Observation of Low Energy Raman Modes in Twisted Bilayer Graphene
在通过化学气相沉积法生长的扭曲双层石墨烯中观察到了两个低于100 cm^-1的新拉曼模式。这两种模式被观察到在一个小的扭曲角的范围内,在该扭曲角的G拉曼峰的强度被强烈增强,这表明这些低能量模式和G拉曼模式共享相同的共振增强机制,作为扭曲角的函数。94 cm^-1模式(用532 nm激光激发测量)被认为是由扭曲的双层石墨烯晶格介导的基本层呼吸振动(ZO(prime)模式),它缺乏长程平移对称性。这种模式的频率和线宽的旋转角的依赖关系可以解释的双共振拉曼过程,这是不同于先前确定的拉曼过程激活的扭曲双层石墨烯超晶格。该依赖性还揭示了两个石墨烯层的电子带重叠的强烈影响。另一个在52 cm^-1处的新模式,以前在双层石墨烯系统中没有观察到,暂时归因于扭转模式,其中底部和顶部石墨烯层在平面内异相旋转。
2013-07-31 cond-mat.mes-hall
On the inner Double-Resonance Raman scattering process in bilayer graphene
通过改变激发激光的能量,可以从双共振拉曼光谱中获得石墨烯系统的声子色散和电子结构。在先前的石墨烯共振拉曼研究中,电子结构在Slonczewski-Weiss-McClure(SWM)模型的框架中进行了分析,考虑了外部DR过程。在这项工作中,我们分析的数据考虑内部DR过程,并获得SWM参数,更好地与其他实验技术获得的。这一结果可能表明,石墨烯系统中的双共振过程仍然存在一个基本的悬而未决的问题。
2010-08-02 cond-mat.mes-hall
Giant Shear Displacement by Light-Induced Raman Force in Bilayer Graphene
范德华层状材料中剪切声子的相干激发是一种非破坏性的机制,可以微调系统的电子态。我们发展了位移喇曼力的图解理论,并将其应用于剪切声子的动力学。我们得到了一个整流拉曼力密度在双层石墨烯的顺序${\cal F}\sim 10{\rm nN/nm^2}$导致一个巨大的剪切位移$Q_0 \sim 50$ pm的强红外激光。我们讨论了圆形和线性位移拉曼力。我们发现,激光频率和偏振可以有效地调谐$Q_0$在不同的电子掺杂,温度和散射率。我们发现,有限的$Q_0$诱导狄拉克交叉对的低能量色散,光电子能谱可以探测。我们的研究结果为模拟和分析激光对层状材料异质结构中堆垛有序的相干调控提供了一条系统的途径。
2022-04-17 cond-mat.mes-hall
Raman spectra of twisted bilayer graphene close to the magic angle
在这项工作中,我们研究了扭曲的双层石墨烯样品的拉曼光谱作为其扭曲角($θ$)的函数,范围从0.03 $^\circ$到3.40 $^\circ$,其中本地$θ$确定通过分析其相关的莫尔超晶格,通过扫描微波阻抗显微镜成像。使用三个标准激发激光线(457、532和633 nm波长),并且考虑主要拉曼活性石墨烯带(G和2D)。我们的结果表明,电子-声子相互作用影响的G带的线宽接近魔角与激光激发波长无关。此外,$θ$ < 1 $^\circ$体系中的2D能带线形由晶格决定,并且取决于Bernal(AB和BA)堆叠双层石墨烯和应变孤子区域(SP)。我们提出了一个几何模型来解释二维线形变化,并从它,我们估计SP宽度时,向魔角移动。
2022-01-05 cond-mat.mes-hall
Intra-Landau-level collective excitations in a bilayer disordered electronic system
研究了在垂直磁场作用下双层无序二维电子系统中的朗道能级内集体激发。能谱的计算范围内的随机相位近似考虑到电子杂质散射的自洽玻恩近似,其中包括一致的顶点校正。这些双层激发阻力和集体激发测量的签名被确定。
2004-07-20 cond-mat.mes-hall
Intra-Landau level Cyclotron Resonance in Bilayer Graphene
由于中性体系费米能级附近的八个朗道能级的近简并性,在石墨烯双层中预期相互作用驱动的整数量子霍尔效应。我们预测,内朗道能级回旋共振信号将出现在一些奇数填充因子,伴随着集体模式,这是几乎没有带隙,并有近似的$k^{3/2}$色散。我们推测与这些模式相关的异常本地化物理的可能性。
2008-06-17 cond-mat.mes-hall
Polarization dependence of double resonant Raman scattering band in bilayer graphene
