Irreversibility in response to forces acting on graphene sheets
石墨烯片中的波纹的量与与衬底或与悬浮结构的相互作用有关。在这里，我们报告了对作用于悬浮石墨烯片的力的反应的不可逆性。这可以解释为什么人们总是在悬浮的石墨烯上观察到波纹结构。我们表明，压缩-松弛机制产生静态波纹的石墨烯片，并确定一个特殊的温度$T_c$，使$T<T_c$的自由能的波纹石墨烯小于粗糙的石墨烯。我们还表明，$T_c$依赖于结构参数，并随着样本量的增加而增加。
2010-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shifted Landau levels in curved graphene sheets
我们通过测量在磁场作用下的离散能谱来研究弯曲石墨烯片中的朗道能级。我们观察到，在波纹石墨烯片，朗道能级满足相同的平方根的能量量子数的依赖，在平面片，$E_n \sim \sqrt{n}$。然而，我们发现，朗道能级在弯曲的片材移动到较低的能量的量成比例的平均空间变形的片材。我们的发现与弯曲石墨烯片中的量子霍尔效应相关，其与朗道量子化直接相关。基于量子格子玻尔兹曼方法，我们发展了一种新的数值方法来求解弯曲流形上的Dirac方程，描述应变石墨烯片中的低能态.
2018-08-03 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph quant-ph
Random gauge field effects on the conductivity of graphene sheets with disordered ripples
我们研究了无序波纹对单层石墨烯片导电性的影响。我们计算了弛豫时间和玻尔兹曼电导率与两种机制。首先，我们研究了由于外部面内磁场$B_\parallel$的电导率校正。由于在沉积在衬底上的石墨烯片处发现的不规则局部曲率，$B_\parallel$可以被映射到垂直于石墨烯表面的有效随机磁场中。其次，我们研究了由形变和应变引起的内禀赝磁场引起的电子动量弛豫。我们发现，这些机制之间的竞争引起了强烈的各向异性的电导率张量。这一结果提供了一种新的策略来定量推断波纹石墨烯薄片中的伪磁场强度。
2015-01-19 cond-mat.mes-hall
Finite-temperature Screening and the Specific Heat of Doped Graphene Sheets
在低能量下，掺杂石墨烯片中的电子由无质量狄拉克费米子哈密顿量描述。在这项工作中，我们提出了一个半解析表达式的非相互作用的无质量狄拉克费米子的动力学密度密度线性响应函数（所谓的“林哈德”功能）在有限的温度。这一结果对于描述无质量狄拉克费米子在随机相位近似下的有限温度屏蔽是至关重要的。特别是，我们用它来定量预测掺杂石墨烯片的比热和压缩性。我们发现，在低温下，比热具有通常的正常费米液体的线性温度行为，与一个斜率，这是完全由重整化准粒子速度控制。
2008-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Buckling in a rotationally invariant spin-elastic model
针对加热石墨烯自发屈曲现象，提出一种保持旋转不变性的经典自旋弹性模型，通过推导仅依赖曲率的有效自由能并最小化，揭示了不同力学相及波纹到屈曲转变机制。
2023-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Charge-Carrier Screening in Single-Layer Graphene
通过直接探测中性石墨烯片的电子结构，研究了载流子屏蔽对中性石墨烯片输运性质的影响。我们发现，费米速度，狄拉克点速度，和整体的狄拉克锥的扭曲重整化，由于屏蔽的电子-电子相互作用在一个不寻常的方式。我们还观察到由于带电杂质的屏蔽，电子平均自由程增加。这些观察有助于我们理解石墨烯输运性质的基础，以及这些有趣的电子-电子相互作用在狄拉克点交叉的基本物理。
2013-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase separation of hydrogen atoms adsorbed on graphene and the smoothness of the graphene-graphane interface
