在多余的单向通道，两个传播方向的导电通道的数量是不平衡的，在每个谷。有人指出，作为这种不平衡的结果，一个完美的传导通道是稳定的相干制度，如果谷间散射是不存在的。我们表明，即使在非相干制度，电导率是有害的增强，如果谷间散射是非常弱的。特别地，在没有谷间散射的极限下，无量纲电导随着带长的增加而趋于统一，就好像存在一个完美的导电通道。我们还发现，在存在电场的情况下，电子密度出现异常的谷极化。
2010-02-12 cond-mat.mes-hall
Limited robustness of edge magnetism in zigzag graphene nanoribbons with electrodes
它示出，除了众所周知的因素，如温度，衬底，和边缘重建效果，也存在外部接触是破坏性的磁矩在石墨烯纳米带的边缘形成。当石墨烯/电极界面对电子变得越来越透明时，边缘磁性逐渐减小。除了石墨烯/电极耦合强度之外，纵横比参数，即石墨烯纳米颗粒的宽度/长度比，对于抑制边缘磁性也是至关重要的。本理论使用紧束缚方法，基于$π$电子的平均场哈伯德哈密顿量，和Landauer-Büttiker方法中的格林函数技术。
2014-11-17 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in strained graphene nanoribbons: armchair vs zigzag edges
我们研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带（GNRs）中机电效应产生的波纹波对电磁场引起的自旋弛豫的影响。通过利用数值模拟支持的解析表达式，我们表明，它是可能的调谐自旋翻转行为ON和OFF由于在GNRs的潜在应用在应变器件的波纹波。这一发现类似于最近对III-V族半导体量子点中自旋电子器件的设计所做的观察，其中有效的Land $\mathrm{\acute{e}}$ $g$因子的符号变化可以通过施加栅极控制的电场来设计。特别是，我们表明，调谐的自旋延伸到更大的宽度扶手椅GNRs比锯齿形GNRs。在这里，我们还报告说，弛豫率消失一样，$L^5$。
2014-11-02 cond-mat.mes-hall
Wave functions and edge states in rectangular honeycomb lattices revisited: nanoflakes, armchair and zigzag nanoribbons and nanotubes
一般来说，由于拓扑和非拓扑的原因，材料的体积和边界的性质可以非常不同。最简单的边界问题之一是有限蜂窝晶格上无相互作用电子的紧束缚问题。尽管它很简单，但这个问题相当丰富，并且与石墨烯的物理学直接相关。我们重新审视这个长期研究的问题，并提出了一个分析推导的电子光谱和波函数的石墨烯矩形衍生物。我们提供了一个精确的分析描述的扩展和本地化的状态，它们之间的过渡，和一个特殊的情况下，本地化的状态时，波函数是非零的边缘网站。后一种状态具有零能量，我们讨论了它在锯齿形纳米带中的存在，锯齿形纳米管沿着锯齿形边缘的站点数可被4整除，以及矩形石墨烯纳米片沿着锯齿形和扶手椅边缘的站点数为奇数。
2022-08-25 cond-mat.mes-hall
Van der Waals interaction in magnetic bilayer graphene nanoribbons
我们利用第一性原理计算研究了两个石墨烯纳米带之间的相互作用能，包括范德华相互作用和自旋极化。对于超窄锯齿形纳米带，直接堆叠甚至比Bernal更稳定，在能量上竞争更宽的带。这种行为是由于边缘状态之间的磁相互作用。我们与锯齿形纳米带中的磁化强度的减少，增加带状宽度的磁相互作用所产生的结构变化，并表明，当沉积在基板上，锯齿形双层带保持磁性较大的宽度。
2012-06-21 cond-mat.mes-hall
Spin polarization and g-factor enhancement in graphene nanoribbons in magnetic field
我们提供了一个系统的定量描述在扶手椅和锯齿形石墨烯纳米带在垂直磁场的自旋极化。我们首先解决的Hartree近似研究的能带结构的演变和形成的可压缩带内的无自旋电子。讨论了边缘附近的势分布和密度分布，以及扶手椅形边缘和锯齿形边缘的异同。占塞曼相互作用和描述的自旋效应，通过哈伯德项，我们研究了自旋分辨的子带结构和相关的自旋极化的系统在手的情况下，无自旋电子的可压缩带的形成。在高磁场下，计算出的有效g因子对于扶手椅型纳米带在<g*>~2.25的值附近变化，对于锯齿型纳米带在<g*>~3的值附近变化。一个重要的发现是，在锯齿形纳米带中，零能量模式保持钉扎到费米能量，并且对于所有磁场变得完全自旋极化，这又导致锯齿形边缘附近的电子密度的强自旋极化。