研究了双层石墨烯(BLG)中双共振拉曼散射(2D)带的偏振依赖性与激发激光能量的关系。已经知道,BLG的2D带的复杂形状可以被分解成具有不同拉曼频移的四个洛伦兹峰,这归因于能量-动量空间中的四个单独的散射路径。然而,从我们的偏振依赖性研究中,我们揭示了四个不同峰中的每一个实际上在其散射通道中是双重简并的,即,两个不同的散射路径,每个峰值具有相似的拉曼频移。我们发现,理论上,这两条路径之一,忽略了很长一段时间,有一个小的贡献,他们的散射强度,但在理解他们的偏振依赖性是至关重要的。因此,与单层石墨烯(SLG)的情况不同,四个峰的最大与最小强度比显示出对激发能的强依赖性。因此,我们的研究结果揭示了石墨系统中电子-声子相互作用的另一个有趣的方面。
2014-03-14 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional analysis of the double-resonant 2D Raman mode in bilayer graphene
通过完全从第一性原理计算双共振拉曼散射截面,并在$GW$水平上考虑电子-电子相互作用,我们揭示了双层石墨烯中双共振2D模的主要贡献。我们表明,在以前的作品相比,所谓的内部过程是占主导地位的,并在二维模式的线型是由三个占主导地位的共振周围的$K$点。我们发现TO声子分支在$Γ-K$方向上的分裂,在$GW$近似下可达12 cm $^{-1}$,这对于彻底描述二维模线型是非常重要的。最后,我们提出了一种从实验数据中提取TO声子分裂和电子带分裂的方法。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall
Landau Levels of Bilayer Graphene in a WSe$_2$/Bilayer Graphene van der Waals Heterostructure
在两种不同的范德华材料之间形成的异质结构使每个组分中不存在的相互作用和功能成为可能。在这项工作中,我们表明,附近的一个原子薄的WSe $_2$片显着影响的能量的双分子层石墨烯的低朗道能级的破坏,可能是由于筛选。我们提出了一个系统的研究磁场和电位移场的朗道能级间隙的填充因子$ν$ = 1,2,3,并比较BN封装的原始双层石墨烯。在WSe $_2$ /双层石墨烯异质结构中,N = 0和1轨道波函数之间的交换主导的能量分裂显著增强,这导致在填充因子$ν$ = 0处的修改的相图和在$ν$ = 1和3处的更大的能隙。另一方面,在$ν$ = 2处的交换增强的自旋能隙减小了大约两倍。我们的研究结果表明,一种可能的方式来工程量子霍尔现象通过范德华异质结构。
2019-11-04 cond-mat.mes-hall
Topologically protected Landau levels in bilayer graphene in finite electric fields
结果表明,只要键无序在几个晶格常数范围内相关,双层石墨烯的零能朗道能级对键无序的影响就非常明显(类似于δ函数),这种零模反常的鲁棒性可以归因于保持了手征对称性.出乎意料的是,即使当我们施加有限的电势差(即,电场)时,谷分裂的$n=0$朗道能级保持非常尖锐,尽管它们现在偏离了零能量,而$n=1$朗道能级表现出通常的行为。
2011-11-25 cond-mat.mes-hall
Strained bilayer graphene: Band structure topology and Landau level spectrum
我们发现,在双层石墨烯的低能量能带结构的拓扑结构,关键取决于机械变形的晶体,可以很容易地在悬浮的石墨烯片发展。我们描述的Lifshitz过渡,发生在应变双层分裂后的抛物线带在中间的能量成几个狄拉克锥在几毫电子伏的能量尺度。然后,我们展示了这如何影响电子朗道能级谱和量子霍尔效应。
2011-07-18 cond-mat.mes-hall
Probing the bright exciton state in twisted bilayer graphene via resonant Raman scattering
双层石墨烯的能带结构是可调的,通过在两层之间引入相对扭转角,解锁了奇异相,如超导体和莫特绝缘体,并为新物理学提供了肥沃的土壤。在大约10°的中间扭转角下,高度简并的电子跃迁杂化形成激子态,这在金属系统中是非常不寻常的现象。我们使用共振拉曼散射测量来探测亮激子模式,以跟踪石墨烯拉曼G峰的强度的演变,对应于E2 g声子。通过低温冷却的样品,我们能够解决作为激发能的函数的G峰强度演化中的入射和出射共振,作为拉曼过程中的中间态的亮激子的突出表现。对于扭转角为8.6°的样品,我们报道了一个弱的温度依赖的共振增宽$γ$ ${\approx}$ 0.07 eV。在小的非均匀加宽的限制下,所观察到的$γ$在存在由用于拉曼测量的光脉冲激发的电荷和激子的情况下将亮激子散射寿命的下限设置为10 fs,这受限于石墨烯中的快速激子-激子和激子-电荷散射。
2021-06-24 cond-mat.mes-hall
Landau levels of single layer and bilayer phosphorene