采用改进的Falicov-Kimball模型，在蜂窝晶格上研究了附着氢原子的石墨烯片的电子性质.结果表明，在基态，该系统分为两个阶段：完全氢化的石墨烯（石墨烷）和无氢石墨烯。石墨烯-石墨烯边界获得正的界面张力。因此，石墨烯-石墨烯界面变成一条直线，由于热波动而略微波动。光滑界面可用于制造介观石墨烯基器件。
2011-11-04 cond-mat.mes-hall
Giant Intrinsic Carrier Mobilities in Graphene and Its Bilayer
我们研究了石墨烯及其双层中电子输运的温度依赖性，发现极低的电子-声子散射率，这对室温下可能的载流子迁移率设置了基本限制。我们的测量表明，迁移率显着高于200，000 cm 2/Vs是可以实现的，如果外在的障碍被消除。在大约200 K以上观察到的电阻率的急剧（阈值状）增加是出乎意料的，但是可以在波纹石墨烯片的模型内定性地理解，其中散射发生在波纹内弯曲声子上。
2008-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic gaps and exciton binding energies in multilayer phosphorene quantum dots
介电屏蔽对于精确计算二维材料中激子的结合能是非常重要的。在这项工作中，我们使用密度泛函理论计算多层（最多三层）磷烯片的介电函数和二维极化率。二维极化率，然后使用在多层磷烯量子点的激子相互作用的介电屏蔽。在大量子点的限制，激子间隙显示出非常好的协议与国家的最先进的测量沉积在不同的基板上的多层磷烯片的光学间隙。
2017-08-01 cond-mat.mes-hall
Effects of Screening on Propagation of Graphene Surface Plasmons
电磁场与二维薄片中的载流子紧密结合，即表面等离子体激元，被作为设备一部分的金属板屏蔽。结果表明，对于外延石墨烯，表面等离子体激元的传播速度被抑制显着通过由界面态的电子电荷的部分屏蔽。基于屏蔽库仑相互作用确定的电子寿命的分析计算，我们表明屏蔽效应给出的结果与最近的实验结果一致。
2014-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thomas-Fermi theory of out-of-plane charge screening in graphene
该研究以 Thomas-Fermi 变分模型分析无限悬浮石墨烯对面外点电荷的屏蔽，证明中性点能量极小元的存在唯一、正则性、正性、普适衰减及精确电荷抵消，并推广到非零背景电荷情形。
2024-06-17 cond-mat.mes-hall math-ph math.AP
Spatially resolving density-dependent screening around a single charged atom in graphene
二维石墨烯片中的电子表现为相互作用的手性狄拉克费米子，并且由于它们的对称性和降低的维度而具有独特的屏蔽性质。通过使用扫描隧道光谱（STM/STS）测量和理论建模的组合，我们已经表征了石墨烯的无质量载流子如何屏蔽单个带电钙原子。背栅石墨烯器件配置使我们能够直接可视化该系统的屏蔽长度如何随载流子密度进行调整。我们的研究结果提供了深入了解电子杂质和电子-电子相互作用在相对论设置与其他石墨烯为基础的电子器件的重要后果。
2017-05-17 cond-mat.mes-hall
Tunable band gaps in bilayer graphene-BN heterostructures
研究了外加电场对六方氮化硼片层间双层石墨烯带隙的影响。利用密度泛函理论，我们表明，间隙是连续可调的从0到0.2 eV，是强大的堆叠无序。此外，氮化硼片不改变自支撑双层石墨烯的基本响应，除了额外的屏蔽。计算表明，石墨烯-氮化硼异质结构可以为石墨烯基电子器件提供可行的途径。
2010-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear screening and charge redistribution in periodically doped graphene
本文建立周期性掺杂石墨烯中考虑长程二维屏蔽的电子势与浓度理论，将问题归结为非线性积分—微分方程并以低成本算法数值求解。