2012-06-27 cond-mat.mes-hall
Shot Noise Probing of Magnetic Ordering in Zigzag Graphene Nanoribbons
电荷电流的非平衡时变波动最近成为一种灵敏的实验工具，通过由附着的金属电极引入到清洁的宽和短石墨烯条带中的倏逝波函数来探测弹道输运。我们证明，这种“伪扩散”散粒噪声可以在锯齿形石墨烯纳米颗粒（ZGNR）由于其边缘的拓扑结构，负责本地化的状态，促进铁磁有序沿边缘库仑相互作用时，考虑到大幅修改。因此，注入ZGNR的非极化电荷电流的散粒噪声增强，以及自旋极化电荷电流的更敏感性，将充当这种低维磁性的全电和边缘敏感探针。
2009-06-01 cond-mat.mes-hall
Electronic states of zigzag graphene nanoribbons with edges reconstructed with topological defects
利用紧束缚方法研究了锯齿形石墨烯纳米带的能谱和电子态密度。在Stone-Wales zz（57）边缘的情况下，与原始zz边缘相比，低能谱显著改变。我们发现在任何宽度的石墨烯纳米带中，费米能级上的电子态密度都不为零。相反，对于只有一边是七边形而另一边是五边形的带，费米能级处的能隙是开放的，DOS等于零。其原因是未补偿的拓扑荷对局域边缘态的影响，而局域边缘态本质上是拓扑的。这种行为类似于沿边缘的结构化外部电势。
2015-11-10 cond-mat.mes-hall
Floquet states of Valley-Polarized Metal with One-way Spin or Charge Transport in Zigzag Nanoribbons
研究了由辐照谷极化金属组成的二维Floquet系统。对于相应的静态系统，我们考虑了两个谷极化金属的石墨烯模型，具有交错的子晶格或均匀的内禀自旋轨道耦合，其Dirac点能量不同于本征费米能级。如果辐照频率设计适当，最大的动力学能隙（一阶动力学能隙）在本征费米能级附近打开。在辐照下，能量在一阶动力学能隙内的半无限片的锯齿形边缘出现两种边缘态：Floquet边缘态和强局域边缘态.在窄锯齿形纳米带中，Floquet边缘态由于有限尺寸效应而被带隙，并且强局域边缘态保持无带隙。因此，纳米带的导电沟道由强局域边缘态组成。在第一种和第二种模型下，强局域边缘态分别在本征费米能级附近携带单向自旋极化和单向电荷流。因此，第一和第二模型的窄锯齿形纳米带分别具有不对称的自旋和电荷传输速率。量子输运计算预测了相当大的电荷和自旋泵浦电流，这可以由费米能级控制。
2019-01-24 cond-mat.mes-hall
Topological and magnetic phase transition in silicene-like zigzag nanoribbons
硅烯中的自旋-轨道相互作用（SOI）导致量子自旋霍尔效应，而锯齿形纳米带中的Hubbard诱导库仑相互作用经常产生带隙，其两个边缘具有反铁磁（AF）自旋序。在本文中，我们系统地研究了这两个共同的锯齿状硅纳米带（zSiNR）的贡献。研究了不同材料参数和外场条件下的一些拓扑和磁相变。我们发现当带宽或SOI值超过某个临界值时，SOI可以克服库仑相互作用，系统从能带绝缘体转变为拓扑绝缘体：量子自旋霍尔态或自旋量子反常霍尔态。我们还发现当交换场或电场超过某一临界值时，Hubbard主导的zSiNR系统中存在磁相变。最后，我们在Hubbard-SOI-zSiNR系统中观察到了在强电场破坏磁相和拓扑相之前的拓扑/磁相变。
2018-03-08 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized Majorana zero-modes in double zigzag honeycomb nanoribbons
我们研究了在有限的双锯齿形蜂窝纳米结构（zHNR）的两端出现的马约拉纳零模（MZMs）。我们表明，双zHNR几何形状可以主机自旋极化MZM在其两端。我们考虑了由第一近邻跳跃、Rashba自旋轨道耦合（RSOC）、p波超导配对和外加磁场（EMF）组成的极小模型。具有自旋向上或自旋向下的MZM的能谱区域属于不同的拓扑相变，其特征在于它们相应的缠绕数，并且可以通过调谐纳米带的化学势来访问。由沉积在传统s波超导体上的zHNR构成的混合系统是实验实现该提议的潜在候选者。自旋的歧视MZM建议一个可能的路线进行拓扑常规量子位操作使用马约拉纳自旋电子学。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall
Tunable spin transport using zigzag MoS2 nanoribbon