在这项工作中,我们介绍了一个低能量的哈密顿单层和双层黑磷,描述了在附近的伽马点的电子状态。该模型是基于最近提出的紧束缚描述的电子和空穴带接近费米能级。我们计算的朗道能级谱作为磁场的函数的表达式,并在双层黑磷的情况下,我们调查的电子带隙上的外部偏压的效果。结果表明,黑磷的高度各向异性的字符,特别是双层BP,偏置的存在下允许场诱导的超导体-金属过渡。
2015-04-09 cond-mat.mes-hall
Theory of inter-Landau level magnetoexcitons in bilayer graphene
如果将双层石墨烯置于高垂直磁场中,在足够低的温度下观察到几个量子霍尔平台。其中,$σ_{xy}=4ne^2/h$序列($n\neq0$)由标准朗道量子化解释,而其他整数平台由于相互作用而出现。在这两种情况下的低能量激发是磁激子,其色散关系取决于在一个复杂的方式的单体和多体效应。通过对双层石墨烯中磁激子模的分析,发现不同朗道能级跃迁的混合不仅使它们重正化,而且从本质上改变了它们在有限波长处的光谱和轨道特性。这些预测可以在非弹性光散射实验中进行探测。
2013-02-01 cond-mat.mes-hall
Photoinduced polarization enhancement in biased bilayer graphene in the Landau level regime
我们研究了在朗道量子化机制下,单层石墨烯在单色激光照射下的载流子动力学行为。即使辐射场不提升最低朗道能级(LLS)的能量简并,它仍然对较高LLS($n\ge2$)的光致赝自旋极化响应具有强烈的影响。我们的结果表明,光生带隙导致的平均赝自旋极化的有限响应与非平凡的振荡行为。结果表明,这些较高的LL跃迁的贡献是至关重要的,以实现增强的光致极化辐射双层石墨烯。我们的研究结果的实验可行性进行了讨论。
2019-08-15 cond-mat.mes-hall
Superfluidity and effective mass of magnetoexcitons in topological insulator bilayers: Effect of inter-Landau-level Coulomb interaction
从理论上研究了拓扑绝缘体双层膜中磁激子的有效质量和超流态-正常相变温度。对朗道能级内库仑相互作用进行微扰处理,由此解析地讨论了有效磁激子质量。通过对哈密顿量进行更精确的数值对角化,引入朗道能级间库仑相互作用,对磁激子的性质进行了重要的修正,特别是磁激子有效质量的显著降低和超流正常相变温度的提高.
2012-05-24 cond-mat.mes-hall
Observation of Distinct Electron-Phonon Couplings in Gated Bilayer Graphene
对背栅双层石墨烯样品进行了拉曼光谱研究。由电荷转移引起的费米能级的变化分裂了拉曼G带,使其较高的部分变硬,而较低的部分变软。这两个分量与这两个层中原子的对称振动(S)和反对称振动(AS)相关联,后者由于反转对称破缺而变得拉曼活性。声子硬化和软化的解释考虑的S和AS声子与带间和带内电子空穴对的选择性耦合。
2008-08-18 cond-mat.mes-hall
Interface Landau levels in graphene monolayer-bilayer junction
在有效质量近似下研究了磁场中石墨烯单双层结的电子结构。能谱的特征在于界面朗道能级,即,在边界附近出现局部平坦带,导致局域态密度的一系列特征峰。它们的能量与边界类型无关,如锯齿形或扶手椅形。在原子尺度下,由于扶手椅型边界的谷混合效应,局域态密度呈现凯库勒型,而锯齿型边界的局域态密度不呈现凯库勒型。
2010-08-27 cond-mat.mes-hall
Time-resolved magneto-Raman study of carrier dynamics in low Landau levels of graphene
我们利用时间分辨拉曼散射的新方法研究了朗道量子化机制下石墨烯中电子系统的弛豫动力学。实验的非共振特性使我们能够分析弛豫速率的场依赖性。我们的结果清楚地证明了朗道跃迁能量和G带之间的共振导致弛豫速率的急剧增加,并在先前研究的俄歇散射之外对石墨烯中朗道量子化电子的弛豫机制提供了新的见解。
2018-10-18 cond-mat.mes-hall
Structure and the Lamb-shift-like quantum splitting of the pseudo-zero-mode Landau levels in bilayer graphene
在磁场中,双层石墨烯支持零能量朗道能级的八重态,在朗道轨道n=0和n=1中具有额外的两倍简并度。它表明,这种轨道简并解除由于库仑量子波动的价带(狄拉克海),这是一个量子效应类似于兰姆位移的氢原子。详细研究了这些零能级在自旋和谷破缺以及库仑相互作用存在下,如何随着填充而演化为各种赝零模朗道能级,并与实验结果进行了比较.