2024-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measuring the local quantum capacitance of graphene using a strongly coupled graphene nanoribbon
我们提出了一个范德瓦尔斯异质结构的电输运测量组成的石墨烯纳米晶分离的薄氮化硼层从微米级的石墨烯片。两层之间的相互作用进行了讨论，在筛选，或者，量子电容。可以通过施加栅极电压将带调谐到传输间隙中。多个网站的本地化电荷导致库仑阻塞的观察与以前的实验一致。由于带和石墨烯顶层片之间的强电容耦合，栅极电压中的库仑阻塞峰的演变可以用于获得局域态密度，从而获得石墨烯顶层的量子电容。空间变化的密度和掺杂被发现这是由于制造缺陷的电介质的空间变化。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon mediated heat flow in disordered graphene
我们计算的热通量和电子-声子热导在一个无序的石墨烯片，超越了费米的黄金法则的方法，充分考虑到修改的电子-声子相互作用的无序。在$k_F l >> 1$（其中$k_F$是费米波矢，l是平均自由程）体系中，采用Keldysh方法结合标准杂质平均法，我们同时考虑了电子与声子之间的标量势（即形变势）和矢量势耦合。我们还考虑了电子屏蔽的影响，在费米能级。我们发现，热通量和热导率的温度依赖性是敏感的无序和屏蔽的存在下，并反映了潜在的手性性质的电子在石墨烯和相应的修改其扩散行为。在弱屏蔽的情况下，无序增强了清洁系统的低温热通量（将相关幂律从$T^4$变为$T^3$），并且变形势占主导地位。对于强屏蔽，变形势和矢量势耦合的贡献相当，低温热流服从$T^5$幂律。
2012-07-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Thermodynamic Charge Partition in Accumulation-Layer Heterostructures
Independent Researcher
研究通过热力学描述累积层异质结构，分析电荷密度分配对能级路径和几何电容的影响，提出自洽方法计算电荷分布与磁化场的关系。
2026-05-01 cond-mat.mes-hall
Quantum capacitance and Landau parameters of massless Dirac fermions in graphene
我们提出了广泛的数值计算结果的热力学状态密度（即量子电容）的二维无质量狄拉克费米子流体在掺杂的石墨烯片。特别是，通过采用无规相位近似，我们量化的金属栅极附近的石墨烯片施加屏蔽的影响。最后，我们计算的自旋和圆对称朗道参数，这可以从实验上提取的量子电容和准粒子速度的相同设置上的独立测量。
2014-07-27 cond-mat.mes-hall
Gate-induced carrier density modulation in bulk graphene: Theories and electrostatic simulation using Matlab pdetool
这篇文章的目的是提供一个独立的介绍，在石墨烯片的栅极诱导载流子密度的理论建模。为此，介绍了相关的理论，即经典电容模型（CCM）、自洽泊松-狄拉克方法（PDM）和量子电容模型（QCM）。还简要介绍了Matlab pdetool的使用方法，指出使用该工具解决目前静电问题所需的最少知识。基于这三种方法的结果进行了比较，表明量子校正，这是不考虑的CCM，但由其他两个，发挥作用，只有当金属栅极是非常接近的石墨烯片，和精确可解QCM工程同样好的自洽PDM。实际的例子对应于现实的实验条件，用于产生石墨烯pnp结和超晶格，以及如何在位置上的背景电位线性可以在石墨烯中实现，示出了所介绍的方法的适用性。此外，通过以相同的方式处理金属接触，最后一个例子表明，PDM和QCM能够解决接触引起的掺杂和屏蔽电位，以及同意与以前的第一性原理研究。
2013-04-03 cond-mat.mes-hall
Collective excitations in a large-d model for graphene
我们考虑一个耦合到弯曲声子的狄拉克费米子模型来描述石墨烯片在$2+d$维度上的波动。我们导出了量子问题的自洽屏蔽方程，在大$d$极限下是精确的。我们首先单独处理膜，并计算出量子到经典，谐波到非谐波的交叉。对于耦合的电子-膜问题，我们计算了弹性相互作用和电子相互作用的缀饰两粒子传播子，发现当耦合$g$足够大时，它表现出一个在某个波矢$q_{\rm c}$处变得不稳定的集体模.鞍点分析，精确在大$d$，表明这种不稳定性对应于自发和同时出现的高斯曲率和电子水坑。石墨烯中的波纹的相关性进行了讨论。