我们考虑一个锯齿形的二硫化钼纳米粒子，并研究其自旋相关的电导和自旋极化的存在（不存在）的外部电场。场不仅垂直于钼平面（称为垂直场Ez），而且垂直于电子的输运方向（称为横向场Et）。结果表明，在没有外加电场的情况下，在价带的七个带中，有两个带发生自旋劈裂，而在点处没有看到自旋劈裂。在施加电场的情况下，当且仅当电场的两个分量都存在时，带表现为完美的上（下）旋滤波器。最后，它示出，通过改变的强度，带作为自旋反转器的固定值的Ez。
2014-12-04 cond-mat.mes-hall
Band-Selective Filter in a Zigzag Graphene Nanoribbon
利用递归格林函数方法研究了锯齿形石墨烯纳米颗粒通过台阶势和势垒势的电输运。在阶梯势的情况下，我们证明了数值散射过程服从的带指数的选择规则时，锯齿链的数量是偶数，属于“偶数”（“奇数”）带的电子被散射到偶数（奇数）带，使波函数的奇偶性被保存。所谓的谷阀效应可以用这个选择规则来解释。在势垒的情况下，通过调整的势垒高度是一个适当的值，我们表明，它可以作为“带选择性过滤器”，它可以选择性地传输电子相对于入射电子所属的带的指数。最后，我们建议，这种选择规则可以观察到的电导，通过施加两个势垒。
2008-07-23 cond-mat.mes-hall
First-principles study of heat transport properties of graphene nanoribbons
结合密度泛函理论和非平衡格林函数方法，研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带的热导率。由于石墨烯纳米带的声子色散的各向异性，锯齿形带具有比宽度相当的扶手椅带更高的热导率：锯齿形带中的低频带比扶手椅带中的低频带更分散。有和没有氢钝化的边缘修改的原子结构，并最终影响声子的热输运不同的两种带类型。
2011-08-04 cond-mat.mes-hall
Electronic transport in disordered MoS$_2$ nanoribbons
我们研究了锯齿形和扶手椅单层二硫化钼纳米带的电子结构和输运性质，使用11带紧束缚模型，准确地再现了材料的散装带隙附近的能带结构。我们研究了原始的锯齿形和扶手椅纳米带的电子性质，特别注意的边缘状态，出现在MOS $_2$体间隙。通过分析它们的轨道组成和它们的局域态密度，我们发现，这些状态可以定位在一个单一的边缘，对于一定的能量，独立的纳米晶宽度的银终止的纳米带。我们还研究了在这些系统中使用递归格林函数技术的无序的影响。我们发现，对于锯齿形纳米带，由于边缘状态的电导强烈抑制短程无序，如空位。相比之下，局域态密度仍然表现出边缘局域化。我们还表明，长程无序对纳米带的输运性质的影响很小，在体隙能窗内。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Influence of edge magnetization and electric fields on zigzag silicene, germanene and stanene nanoribbons
利用多轨道紧束缚模型，研究了在库仑相互作用和垂直电场作用下，锯齿形硅烯、锗烯和锡烯纳米带（分别为ZSiNRs、ZGeNRs和SnNRs）的边缘态.由于多轨道效应，所得到的边缘态具有非线性能量色散，并且纳米带在边缘处显示出感生磁化。由于这种非线性色散，ZSiNR、ZGeNR和ZGeNNR可能无法在场效应晶体管中提供优异的性能，如已经从单轨道紧束缚模型计算中提出的那样。我们提出了一个有效的低能量模型，描述了ZSiNRs，ZGeNRs，和ZGeNRs的边缘状态。我们表明，边缘状态的ZGeNR和ZGeNNR显示反交叉的带与相反的自旋，即使只有面外的边缘磁化存在。通过施加电场来调节边缘态的自旋极化的能力指出了未来制造硅烯、锗烯和锡烯纳米带作为自旋电子器件的机会。
2018-10-01 cond-mat.mes-hall
Edge states of zigzag graphene nanoribbons with B and N doping at edge atoms
采用紧束缚模型，理论研究了锯齿形石墨烯纳米带最外层的C原子被B和N原子取代后的锯齿形硼碳氮（BCN）纳米带的电子性质.结果表明，除了六倍超原胞的情况外，当B原子和N原子数目相等时，费米能级上出现平带和边缘态。为了研究BCN纳米带中边缘态的起源，我们考虑了具有锯齿形边缘的半无限石墨烯片，其中最外面的C原子被B和N原子取代。我们分析表明，在锯齿形的边缘和平坦的频带使用传输矩阵方法的边缘状态的存在。