2012-07-05 cond-mat.mes-hall
Landau levels and oscillator strength in a biased bilayer of graphene
我们得到了在磁场作用下的石墨烯双层薄膜的本征态和朗道能级谱的解析表达式。计算是在四带连续模型的背景下进行的,并推广了以前的近似结果。作为层间耦合,层间的电势差和磁场的函数的频谱的解决方案。显式的表达式使我们能够计算的振子强度和选择规则的电偶极跃迁之间的朗道状态。一些跃迁的能量相对于无偏双膜中的跃迁有显著的偏移,并且表现出非常不同的磁场依赖性。
2007-08-06 cond-mat.mes-hall
Look-alike Landau levels in locally biased twisted bilayer graphene
在小扭曲的情况下,在扭曲的双层石墨烯中形成的莫尔超晶格的大晶格常数使得能够在中等磁场下观察到朗道能级分裂成Hofstadter蝴蝶的能谱。这是预期的均匀偏置条件下的通用系统,但其对空间电位波动的鲁棒性是一个悬而未决的问题。研究了均匀磁场和只在中心部分施加的偏置电压对扭曲双层膜系统的能量结构的影响。虽然平移对称性被破坏,但主要位于中心区域外的能态仍可能凝聚在朗道能级上,这些能级将分裂,显示出自相似性特征。此外,除了具有零模朗道能级的能态在电荷中性点处的通用分支之外,当两个层被施加相同的电压时,第二个看起来向上移动的相似能态分支可以由主要位于中心区域的态发展。否则,对于层的反偏置,仅存在通用分支,但最低朗道层两侧是位于扭曲双层系统的中心偏置部分的顶层或底层的类空穴和类电子态。
2021-04-20 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic response and pseudo-zero-mode Landau levels of bilayer graphene in a magnetic field
研究了双层石墨烯在磁场中的电磁响应,并与单层石墨烯的电磁响应进行了比较。这两种类型的石墨烯在介电和屏蔽特性方面在质量上非常相似,特别是那些来自真空波动的特性,但双层的影响通常要大得多。零(能量)模式朗道能级的存在是石墨烯特有的特征。在双层膜中,与单层膜不同,零模能级的影响变得可见,甚至在密度响应中占主导地位,因为外部可控的带隙发展。指出双层石墨烯的准零模能级分裂是由面内电场或注入电流控制的。此外,还建立了双层石墨烯的低能有效规范理论。
2008-04-23 cond-mat.mes-hall
Effective Landau Level Diagram of Bilayer Graphene
填充因子范围为-4 < $ν$ < 4的双层石墨烯的$E = 0$八重态是多体现象的肥沃操场,但由于强相互作用和竞争的量子自由度,朗道能级图缺失。我们结合测量和建模来构建一个经验和定量的光谱。单粒子图有效地结合了相互作用的影响,并提供了一个统一的框架,以了解占领序列,能隙和相变中观察到的八隅体。它是更复杂的计算和实验的新起点。
2018-02-02 cond-mat.mes-hall
Multiphonons resonance Raman scattering in Landau-quantized graphene
本文利用Huang-Rhys模型研究了极性衬底上石墨烯朗道能级间的多声子共振拉曼散射。我们不仅介绍了单个和多个表面光学(SO)声子散射,而且提出了由SO声子和纵向声学声子组成的组合多声子散射(CMS)。我们发现,CMS有一个蓝移行为随着磁场的增加,不同于这些SO声子共振散射在特定的磁场。这种行为可以用来解释实验中光学声子共振散射拉曼光谱肩部的变化。该理论模型可以扩展到二维材料拉曼光谱的精细结构分析。
2017-11-30 cond-mat.mes-hall
Doping controlled Fano resonance in bilayer 1T$ ^{\prime} $-ReS$ _{2} $: Raman experiments and first-principles theoretical analysis
在双层ReS $ _{2} $沟道的场效应晶体管(FET)中,我们证明了使用拉曼光谱,电子掺杂(n)的结果在软化的频率和线宽的面内振动模式,离开面外振动模式不受影响。在$\sim$ 151 cm $^{-1} $处观察到面内拉曼模式的最大变化,这也示出了在$\sim 3.7\times10^{13}$ cm $^{-2} $的掺杂浓度下具有Fano参数1/q = -0.17的掺杂诱导的Fano共振。通过第一性原理密度泛函理论(DFT)对我们的结果进行了定量分析,结果表明,面内模的电子-声子耦合(EPC)比面外模的强,并且其随掺杂的变化与层的堆积无关.大EPC的起源追溯到1 T到1 T $ ^{\prime} $结构相变的ReS $ _{2} $涉及面内位移的原子,其不稳定性驱动的嵌套费米面的1 T结构。结果还与同构三层ReSe $ _{2} $进行了比较。
2021-09-01 cond-mat.mes-hall
Pseudo-zero-mode Landau levels and pseudospin waves in bilayer graphene
在磁场中的双层石墨烯支持八个零能量朗道能级,随着可调带隙的发展,这些朗道能级演变成由带隙分开的两个近简并的四重态。一个密切关注的性质,这样一个孤立的四重态的伪零模能级在半填充的存在下,在一个平面内的电场和库仑相互作用。伪零模水平原来支持,通过轨道混合,电荷载流子与诱导的电偶极矩,这导致特征集体激发,pseudosin波,具有一些可控的功能,可能的实验信号进行了讨论。
2009-12-11 cond-mat.mes-hall
Periodic Landau gauge and Quantum Hall effect in twisted bilayer graphene