2013-12-10 cond-mat.mes-hall
Nature of Spontaneous Curvature in Suspended Graphene
其内在波纹的性质是理解悬浮石墨烯稳定性的关键因素，也是解开长期存在的低维晶态存在的理论争论的关键因素。石墨烯的波纹形态也在其他2D材料中发现，对其电子，机械和化学性质产生了深远的影响。实际上，在石墨烯被发现之前，波纹现象被广泛观察到：例如，晶体界面的粗糙过渡，生物膜中的波纹相，以及由束缚表面模拟的柔性片材聚合物的褶皱。波纹存在于如此多不同的膜状材料中，这一迷人的事实意味着可能存在一种尚不清楚的普遍物理机制。我们认为悬浮石墨烯中的波纹分为两部分，第一部分由稳定可能的软ZA模式的自发曲率k表征，第二部分由高度波动直接引起的热曲率kt表征。选取k作为系统的序参量，建立了大尺寸石墨烯的热涨落修正Landau理论。我们发现，当温度从0 K升高时，在一个与尺寸有关的临界温度Tc处发生二级相变，对应于平衡构型从平坦态到波纹态的变化.有趣的是，随着温度的升高，序参量是稳定的，和相变是与平衡键长的跳跃以及消失的固有弯曲刚度。所获得的结果表明，波纹形态和基本激发之间的相互作用是至关重要的理解的二维材料的行为。这里发展的概念和理论至少对系留膜具有普遍意义。
2015-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Anomalous elasticity, fluctuations and disorder in elastic membranes
出于自由悬浮的石墨烯和聚合膜在软和生物物质，我们提出了一个无张力的弹性片在热波动和淬火无序的存在下的详细研究。这份手稿是基于一份可追溯到1993年的广泛草案，该草案私下流传。它提出了一般的理论框架和计算细节的许多结果，其中部分形式已发表在简短的信件（乐Doussal和Radzihovsky 1992年）。原子薄石墨烯片的实验实现推动了这一迷人学科的复兴，使我们过时的预测及其详细的推导及时。为此，我们分析了统计力学的广义D维弹性“膜”嵌入d维使用自洽屏蔽近似（SCSA），这已被证明是前所未有的准确，在这个系统中，准确的三个互补的限制：d -->无穷大，D --> 4，和D=d。聚焦于临界“平坦”相，对于嵌入在三维中的均匀二维膜，我们预测其普遍的长度尺度相关的粗糙度、弹性模量指数和普遍的负泊松比为-1/3。我们还将这些结果扩展到短期和长期相关的随机异质性，预测各种玻璃状褶皱膜状态。最后，我们还预测和分析了一个连续的皱曲过渡的“幻影”弹性片材。我们希望SCSA理论的详细介绍将有助于自由悬浮石墨烯的进一步理论发展和相应的实验研究。
2017-08-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Andreev Reflection in a Bilayer Graphene Junction: Role of Spatial Variation of the Charge Neutrality Point
部分覆盖有块状超导体的石墨烯片用作正常导体-超导体（NS）结，其中电子输运主要由Andreev反射（AR）控制。由于在覆盖区域上感应的过量载流子在屏蔽长度上穿透到未覆盖区域中，未覆盖区域中的电荷中性点（CNP）仅在NS界面附近移位。我们从理论上研究了双层石墨烯结中的电子输运，考虑到电子掺杂情况下CNP的空间变化。当费米能级接近远离NS界面的CNP时，由于在$pn$结处发生的反射孔的衍射，AR以镜面方式发生，所述$pn$结自然地形成在未覆盖区域中。结果表明，在$pn$结的影响下，微分电导随偏置电压的变化呈现出不寻常的非对称性。研究还表明，当费米能级低于CNP时，$pn$结在NS界面附近产生准束缚态，导致微分电导出现共振峰.
2017-06-12 cond-mat.mes-hall
Fluctuation electrodynamics of quantum capacitance in electron bilayers
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；University of Geneva（日内瓦大学）
本文建立电子双层量子电容的涨落电动力学理论，揭示层间关联通过耦合等离激元贡献电容，且石墨烯双层的层间修正因带间屏蔽异常，可作为层间配对探针。
2026-11-03 cond-mat.mes-hall