2013-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Geometric magnetoconductance dips by edge roughness in graphene nanoribbons
通过数值模拟研究了锯齿形和扶手椅形粗糙边缘石墨烯纳米带的磁导特性。具有足够小的体无序的纳米带在接近带宽度的回旋半径处显示出明显的磁导最小值，这与在常规半导体量子线中观察到的线峰非常相似。在锯齿形纳米带中，由于靠近边缘的电流密度降低，该特征仅在边缘粗糙度的阈值幅度以上才变得可见。
2011-12-08 cond-mat.mes-hall
Interplay between Aharonov-Bohm interference and parity selective tunneling in zigzag graphene nanoribbon rings
对锯齿形石墨烯纳米环PN结中的Aharonov-Bohm（AB）效应和宇称选择性隧穿进行了数值研究。我们发现，当施加一个磁场的环，AB干涉可以逆转的宇称对称性的入射波，因此可以强烈调制通过系统的宇称选择传输。因此，不同宇称的两个态之间的传输表现出AB振荡，与相同宇称的状态的情况相比，具有π相移。在此基础上，研究表明，在这种结构中可以实现诸如巨（正和负）磁电阻和强负微分电导等有趣的效应。因此，我们的研究提出了一个新的性质的AB干涉，这可能有助于进一步了解石墨烯介观系统的输运性质。
2013-07-17 cond-mat.mes-hall
Probing divacancy defects in a zigzag graphene nanoribbon through RKKY exchange interaction
利用紧束缚哈密顿量和格林函数方法研究了空位缺陷对锯齿形石墨烯纳米带（zGNRs）的电磁性质的影响.间接交换耦合的演变，称为Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用，包括单，双，和多个5-8-5双空位缺陷的解释。我们的数值计算表明，zGNRs的电子结构和交换耦合的变化取决于显着的双空位缺陷相对于带边缘的位置和双空位缺陷的数量。在两种杂质都位于边缘上的情况下，交换耦合的大小是当它们被放置在纳米晶体内部时产生的几个数量级的强度。此外，周期性的双空位导致带的磁性基态的急剧变化。在高空位势的极限下，RKKY相互作用的强度与费米能近似无关。
2020-06-02 cond-mat.mes-hall
Spin negative differential resistance in edge doped zigzag graphene nanoribbons
采用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法，系统研究了边缘掺杂III族和V族元素的锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）的非线性自旋相关输运性质.掺杂剂的类型，受体或供体，和几何对称性，奇数或偶数，被发现在确定的电流和电流-电压特性的自旋极化的关键。对于在下侧边缘上替代掺杂的ZGNR，在1V左右的偏置电压下，下（上）自旋电流在奇（偶）宽ZGNR中占主导地位。值得注意的是，在由III族元素（B和Al）掺杂的均匀宽度的ZGNR中，负微分电阻（NDR）仅发生于向下自旋。自旋负阻的偏置范围随ZGNR宽度的增加而增大。在任何奇数宽度的ZGNR中都没有观察到明显的自旋NDR，在V族元素（N和P）掺杂的偶数宽度的ZGNR中也没有观察到明显的自旋NDR。这种特殊的自旋负阻边缘掺杂的ZGNRs表明在自旋电子学的潜在应用。
2014-08-29 cond-mat.mes-hall
Symmetries and the conductance of graphene nanoribbons with long-range disorder
我们研究了长程无序石墨烯纳米带的电导。由于不存在来自无序势的谷间散射，即使没有磁场，时间反演对称性（TRS）也可以有效地被打破，这取决于带边缘的类型。即使扶手椅边缘一般混合谷，我们表明，金属扶手椅纳米带具有隐藏的伪谷结构和有效地打破TRS。相比之下，半导体扶手椅纳米带不可避免地混合山谷和恢复TRS。结果表明，在强无序状态下，金属扶手椅型带呈现出完全导电的沟道，而半导体扶手椅型带呈现出普通的局域化。在没有谷混合的情况下，TRS也在锯齿形纳米带中有效地断裂。然而，我们发现，谷间散射在锯齿形带显着增强和TRS恢复，即使是平滑的障碍，如果费米能量小于潜在的振幅。无序纳米带的对称性也反映在它们的电导在扩散制度。特别是，我们发现抑制弱本地化和增强的电导波动的金属扶手椅和锯齿带没有谷混合。相反，半导体扶手椅和锯齿带谷混合表现出弱的本地化行为。
2011-11-25 cond-mat.mes-hall