从理论上研究了扭曲双层石墨烯中能量与磁场的关系(Hofstadter蝶形图)。如果我们采用通常的朗道规范,即使当通过超原胞的磁通量是有理数时,我们也不能采用有限周期。我们证明了\textit{periodic}朗道规范在一个方向上具有周期性,这使我们有可能得到Hofstadter蝶形图。由于超晶胞可以很大,因此即使当磁场不是极强时,通过通量量子归一化的超晶胞的磁通量也可以是具有小分母的分数。因此,量子化霍尔电导可以是非平凡丢番图方程的解。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall
Probing the Electronic Structure of Bilayer Graphene by Raman Scattering
采用不同激光激发能的共振拉曼光谱研究了双层石墨烯的电子结构。实验测量了石墨的Slonczewski-Weiss-McClure模型的参数值,其中一些参数值与以前报道的石墨的参数值有很大的不同,特别是与电子和空穴的有效质量差有关的参数值。从实验数据中也得到了双层石墨烯中两个TO声子分支的分裂。我们的研究结果具有双层石墨烯电子器件的影响。
2007-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Negative Landau damping in bilayer graphene"
在[Phys. Rev. Lett. Vol.119,p.133901(2017)]有人认为,在存在电子漂移的情况下,两个平行的石墨烯层支持不稳定的等离子体振子模式。在这里,我们表明,预测的等离子体激元不稳定性是一个人工制品的错误后,评价石墨烯极化率的存在,如果电子漂移。打破伽利略不变性和空间分散的导电性抑制等离子体激元不稳定性的关键作用突出。
2018-12-10 cond-mat.mes-hall
Dispersions and magnetism of strain-induced pseudo Landau levels in Bernal-stacked bilayer graphene
本文研究Bernal堆叠双层石墨烯锯齿形纳米带中的应变诱导赝朗道能级,通过耦合Dirac模型解析其色散,并揭示第零、第一能级的亚晶格极化及相互作用产生的全局反铁磁序。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall
Stability of zero-mode Landau levels in bilayer graphene against disorder in the presence of the trigonal warping
研究了在三角弯曲存在下双层石墨烯中零能朗道能级对抗手征对称无序的稳定性。基于紧束缚晶格模型与键无序相关的几个晶格常数,它表明,在四个朗道能级每个自旋和每个谷,两个朗道能级表现出异常的尖锐性,在没有三角翘曲,而其他两个被加宽,产生分裂峰的状态密度。这可以归因于每个谷中的总手性为+2或-2的事实,即使在存在由于无序引起的谷内散射的情况下,其也在拓扑上受到保护。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
Landau velocity for collective quantum Hall breakdown in bilayer graphene
量子霍尔效应(QHE)的击穿通常与接近朗道能级间(LL)齐纳场的电场、朗道带隙与回旋半径的比值相关联。在半导体异质结构中,尽管进行了广泛的研究,但本文使用高迁移率双层石墨烯和高频电流噪声报道了固有齐纳极限。我们表明,电子-电子相互作用所产生的集体激发是必不可少的。在无噪声弹道QHE机制之外,大的超泊松散粒噪声通过LL间散射发出击穿信号。在声子和杂质散射被淬灭的情况下,击穿最终受到集体激发的限制。其破裂机制与超流体的Roton机制有很强的相似性,可用Landau临界速度来描述。
2018-05-15 cond-mat.mes-hall
Microwave spectroscopic studies of the bilayer electron solid states at low Landau filling in a wide quantum well
在分数量子霍尔效应(Fractional Hall effect,简称FHE)系列的低朗道填充因子$(ν)$终端,二维电子系统(2DES)呈现出一种绝缘相,这种绝缘相被理解为钉扎维格纳固体的一种形式。在这里,我们使用微波光谱探测过渡到绝缘体的宽量子阱(WQW)的样品,可以支持单层或双层状态取决于其总的载流子密度,$n$。我们发现绝缘体表现出共振,这是双层固体的特征。共振还揭示了一对过渡内的固体,这是不可访问的直流传输测量。随着$n$被更深地偏置到双层固体区域,共振以特定强度增长,并且绝缘体内的跃迁消失。这些行为暗示了绝缘相作为液体和固体组分的乳液的图像。
2014-11-14 cond-mat.mes-hall
Landau Quantization in Graphene Monolayer, Bernal Bilayer, and Bernal Trilayer on Graphite Surface
用扫描隧道显微镜和光谱学研究了从石墨表面退耦的电子性质。我们发现,它是可能的,以识别去耦石墨烯单层,Bernal双层,和Bernal三层在石墨表面根据其隧道谱在高磁场。退耦单层和双层分别表现出无质量和有质量狄拉克费米子的朗道量子化。衬底产生一个相当大的带隙,~35 meV,在Bernal双层,因此,在电荷中性点的八倍简并朗道能级分裂成两个谷极化的四重态极化的每一层上。在退耦的Bernal三层中,我们发现有质量和无质量的Dirac费米子共存,其低能能带结构可以很好地用最近邻层内和层间跳跃参数来描述.在三层中观察到无质量狄拉克费米子的费米速度和有质量狄拉克费米子的有效质量之间的强相关性。我们的结果表明,石墨表面提供了一个天然的理想平台,探测石墨烯层的电子光谱。
2015-01-07 cond-mat.mes-hall
Pseudo-zero-mode Landau levels and collective excitations in bilayer graphene
在磁场中的双层石墨烯支持八个零能量朗道能级,随着可调带隙的发展,其分裂成由带隙分开的两个近简并的四重态。一个密切关注的性质,这样一个孤立的四重态的伪零模能级在半填充的存在下的平面内电场和库仑相互作用,重点揭示进一步的可控功能在双层石墨烯。半满的赝零模能级通过轨道能级混合支持具有非零电矩的载流子,这将导致场诱导能级分裂和电流诱导量子霍尔效应。结果表明,库仑相互作用增强了面内场的作用,它们的相互作用导致了丰富的集体激发谱,即赝自旋波,可通过微波实验获得;激发谱中还揭示了一种对偶性。
2009-06-15 cond-mat.mes-hall
Energy spectrum and Landau levels in bilayer graphene with spin-orbit interaction
我们提出了一个理论研究的能带结构和朗道能级的双层石墨烯在低能量下的存在下的横向磁场和Rashba自旋轨道相互作用的制度可以忽略不计的三角失真。在一个有效的低能量的方法(Löwdin分区理论),我们推导出一个有效的哈密顿双层石墨烯,结合了塞曼效应的影响,Rashba自旋轨道相互作用,并包容性地,内在的自旋轨道相互作用的作用在同一个立足点。特别注意的是花在能谱和朗道水平。我们的模拟揭示了Rashba耦合$λ_R $在电子和空穴带的自旋分裂中的强烈影响。具有弱Rashba自旋-轨道相互作用的石墨烯双层膜显示出与$λ_R $成正比的动量线性自旋分裂,但与层间跳跃能$γ_1$成反比。然而,在强自旋轨道耦合$λ_R $的能谱显示出强烈的扭曲行为附近的狄拉克点。我们发现双层石墨烯中的偏压诱导的间隙随着Rashba耦合的增加而减小,这是一种类似于拓扑绝缘体转变的行为。我们进一步预测,由于Rashba相互作用和外部偏置电压之间的相互作用,一个意想不到的非对称自旋分裂和交叉的朗道能级。我们的研究结果是相关的解释磁输运和红外回旋共振测量,包括相对较弱的自旋轨道耦合的情况。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall
Anomalously Strong 2D Band Intensity in Twisted Bilayer Graphene: Raman Evidence for Doubly Degenerate Dirac Band
报道了在638 nm和532 nm可见光激发下,在大旋转角的扭曲双层石墨烯(tBLG)中观察到的强二维带. tBLG的2D带可以达到单层石墨烯的四倍而不是两倍强。相同的tBLG样品也表现出旋转依赖的G-线共振和折叠声子下364 nm的紫外激光激发。我们将这种二维拉曼增强归因于两个双共振拉曼路径之间的相长量子干涉,这是由tBLG莫尔超晶格中的近简并狄拉克带实现的。
2013-09-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Landau levels in deformed bilayer graphene at low magnetic fields
本文综述了单轴应变对双层石墨烯低能电子色散和朗道能级结构的影响。基于紧束缚方法,我们导出了低能哈密顿量中的应变诱导项,并说明了应变对低能电子能带结构的影响。根据施加的应变的大小和方向,我们确定了三个制度的定性不同的电子色散。我们还发现,在弱磁场中,足够的应变导致填充因子ff=+-4在量子霍尔效应测量中是最稳定的,而不是在弱磁场中未微扰双层膜的填充因子ff=+-8。要提到的是,在应变状态之一中,在ff=+-4处的激活间隙,低至非常低的场,弱地依赖于磁场的强度。
2011-09-15 cond-mat.mes-hall
Temperature induced modulation of resonant Raman scattering in bilayer 2H-MoS$_{2}$
研究了高质量双层2 H-MoS $_{2}$封装在六方氮化硼薄片中的共振拉曼散射的温度演化。所观察到的共振拉曼散射光谱的激光能量为1.96 eV,接近激子共振,显示丰富和独特的振动特性,否则没有观察到的非共振散射。在5 ~ 320 K的温度范围内,明确地观察到了1 $^{st}$和2 $^{nd}$阶声子模的出现.光谱包括拉曼激活模式,$i.e.$ E $_\textrm{1g}^{2}$($Γ$)和A $_\textrm{1g}$($Γ$),以及它们的Davydov分裂对应物,$i.e.$ E $_\textrm{1u}$($Γ$)和B $_\textrm{1u}$($Γ$)。拉曼散射光谱的温度演化带来了关键的观察,因为不同声子模式的积分强度分布显示出不同的趋势。在$T$ =5~K时,拉曼散射谱中占主导地位的拉曼活性A $_{1g}$($Γ$)模随温度升高而猝灭。令人惊讶的是,在室温下,在双层中具有红外活性的B $_\textrm{1u}$($Γ$)模式比其标称拉曼活性的A $_\textrm{1g}$($Γ$)对应物强得多。
2022-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superposition of intra- and inter-layer excitons in twistronic MoSe$_2$/WSe$_2$ bilayers probed by resonant Raman scattering