Enhanced thermoelectric figure of merit in edge disordered zigzag graphene nanoribbons
我们基于非平衡格林函数的相同方法工具研究了电子和声子通过边缘无序锯齿形石墨烯纳米带的输运。我们发现，边缘无序显着降低声子的热输运，而只有微弱的有害电子传导。电子和声子的弹性平均自由程的行为指向实现电子晶体与声子玻璃共存的可能性。计算出的热电优值（ZT）的值资格锯齿形石墨烯纳米带作为一个非常有前途的材料热电应用。
2009-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge transfer of edge states in zigzag silicene nanoribbons with Stone-Wales defects
Stone-Wales（SW）缺陷存在于具有蜂窝晶格结构的石墨烯类材料中，并可能用于改变能带工程中的电子性质。本文利用周期性边界条件和第一性原理计算研究了体硅烯及其纳米带中SW缺陷的结构和电子性质随其浓度的变化。我们首先计算了体硅烯中SW缺陷的形成能、结构性质和电子能带结构，并计算了SW缺陷浓度对缺陷的影响。我们的结果表明，从以前的第一性原理计算的可用值有很好的协议。得到了边氢化锯齿型硅烯纳米带中SW缺陷的能量、结构和电子性质随缺陷浓度和位置的变化关系。对于所有计算的浓度，SW缺陷更喜欢位于边缘，由于较低的形成能量。硅烯纳米带中心的SW缺陷对电子性质的影响较小，而硅烯纳米带边缘的SW缺陷分裂了简并的边缘态，产生了相当大的能隙，这取决于缺陷的浓度.值得注意的是，SW缺陷会产生一个微扰排斥势，导致缺陷一侧边缘态的分解电荷转移到无缺陷一侧。
2015-09-12 cond-mat.mes-hall
Half-metallic Dirac cone in zigzag-graphene-nanoribbon/graphene
石墨烯是一种本征零能隙半导体，它的狄拉克电子具有独特的自旋和赝自旋，从而产生了许多有趣的电子和输运性质。虽然孤立的锯齿形石墨烯纳米带是反铁磁半导体，我们通过第一性原理和紧束缚计算表明，锯齿形石墨烯纳米带支撑在石墨烯上是半金属的自旋和赝自旋对称性破缺的结果。特别地，在费米能级附近的K（K '）处形成半金属狄拉克锥。目前的研究结果表明，锯齿形石墨烯纳米带中自旋和赝自旋的独特组合可以用于操纵石墨烯的电子性质，并可能对潜在的石墨烯基纳米电子应用具有实际意义。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene Nanoribbon and Graphene Nanodisk
我们研究了具有闭合边缘的石墨烯衍生物的电子性质。它们是有限长度的石墨烯纳米带和石墨烯纳米盘。虽然所有的无限长锯齿形纳米带都是金属的，但在有限长锯齿形纳米带中没有发现金属态。我们还研究了六边形，平行四边形和三角形的锯齿形或扶手椅边缘的纳米盘。除了三角形锯齿形纳米盘外，在这些纳米盘中也没有发现金属态。有趣的是，我们可以通过改变三角锯齿形纳米盘的尺寸来任意设计金属态的简并度。
2007-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-tuning of edge magnetism in zigzag graphene nanoribbons
利用量子Monte-Carlo方法研究了锯齿型石墨烯纳米带边缘磁性的应变调谐。我们密集的数值计算结果表明，一个相对较弱的库仑相互作用可以诱导一个铁磁的行为与适当的应变，和边缘的磁性可以大大增强沿锯齿形边缘的应变增加，这提供了另一种方式来控制石墨烯磁性，即使在室温下。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dephasing-Induced Stabilization of a Perfectly Conducting Channel in Disordered Graphene Nanoribbons with Zigzag Edges
具有锯齿形边缘的无序石墨烯纳米颗粒中的电子输运受到完美导电通道（PCC）的关键影响，如果谷间散射是可消除的，则PCC是稳定的。在存在这种PCC的情况下，系统的无量纲电导g随着系统长度L的增加而减小到g = 1的量化值。在谷间散射较弱但不稳定的实际情况下，PCC随着L的增加而逐渐不稳定，并且由于安德森局域化的开始，g最终衰减到零。在这里，我们表明PCC的这种不稳定可以通过纯粹的失相来缓解。我们数值计算g中存在的长程杂质，诱导弱谷间散射，考虑到退相效应。它表明，在充分的退相，在g \lesssim 1的制度中的g的衰减被强烈抑制，并且g的准量子化（即，g ~ 1），在L.