组装成双电子异质结构的二维材料的电子带的杂化使人们能够通过选择共振层间杂化的条件来调节其光电性质。共振层间杂化定性地改变了这种异质结构中的激子,将这些光学活性模式转化为层间和层内激子的叠加态。对于MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构,在WSe $_2$的自旋分裂价带中的空穴和MoSe $_2$的顶部价带中的空穴之间发生强杂化,特别是当两者结合到WSe $_2$的最低导带中的相同电子时。在这里,我们使用共振拉曼散射提供直接证据的激子的杂化在双电子MoSe $_2$ /WSe $_2$结构,通过观察特定的激子散射的声子在WSe $_2$和MoSe $_2$。我们还表明,共振拉曼散射光谱开辟了广泛的可能性,用于量化的层组成的叠加态的激子和层间杂化参数的异质结构的二维材料。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall
Unconventional Landau levels in bulk graphite revealed by Raman spectroscopy
石墨在零磁场下的电子喇曼散射揭示了金属的无结构信号特征。当T<~100 K,B > 2 T时,观察到几个能量与磁场成线性关系的峰,并将其归因于从最低能量朗道能级(LL)到属于同一阶梯的激发态的跃迁。对于高(低)量子数,LL是等(不等)间隔的,这与石墨烯双层中发现的具有Berry相2π的大质量狄拉克费米子(m* = 0.033(2)m_e)的LL序列惊人地一致。这些结果提供了光谱证据,表明石墨烯多层膜最近揭示的许多非常规物理学也被块状石墨所共享。
2008-07-08 cond-mat.mes-hall
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
Coupling and stacking order of ReS2 atomic layers revealed by ultralow-frequency Raman spectroscopy
我们研究了原子薄的ReS 2的超低频拉曼响应,ReS 2是一种特殊类型的二维(2D)半导体,具有独特的扭曲1 T结构。双层和少层ReS 2在低于50 cm-1的频率下表现出丰富的拉曼光谱,其中观察到层间剪切和呼吸模式。这些层间声子模式的出现表明ReS 2层是有序耦合和堆叠的,与一般认为的ReS 2层是相互解耦的相反。虽然层间呼吸模式可以用线性链模型描述,但由于面内晶格畸变,剪切模式表现出独特的行为。特别地,双层ReS 2中的两个剪切模式是非简并的,并且在拉曼光谱中很好地分离,与其他2D材料中的双简并剪切模式相反。通过全面的第一性原理计算,我们可以计算出层间模式的频率和拉曼强度,并确定双层ReS 2中的堆叠顺序。
2015-11-30 cond-mat.mes-hall
Edge photocurrent in bilayer graphene due to inter-Landau-level transitions
我们报道了太赫兹辐射和磁场作用下双层石墨烯边缘光电流的共振激发。在朗道能级(LL)之间的带间(在低载流子密度下)和带内(在高密度下)跃迁中都观察到共振激发的边缘光电流。虽然带内LL跃迁可以追溯到经典回旋共振(CR)并产生强共振特征,但带间LL共振具有量子性质,并导致测量的光电流谱中的较弱特征。所观察到的功能的幅度和偏振特性与半经典理论的带内边缘光电效应,包括其Shubnikov-de-Haas振荡在低温下同意。
2021-02-24 cond-mat.mes-hall
Landau levels and magneto-optics in 30$^\circ$ quasi-periodic twisted bilayer graphene
Graduate School of Information Sciences, Tohoku University(东北大学信息科学研究生院);Center for Integrated Science and Humanities, Fukushima Medical University(福岛医科大学综合科学与人文中心);Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo(东京大学固体物理研究所)
本文基于准带形式法研究30度扭曲双层石墨烯的Landau能级,揭示了近似平带和高退相干能级的特征,通过12重对称性解释磁光导电性。
2026-04-20 cond-mat.mes-hall
Fractional quantum Hall effects in bilayers in the presence of inter-layer tunneling and charge imbalance
双组分分数量子霍尔系统为物理界的一大部分提供了主要动力。在这里,我们研究两个组件的分数量子霍尔系统的自旋极化半填充最低朗道能级(填充因子1/2)和第二朗道能级(填充因子5/2)与精确对角化利用球和环面几何。我们考虑的两种不同的双组分系统是真正的双层和有效的双层(宽量子阱)。在每个模型(双层和宽量子阱)中,我们完全考虑层间隧穿和电荷不平衡项。我们发现,在半满的最低朗道能级,量子阱HE是由两个组件的阿贝尔Halperin 331状态,这是非常强大的电荷不平衡描述。在半满的第二个朗道,我们发现,的ECOHE很可能是由非阿贝尔的摩尔-里德Pfweian状态,这也是相当强大的电荷不平衡描述。此外,我们提出了在第二朗道能级上从阿贝尔态调谐到非阿贝尔态的可能性,并对最近宽量子阱结构中的量子阱的实验研究进行了评论。
2010-08-03 cond-mat.mes-hall
Negative Landau damping in bilayer graphene