2015-12-09 cond-mat.mes-hall
Topological phase and edge states dependence of the RKKY interaction in zigzag silicene nanoribbon
我们提出了多功能材料的基础上的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）的相互作用在锯齿形硅烯纳米管（ZSNR）的半填充在面外电场的存在下。我们发现，拓扑相变中的带色散的ZSNR可以探测使用RKKY相互作用。我们发现，由于ZSNR的零能边缘态，当杂质位于Z字形边缘时，交换耦合显著增强，并且发现在拓扑绝缘体相中的相互作用强度远大于在能带绝缘体区时的相互作用强度.我们提出了一个模型来研究位于ZSNR的边缘上的两个磁性杂质的系统的相位，并发现对于不同的电场值，可能存在三种不同的磁性相位，螺旋，铁磁和反铁磁。硅烯中磁相的这种电可调谐性可以通过使用当前的实验技术来探索，并且可以在自旋电子学领域中感兴趣。
2016-08-03 cond-mat.mes-hall
Tuneable terahertz transitions in zigzag graphene nanoribbons
University of Exeter（埃克塞特大学）；De La Salle University（德拉萨大学）；Teracan Ltd（泰拉肯有限公司）
本文通过横向电场调控锯齿形石墨烯纳米带的能隙，实现太赫兹范围内可调谐的光学跃迁，并利用圆光电流效应和范霍夫奇点增强辐射复合，为紧凑型太赫兹发射器提供新途径。
2026-09-17 cond-mat.mes-hall
Electronic and Magnetic Properties of 1T-TiSe2 Nanoribbons
受最近单层TiSe 2合成的启发，我们使用最先进的密度泛函理论计算来研究这种材料的锯齿形和扶手椅边缘纳米带的结构和电子性质。我们的分析表明，不同于其他超薄材料，如石墨烯，TiSe 2纳米带有一些独特的性能。纳米带的电子带隙随宽度呈指数下降，并且对于宽于20埃的带消失。对于超窄边缘的纳米带，我们发现奇-偶振荡的带隙宽度，虽然他们的能带结构表现出类似的功能。此外，我们详细的磁基态分析表明，锯齿形和扶手椅形边缘的带具有不同的基态。在结构的边缘用氢钝化悬挂键影响能带色散。我们的研究结果揭示了类似晶体结构的T相纳米带的特性。
2015-09-11 cond-mat.mes-hall
Optical injection of a spin current into a zigzag nanoribbon of monolayer MoS2 with antiferromagnetic Kekule distortion
MoS_2单层上的（反）铁磁交换场的Kekule斑图可以通过两侧靠近BiFeO_3的（111）面来诱导。MoS2层的三带紧束缚模型与凯库勒图案交换场被用来描述异质结构。紧束缚模型是合理的第一原理计算。衬底的磁化取向控制交换场的图案，交换场然后在金属和绝缘之间切换最低之字形边缘状态的能带结构。最低的四个锯齿形边缘带提供具有自旋极化电流的导电通道。在这些频带中的载流子的光激发产生相当大的自旋和电荷电流，这是理论上由半导体布洛赫方程的微扰解建模。注入的自旋电流在几个频率处具有多个共振峰，可以通过旋转衬底的磁化方向来关闭。
2019-11-10 cond-mat.mes-hall
Valley Seebeck effect in gate tunable zigzag graphene nanoribbons
我们提出，第一次，谷塞贝克效应在栅极可调锯齿形石墨烯纳米带作为热梯度和valleytronics之间的相互作用的结果。通过热梯度以及外部偏压进一步产生纯谷电流。在较宽的温度范围内，纯谷电流被发现是线性依赖于温度梯度，而它的增加与温度的一个引线的温度为固定的热梯度。提出了一种由温度梯度驱动的谷场效应晶体管（FET），它可以通过栅压实现纯谷电流的开通和关断。阈值栅压和通谷电流与温度梯度成正比。当系统在正栅压下导通时，纯谷电流几乎与栅压无关。如果以安培为单位，则谷电流可达30 μS。这种谷场效应管在未来的谷电子学和谷热电子学中有潜在的应用。
2017-01-06 cond-mat.mes-hall