我们从理论上证明,由两个耦合的石墨烯片形成的系统能够实现负阻尼机制,其中石墨烯等离子体激元由直流电流泵浦。这种效应是由漂移通过石墨烯片之一的电子触发的,并导致中红外范围内的自发光发射(spasing)和波不稳定性。结果表明,漂移引起的不稳定性和运动介质中的波不稳定性之间存在着深刻的联系,两者都是由具有相反符号频率的振子的杂交引起的。该结构具有几个纳米的厚度和宽光谱可调谐性,可以在纳米光子电路中作为片上光源找到有趣的应用。
2017-03-10 cond-mat.mes-hall
Landau Quantization in Twisted Bilayer Graphenes: the Dirac Comb
我们研究了旋转故障产生周期性超晶格的石墨烯双层的电子光谱的朗道量子化。相称的扭曲双层存在于两个家庭区分他们的子晶格交换宇称。我们发现,这两个家庭表现出不同的朗道量子化光谱区分层间耦合的零模式和振幅调制的能量高于其低能量层间相干尺度的光谱。这些调制可以提供一个强有力的实验探针的大小的弱相干分裂的双层和它的低能质量结构。
2011-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structures and Their Landau Quantizations in Twisted Graphene Bilayer and Trilayer
利用扫描隧道显微镜和光谱研究了扭曲石墨烯双层和三层结构的电子结构及其朗道量子化。在扭曲三层中,顶部石墨烯层和第二层是AB(Bernal)堆叠,并且在第二层和第三层之间存在堆叠取向差。扭曲的双层和三层在其光谱中表现出两个明显的低能范霍夫奇点(VHS)。在VHS以下,在扭曲双层中观察到的朗道能级量子化与石墨烯单层中无质量狄拉克费米子的量子化相同。我们的结果表明,VHS和费米速度的扭曲双层显着依赖于扭曲角和层间耦合强度。在扭曲的三层,我们直接观察到朗道量子化的大规模狄拉克费米子具有相当大的带隙105 meV,这导致在谷(层)极化的最低朗道水平。这样的结果类似于在具有中等电场的Bernal石墨烯双层中预期的朗道量子化。
2015-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reply to the Comment on "Negative Landau damping in bilayer graphene"
在这里,我们解决了Svintsov和Ryzhii [arXiv:1812.03764]对我们关于石墨烯中的负朗道阻尼的文章[Phys. Rev. Lett. 119,133901(2017)]。我们证明,由于动力学和正则动量之间的差异,漂移电流偏置的石墨烯的导电性是由一个伽利略变换时,电子-电子相互作用占主导地位,并迫使电子气以恒定的速度移动,类似于一个移动的介质。此外,它表明,在石墨烯的非局部效应既不排除一个负的朗道阻尼,也没有出现在石墨烯平台的不稳定性。
2019-09-29 cond-mat.mes-hall
Raman imaging of twist angle variations in twisted bilayer graphene at intermediate angles
由于出现了意想不到的材料性能,具有明确定义的各层晶格之间的扭转角的范德华层状材料引起了越来越多的关注。由于许多特性关键地取决于确切的扭转角及其空间均匀性,因此需要局部扭转角的快速且非侵入性的表征技术,优选地在堆叠之后立即应用。我们证明,当使用绿色激发激光时,可以利用共焦拉曼光谱在空间上映射堆叠双层石墨烯中的扭转角为6.5°至8°。扭转角可以直接从横向声学(TA)声子模的莫尔超晶格激活拉曼散射过程中提取。此外,我们表明,TA拉曼峰的宽度包含有价值的信息的空间扭曲角变化的长度尺度下的激光光斑尺寸为~ 500 nm。
2022-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Addressing Raman features of individual layers in isotopically labeled Bernal stacked bilayer graphene
最重要的频带的石墨烯(2D和2D素模式)的应变的评价进行了研究。结果表明,对于Bernal堆叠的双层,双声子拉曼特征具有三个不同的组件,可以被分配到起源于顶部石墨烯层,底部石墨烯层,以及从起源于顶部和底部层的过程的组合的过程。2D和2D主模的各个分量被解纠缠。报道的结果能够解决同位素标记的乱层和Bernalstacked石墨烯系统中单个石墨烯层的性质。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Transport gap and hysteretic behavior of the Ising quantum Hall ferromagnets in Landau levels $\left\vert N\right\vert >0$ of bilayer graphene
Bernal堆叠的石墨烯双层的Landau能级$\left\vert N\right\vert >0$中的手性二维电子气在这些四重简并态的奇数填充因子$ν_{N}=1,3$下具有谷赝自旋伊辛量子霍尔铁磁行为。在零层间电偏压下,这些填充物处的基态是自旋极化的,电子占据一个谷或另一个谷,而有限的电偏压产生一系列谷赝自旋翻转跃迁。在这项工作中,我们扩展了伊辛行为的手性堆叠多层石墨烯和讨论的伊辛量子霍尔铁磁体的滞后行为。我们计算的运输间隙由于不同的激发:散装电子空穴对,电子空穴对限制在相干区的谷赝自旋畴壁,和自旋或谷赝自旋skyrmion-antiskyrmion对。我们确定这些激发在塞曼耦合,偏置,和磁场的给定值具有最低的能量。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall