Hot Phonons in an Electrically Biased Graphene Constriction
声子载流子相互作用可以对器件性能具有显著影响。它们可以通过测量声子寿命来探测，声子寿命反映了声子与其他准粒子，特别是载流子及其伴随声子的相互作用强度。载流子声子和声子-声子对声子寿命的贡献可以从温度依赖的研究中解脱出来。在这里，我们解决的重要性，声子载流子相互作用的焦耳加热的石墨烯收缩，以有助于理解的能量耗散在石墨烯为基础的电子器件。我们证明，无隙石墨烯授予电子声子相互作用不寻常的意义，特别是在低载流子密度。在常规半导体中，带隙通常防止声子通过电子-空穴产生而衰减，并且在金属或其他半金属中，费米温度过大而不能进入电子-声子耦合起主导作用的区域，如在石墨烯中在300至1600 K的研究声子温度区域中。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental realization of single electron tunneling diode based on vertical graphene two-barrier junction
通常，石墨烯在其水平方向上用于设计新概念器件。在这里，我们报告了一个单电子隧穿二极管的基础上量子隧穿通过垂直石墨烯双势垒结。通过将扫描隧道显微镜（STM）尖端定位在沉积在石墨表面上的石墨烯纳米颗粒上方来形成结。由于双势垒结的不对称性，电子可以从针尖单向转移到石墨烯纳米管，但不能从石墨烯单向转移到针尖。这一结果为在垂直方向上设计新型石墨烯晶体管提供了有趣的机会。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular circuits based on graphene nano-ribbon junctions
石墨烯纳米带结的电子器件提出了这封信。非平衡格林函数计算表明，从单层石墨烯定制的具有不同边缘形状和宽度的纳米带结可以充当金属-半导体结，并且可以实现量子点。凭借单层石墨烯图案化到原子精度的可能性，这些结构与先前报道的二维块状石墨烯或碳纳米管器件完全不同，预计将用作未来纳米电子学的构建块。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically-tunable ultra-flat bands and $π$-electron magnetism in graphene nanoribbons
该研究预测一维锯齿形石墨烯纳米带在横向电场下可产生可逆的超平能带，并在电荷掺杂时引发边缘局部磁矩，为诱导强关联电子相提供了新途径。
2024-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistance noise in electrically biased bilayer graphene
我们证明了双层石墨烯中的低频电阻波动或噪声与其能带结构密切相关，并且当导带和价带之间的间隙为零时显示出最小值。利用双栅双层石墨烯器件，我们独立地调节了零禁带和电荷中性点，这为研究双层石墨烯的低能能带结构、电荷局域化和屏蔽特性提供了一种通用的机制.
2008-12-16 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Magnetoconductance of Close-Packed CVD Bilayer Graphene Layer Stacking Walls
本文研究密排CVD双层石墨烯层堆叠壁中量子谷霍尔通道的相互作用，发现不同应变源可形成分离良好与密排的LSW，并证明密排LSW束具有电可调磁电导，为可编程量子输运平台提供新途径。
2024-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optoelectronics with electrically tunable PN diodes in a monolayer dichalcogenide
用于电子学和光电子学的最基本器件之一是PN结，其提供二极管、双极晶体管、光电探测器、LED和太阳能电池以及许多其它器件的功能元件。在传统的PN结中，半导体的相邻p型和n型区域通过化学掺杂形成。然而，具有双极电导的材料允许通过静电门控来配置和修改PN结。这种电气控制使单个设备具有多种功能。在这里，我们报告双极单层WSe 2设备中，两个本地门被用来定义一个PN结内的表WSe 2的排他性。利用这些电可调的PN结，我们展示了理想因子优于2的PN和NP二极管。在光激发下，二极管显示出210 mA/W的光电探测响应度和光伏发电的峰值外量子效率为0.2%，有希望的数字为一个几乎透明的单层片在横向设备的几何形状。最后，我们展示了基于单层WSe 2的发光二极管。这些器件为基于双极性二硫属化物材料的普遍存在的、超薄的、柔性的和几乎透明的光电和电子应用提供了基本的构建块。
2013-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic Properties of electrically modulated monolayer Graphene
对垂直磁场B作用下的电调制单层石墨烯的热力学性质进行了理论研究，旨在确定调制诱导效应对电调制石墨烯热力学性质的影响，并将所得结果与传统的二维电子气的结果进行了比较.由于电调制而产生的一维周期势提升了朗道能级的简并度，并将它们转换成宽度随B振荡的能带。我们发现Weiss型振荡的小值的B和dHvA型振荡在较大值的值$B$。我们发现，与传统的2DEG系统相比，在石墨烯中，调制诱导的热力学性质的影响增强，阻尼较小。
2008-04-21 cond-mat.mes-hall
Model of the Electrostatics and Tunneling Current of Metal-Graphene Junctions and Metal-Insulator-Graphene Heterostructures
本文基于Bardeen转移哈密顿方法建立金属-绝缘体-石墨烯异质结构隧穿电流模型，并以金属-石墨烯结为例揭示微分接触电阻的影响因素。
2013-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adsorption/desorption and electrically controlled flipping of ammonia molecules on graphene
在本文中，我们评估的吸附/脱附的氨分子在石墨烯表面通过研究费米能级位移。基于一个物理上合理的模型，氨分子在石墨烯上的吸附和解吸速率已被提取从测量的费米能级位移作为曝光时间的函数。基于场效应晶体管（FET）的测量，提出了一种电场诱导的氨分子在石墨烯上的翻转行为。
2010-11-04 cond-mat.mes-hall
The epitaxial-graphene/graphene-oxide junction, an essential step towards epitaxial graphene electronics
已经沉积氧化石墨烯（GO）薄片以桥接两个外延石墨烯电极之间的间隙以产生全石墨烯装置。电学测量表明，由于GO中的带隙，在石墨烯/氧化石墨烯结处存在肖特基势垒（SB）。发现势垒高度约为0.7 eV，并且在180 $^\circ$ C退火后降低，这意味着可以通过改变氧化程度来调节间隙。发现GO迁移率的下限为850 cm $^2$ /Vs，与硅相当。已经实现了图案化外延石墨烯的{ \it In situ}局部氧化。
2008-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable transverse magnetic focusing in graphene
尽管存在由于原子核引起的非均匀库仑势，但周期晶格中的电子可以在宏观距离上无散射地传播。电子的这种弹道运动允许使用横向磁场来聚焦电子。这种现象被称为横向磁聚焦（磁聚焦），已被用于研究金属和半导体异质结构的费米表面，以及研究Andreev反射，自旋轨道相互作用，并检测复合费米子。在这里，我们报告的横向磁聚焦在高迁移率的单层，双层和三层石墨烯器件的实验观察。调整石墨烯载流子密度的能力使我们能够第一次从空穴到电子状态连续地研究石墨烯，并分析由此产生的聚焦扇。此外，通过对三层石墨烯施加横向电场，我们使用电子能谱作为弹道电子能谱方法来研究材料电子结构的受控变化。最后，我们证明了石墨烯中的石墨烯在高达300 K的温度下仍然存在，这是迄今为止报道的任何系统的最高温度，为基于电子光学的新型室温应用打开了大门。
2013-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single Gate P-N Junctions in Graphene-Ferroelectric Devices
石墨烯的线性色散关系和随之而来的双极电子应用的影响已经激发了一系列旨在在石墨烯中产生pn结的实验努力。在这里，我们报告通过简单的修改PbZr $_{0.2}$ Ti $_{0.8}$ O $_3$基板，结合自组装层的周围环境掺杂剂形成的石墨烯pn结的电输运测量。我们表明，衬底配置控制的局部掺杂区域，和pn结的行为可以控制与一个单一的栅极。最后，我们表明，铁电衬底诱导的环境掺杂，可用于激活和钝化掺杂的滞后，产生一个“按需”的pn结在石墨烯控制的一个单一的，通用的背栅。
2016-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Generating nanoscale and atomically-sharp p-n junctions in graphene via monolayer-vacancy-island engineering of Cu surface
在石墨烯单层膜中建立高质量的pn结对于研究无质量狄拉克费米子的许多奇异现象至关重要。然而，即使石墨烯技术的快速发展超过十年，在石墨烯中产生纳米级和原子级尖锐的pn结仍然明显困难。在这里，我们采用铜表面的单层-空位-岛工程来实现纳米级pn结与石墨烯单层原子尖锐的边界。石墨烯-Cu分离在Cu单层-空位-岛的边缘周围的变化影响石墨烯中的狄拉克点的位置，这因此导致石墨烯中具有高达660 meV的高度的原子尖锐的pn结。所产生的尖锐pn结将Cu单层-空位-岛上方的石墨烯隔离为连续石墨烯片中的纳米级石墨烯量子点（GQD）。无质量的狄拉克费米子被限制在pn结中一段有限的时间，在量子点中形成准束缚态。利用扫描隧道显微镜观察了不同尺寸GQD中准束缚态的共振现象，直观地观察了GQD的几何结构对准束缚态量子干涉图样的影响，为在原子尺度上测试基于石墨烯的量子电子光学奠定了基础。
2017-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Absorption Spectra of Electrically Gated Bilayer Graphene
采用第一性原理方法研究了双层石墨烯的电子结构和光学响应。当外加电场小于1.5 V/nm时，我们得到了与实验符合较好的感生带隙。在单粒子激发图像内计算了红外吸收率，并给出了其精细结构。此外，计算出的红外吸光率强烈依赖于双层石墨烯的堆叠方式和入射光的偏振方向，这为实验中识别电场强度和堆叠方式提供了有效的方法。最后讨论了多电子效应。
2010-04-01 cond-mat.mes-hall
Inhomogeneity in barrier height at graphene/Si (GaAs) Schottky junctions
与半导体接合的石墨烯形成具有整流特性的肖特基结，然而，经常观察到肖特基势垒高度的波动。在这项工作中，肖特基结的制造通过转移化学气相沉积单层石墨烯到n型Si和GaAs衬底。在215 ~ 350 K温度范围内，通过电流-电压测量，得到了势垒高度和理想因子随温度的变化关系。随着温度的升高，两个结的零偏势垒高度增加，理想因子减少。这种行为是由于势垒的不均匀性，所产生的界面状态所揭示的扫描隧道显微镜/光谱。假设势垒高度的高斯分布，对于石墨烯Si和GaAs结分别发现1.14（+/-）0.14eV和0.76（+/-）0.10eV的平均值。这些研究结果提供了深入了解的势垒高度的不均匀性，在石墨烯为基础的肖特基结，石墨烯与Si和GaAs器件架构的集成至关重要。
2015-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport in Graphene Tunnel Junctions
我们提出了一种技术来制造石墨烯和铝和铜之间的隧道结，与硅背栅，以及一个简单的理论之间的金属和石墨烯的隧道。我们映射我们的结与探针和背栅电压的微分电导，并观察到直接与石墨烯态密度相关的电导波动。石墨烯狄拉克点处电导的常规强抑制不能被清楚地证明，但是发现了狄拉克点的更鲁棒的签名：由隧道探针对石墨烯的静电门控引起的电导图中的拐点。我们提出了我们的电导图的数值模拟，确认测量结果。此外，Al引起石墨烯的强n掺杂，Cu引起适度的p掺杂，并且在高电阻结中，观察到声子共振，如在STM研究中。
2010-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Broadband, electrically tuneable, third harmonic generation in graphene
当高强度光（$>10^{10}$ W/m $^{2}$）与非线性材料相互作用时发生光学谐波产生。非线性光学响应的电气控制使门可调开关和频率转换器等应用成为可能。石墨烯显示出非常强的光物质相互作用和电和宽带可调的三阶非线性极化率。在这里，我们表明，在石墨烯的三次谐波产生效率可以调整超过两个数量级，通过控制费米能量和入射光子能量。这是由于多光子跃迁引起的非线性电导率虚部的对数共振。由于无质量狄拉克费米子的线性色散，可以实现超宽带电可调谐性，从而为用于光通信和信号处理的电可调谐宽带频率转换器铺平了道路。
2017-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrically controlled crossover between $2π$- and $4π$-Josephson effects through topologically-confined channels in silicene
我们提出了一种可调拓扑约瑟夫森结在硅烯静电门可以切换之间的平凡和拓扑结。这些方面是一个可调的相变的拓扑限制谷手征态从自旋简并到自旋螺旋制度的结果。我们计算Andreev束缚态在这样的结分析使用低能量近似的紧束缚模型的硅烯在接近s波超导体，以及在数值上的短和长结制度，并在存在谷间散射。结合拓扑平凡和非平凡的地区，我们展示了如何谷间散射可以有效地打开和关闭内的约瑟夫森结。这构成了一个拓扑约瑟夫森结与电可调准粒子中毒源。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistive junctions based on epitaxial graphene and hexagonal boron nitride
我们提出单层外延石墨烯和六方氮化硼（h-BN）作为最终厚度的共价间隔磁阻结。利用第一性原理方法，我们研究了这种结的结构，磁性和自旋输运性质的基础上，结构良好的界面与（111）面心立方或（0001）六方晶系铁磁过渡金属。我们发现低电阻面积的产品，强交换耦合整个接口，和磁阻比超过100%的某些化学成分。这些属性可以微调，使拟议的结有吸引力的纳米自旋电子学应用。
2009-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear screening and ballistic transport in a graphene p-n junction
我们研究了石墨烯中静电产生的横向pn结的电荷密度分布、电场分布和电阻。我们发现，在电子和空穴区域的界面处的电场强烈增强，由于有限的狄拉克准粒子的屏蔽能力。因此，结电阻低于在以前的文献中估计。
2007-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatially resolving unconventional interface Landau quantization in a graphene monolayer-bilayer planar junction
石墨烯混合平面结构由具有不同量子霍尔（QH）状态的两个区域组成，表现出不寻常的传输特性1 -5，源于两个不同区域6界面处的手性边缘态平衡。在这里，我们提出了一个亚纳米分辨的扫描隧道显微镜（STM）和光谱（STS）研究的单双层石墨烯平面结在QH制度。原子定义良好的接口，这样的交界处，使我们能够在空间上解决接口的电子特性。在界面周围，我们检测到朗道量子化的无质量狄拉克费米子，如预期在石墨烯单层，低于电荷中性点Nc的结，而出乎意料的是，只有朗道量子化的大量狄拉克费米子，如预期在石墨烯双层，观察到以上的Nc。所观察到的非常规界面朗道量子化源于这样一个事实，即跨界面的量子电导仅由结的石墨烯单层和双层区域中的最小填充因子（边缘模式的数量）确定6，7。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface States in Carbon Nanotube Junctions: Rolling up graphene
研究了碳纳米管分子内非手性管结中界面态的起源。通过将Born-von Karman边界条件应用于扶手椅和扶手椅终止的石墨烯层之间的界面，我们能够解释它们的数量和能量。我们发现，这些界面状态，costumarily归因于拓扑缺陷的存在下，实际上是与锯齿形边缘状态，如那些石墨烯锯齿形纳米带。空间本地化的界面状态被认为是变化很大，并可能延伸到任何一侧的交界处。我们的研究结果给出了一个不寻常的衰减长度测量半导体纳米管结的界面态的另一种解释，并可以进一步测试本地探针光谱。
2009-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
P-N junctions dynamics in graphene channel induced by ferroelectric domains motion
基于Landau-Ginzburg-Devonshire唯象学和经典静电学，采用自洽方法研究了铁电衬底中条纹畴形核、运动和反转引起的石墨烯沟道中pn结动力学.我们揭示了非本征尺寸效应在石墨烯沟道电导率对它的长度的依赖。对于铁电体和石墨烯之间的完美电接触的情况，需要相对低的栅极电压来响应于周期性栅极电压而引起铁电体极化和石墨烯电荷的显著滞后。具有宽存储器窗口的石墨烯电导的显著非线性滞后对应于栅极电压的高振幅。我们预测，所考虑的纳米结构“顶栅/介电层/石墨烯沟道/铁电衬底”可以是一个有前途的候选人，用于制造新一代的调制器和整流器的基础上的石墨烯pn结。
2017-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier transport in reverse-biased graphene/semiconductor Schottky junctions
反向偏置的石墨烯（Gr）/半导体肖特基二极管表现出更高的气体传感灵敏度。然而，跨结的载流子输运尚未完全理解。在这里，Gr/SiC，Gr/GaAs和Gr/Si肖特基结在反向偏压下的温度依赖的电流-电压测量进行了研究。随着反向偏压的增加，势垒高度的减少，观察到所有的结，这表明电场增强的电子发射。对反向电流的场依赖性的进一步分析表明，虽然Gr/SiC肖特基结中的载流子输运遵循Poole-Frenkel机制，但Gr/Si和Gr/GaAs结中的载流子输运偏离了Poole-Frankel机制和肖特基机制，特别是在低温和低场下。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Transport Across Graphene Step Junctions
阶梯结通常存在于层状材料中，即单层区域与多层区域相遇的地方，但迄今为止还不了解它们对热传输的影响。在这里，我们测量了从单层到双层石墨烯，以及双层到四层石墨烯的石墨烯结（GJ）的热流，这是第一次，在两个热流方向上。在50 K至300 K之间，单层-双层GJ器件的热导率范围为约0.5至9.1 × 10^8 Wm-2K-1。对这种GJ器件的原子模拟表明，石墨烯层之间是相对解耦的，器件的低热导率取决于两个不同石墨烯层之间的电阻。在这些条件下，结的作用可以忽略不计。为了证明层之间的解耦控制结中的热传输，测量了两个方向上的热流，没有显示出热不对称或整流的证据（在实验误差条内）。对于大面积石墨烯应用，这意味着小的双层（或多层）岛对整体热传输的贡献很小或没有贡献。
2018-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall Effect in a Graphene p-n Junction
我们报道了单层石墨烯pn结的制备和输运研究。通过使用局部顶栅和全局背栅的静电选通来单独控制两个相邻区域中的载流子类型和密度。本发明描述了一种官能化的Al 2 O3氧化物，其粘附到石墨烯上并且不显著影响其电子性质。在量子霍尔制度的测量揭示了新的高原两端电导在1和3/2倍的量子电导，E2/h，与理论一致的结。
2007-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ballistic conductivity of graphene channel with p-n junction on ferroelectric domain wall
采用Wentzel-Kramers-Brillouin近似，研究了异质结构石墨烯/物理间隙/铁电薄膜中铁电畴壁对单层石墨烯沟道弹道电导的影响.异质结中电场和空间电荷动力学的自洽数值模拟和近似解析理论都表明，畴壁与表面的接触在石墨烯沟道中产生了pn结。计算表明，在石墨烯表面附近自发极化突变引起的未补偿铁电偶极子诱导的载流子浓度可达1019 m-2量级，比非铁电衬底上栅掺杂石墨烯的载流子浓度高两个数量级。因此，我们预测具有铁电畴壁引起的pn结的石墨烯沟道将具有相当高的弹道电导率。
2016-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First principles study of electronic transport through a Cu(111)|graphene junction
本文报道了Cu（111）非平衡输运性质的第一性原理研究|石墨烯界面发现Cu（111）电极诱导位于费米能级以下-0.68eV的透射最小值（TM），这是源自Cu诱导的电荷转移的特征，导致具有与TM重合的狄拉克点的n型掺杂石墨烯。所施加的偏置电压使n-石墨烯TM相对于纯石墨烯TM移位，并导致微分电导中的独特峰，其指示掺杂水平，这是在纯石墨烯中未观察到的特性。
2010-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically controllable thermal transport in Josephson junctions based on buckled two-dimensional materials
本文研究了基于屈曲二维材料（BTDM）的超导-反铁磁-超导和超导-铁磁-超导结中的热输运性质。由于BTDM独特的屈曲亚晶格结构，在这两个结的热导的相位依赖性可以有效地控制由垂直电场。利用磁性区域的能带结构阐明了热导电调谐的基本机制。我们还揭示了反铁磁交换场和铁磁交换场在热导中的不同表现。这些结果表明，垂直电场可以作为一个旋钮，外部操纵的相位相干热输运在BTDM为基础的约瑟夫森结。
2023-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrically controllable magnetism in twisted bilayer graphene
扭曲的石墨烯双层开发高度局域化的状态周围AA堆叠区域小的扭曲角。我们表明，相互作用效应可能会引起反铁磁（AF）和铁磁（F）极化的所述区域，这取决于层之间的电偏置。值得注意的是，F-极化的AA区偏置下开发螺旋磁有序，与相邻区域之间的相对$120^\circ$错位由于受挫的反铁磁交换。这种显着的螺旋磁性自然出现，而不需要自旋轨道耦合，并与更传统的晶格反铁磁不稳定性竞争，有趣的是，由于费米速度抑制，在比单层石墨烯更弱的相互作用下，在更小的偏压下发展。这种丰富的和电可控的磁性可以将扭曲的双层石墨烯变成一个理想的系统，以研究二维的受抑磁性，具有一系列应用的有趣潜力。
2017-03-01 cond-mat.mes-hall
Electrically Driven Hot-Carrier Generation and Above-threshold Light Emission in Plasmonic Tunnel Junctions
当发射的光子具有显著高于入射电子的能量标度时，来自等离子体隧道结的超阈值光发射最近吸引了纳米光学的兴趣，而潜在的物理机制仍然难以捉摸。我们研究了电迁移隧道结中的阈值以上光发射。我们对大量设备的测量表明，光子产率（每入射电子发射的光子）对材料的依赖性很大，高达四个数量级。这种戏剧性的效果不能解释仅仅由辐射场增强效应，由于在隧道间隙中的局域等离子体激元。发射是很好地描述了玻尔兹曼光谱的有效温度超过2000 K，耦合到一个等离子体修改的光子态密度。的有效温度是近似线性的施加的偏置，与建议的理论模型，其中热载流子产生的电激发局域等离子体激元的非辐射衰变一致。电驱动的热载流子产生和相关的非传统光发射可以为活性光化学，光电子学和量子光学开辟新的可能性。
2020-05-27 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable resonant scattering in fluorinated bilayer graphene
adatom修饰的石墨烯提供了一个有前途的新途径自旋电子学在1000极限。我们结合实验和理论来研究稀氟化双层石墨烯的电子性质，其中氟吸附原子共价键合到顶部石墨烯层。我们发现，氟吸附原子引起的共振杂质态附近的电荷中性点的双层，导致强烈的散射的载流子和跳跃传导内的场诱导带隙。值得注意的是，跨层的电场的应用示出调谐的共振散射振幅从氟吸附原子的近两倍。结合玻尔兹曼输运方程和完全量子力学方法的理论分析很好地解释了实验观察。这种范例可以推广到许多双层石墨烯吸附原子材料，我们设想，实现电可调共振可能是石墨烯为基础的自旋电子器件的一个关键优势。
2015-10-06 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Optical Absorption in a Graphene-based Salisbury Screen
我们展示了一个基于石墨烯的索尔兹伯里屏幕组成的单层石墨烯放置在靠近黄金背反射器。屏幕中的光吸收可以通过用离子液体/凝胶电选通石墨烯层中的载流子密度来主动调节。该屏幕被设计为通过使用600 nm厚的非吸收性二氧化硅间隔层在3.2微米的目标波长处实现最大吸收。光谱反射率测量进行原位作为栅极偏置的函数。使用基于菲涅耳的转移矩阵模型分析反射光谱的变化，其中石墨烯被处理为具有由Kubo公式给出的电导率的无限薄的薄片。利用时间耦合模理论分析和直观地理解了索尔兹伯里屏中观测到的吸收变化。我们通过将施加的栅极偏压从0.8 V调整到2.6 V来实现石墨烯的光吸收的约6%的变化，其中0.8 V对应于石墨烯的电荷中性点。
2014-09-07 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable correlated and topological states in twisted monolayer-bilayer graphene
具有平坦电子能带的扭曲范德华异质结构最近已经成为实现具有非凡程度的控制和可调谐性的相关和拓扑状态的平台。在基于石墨烯的莫尔异质结构中，相关的相图和能带拓扑结构在很大程度上取决于石墨烯层的数量、它们的相对堆叠排列以及封装晶体的外部环境的细节。在这里，我们报告说，扭曲的单层-双层石墨烯（tMBG）的系统主机的各种相关的金属和绝缘状态，以及拓扑磁性状态。由于其低对称性，当施加的垂直电场从双层指向单层石墨烯时，tMBG的相图近似于扭曲双层石墨烯的相图，或者当场反向时，tMBG的相图近似于扭曲双层石墨烯的相图。在前一种情况下，我们观察到的相关态进行轨道驱动的绝缘过渡以上的临界垂直磁场。在后一种情况下，我们观察到出现电可调铁磁性在四分之一填充的导带，与一个大的相关的异常霍尔效应。独特的是，磁化方向可以在零磁场下完全通过静电掺杂来切换。我们的研究结果建立tMBG作为一个高度可调的平台，调查了广泛的可调相关和拓扑状态。
2020-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically Tunable Flat Bands and Magnetism in Twisted Bilayer Graphene
扭曲的石墨烯双层提供了一个通用的平台，工程超材料与新的新兴性质，利用由此产生的几何莫尔超晶格。已知这种超晶格在微小角度（$α\approx 0.3 ^\circ$）处具有体谷电流，并且在魔角（$α\approx 1^\circ$）处具有平坦带。我们发现，调谐扭转角$α^*\approx 0.8^\circ$产生平坦带远离电荷中性与三角形超晶格周期。当每个莫尔单元掺杂有$\pm 6$电子时，这些能带被半填充，并且电子相互作用产生具有铁磁有序的自旋极化区域的自旋断裂基态（Stoner不稳定性）。层间电场的应用打破了反转对称性，并引入了猝灭磁序的谷相关色散。有了这些结果，我们提出了一个固态平台，实现电可调强相关。
2019-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically Tunable Macroscopic Quantum Tunneling in a Graphene-based Josephson Junction
石墨烯基约瑟夫森结中的随机开关电流分布呈现出从经典到量子的过渡，揭示了低温下约瑟夫森相粒子的宏观量子隧穿（MQT）现象.微波光谱测量表明，在搓板势阱中，通过离散的能级发生多光子吸收过程。MQT的交叉温度和量子化的能级间距由门电压控制，这意味着它的潜在应用门可调超导量子比特。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Synchronization of electrically coupled stochastic magnetic oscillators induced by thermal and electrical noise
超顺磁性隧道结是一种在热噪声作用下自激振荡的纳米结构。最近的工作表明，尽管它们的随机性，这样的结具有同步的亚阈值电压驱动的能力，在某种程度上，可以通过增加噪声来增强或控制。在这项工作中，我们研究了一个系统组成的两个电耦合结，串联连接到一个周期性的电压源。我们利用数值模拟和分析模型来证明，这两个结可以锁相驱动器，在相位或反相。这种同步现象可以由热噪声和电噪声来控制，尽管这两种类型的噪声引起性质上不同的行为。也就是说，热噪声可以稳定一个结被锁相到驱动电压而另一个结被阻断在一个状态的状态。相反，电噪声导致结具有高度相关的行为，因此不能诱导后者。这些结果为超顺磁性隧道结的设计开辟了道路，这些隧道结可以通过同步进行计算，并且从热噪声中获得最大部分的能量消耗。
2016-06-29 cond-mat.mes-hall
Electrically Controlled Adsorption of Oxygen in Bilayer Graphene Devices
我们研究了氧分子在双层石墨烯（BLG）上的化学吸附及其电改性电荷掺杂效应，通过测量BLG沟道的场效应晶体管的电导率。我们表明，费米能级的变化，通过操纵栅极电场显着影响不仅分子吸附的速率，但也吸附分子的载流子散射强度。电荷转移动力学的探索揭示了氧吸附在BLG上的电化学性质。[This本文是作者提交的作品的未经编辑的版本，该作品随后在同行评审后被接受在Nano Letters，© American Chemical Society上发表。查阅最后编辑和出版的作品，见http：//dx.doi.org/10.1021/nl202002p。]
2011-08-09 cond-mat.mes-hall
Electron and optical phonon temperatures in electrically biased graphene
我们研究了电偏压石墨烯通道中的固有能量耗散步骤。通过结合原位测量的自发光发射的电流流动的条件下的石墨烯样品的拉曼光谱研究，我们获得的电子和声子的能量分布的独立信息。有助于光发射的电子和空穴被发现服从热分布，在电流饱和制度的温度超过1500 K。区心光学声子也被高度激发，并被发现与电子处于平衡状态。对于一个给定的光学声子温度，拉曼G-模式的非谐下移小于预期的平衡条件下，这表明电子和高能光学声子没有完全平衡的所有的声子模式。
2010-03-31 cond-mat.mes-hall
Giant tunable magnetoresistance of electrically gated graphene ribbon with lateral interface under magnetic field
研究了磁场作用下具有横向n-p结和e-n-p结的电选通石墨烯带的量子动力学和动力学。结果表明，准粒子沿n-p界面跳跃的蛇形态在带电导的主要半经典部分不出现。预测和解析计算了n-pn结带电导的巨振荡。根据带内结的数量，通过磁场或栅极电压的极小变化，其磁阻可以可控地改变50% - 90%。
2016-09-21 cond-mat.mes-hall
Electrically-gated near-field radiative thermal transistor
在这项工作中，我们提出了一个近场辐射热晶体管由两个石墨烯覆盖的碳化硅（SiC）板分开的纳米真空间隙。厚的SiC板充当热“源”和“漏”，而石墨烯片充当“门”，以通过对称或不对称地调节化学势与施加的偏压来调制近场光子隧穿。由涨落电动力学计算得到的辐射热通量随石墨烯化学势的变化而显著变化，这可以调节真空间隙中石墨烯等离子体激元之间的耦合。热调制，开关和放大，这是一个热晶体管所需的关键功能，理论上实现和分析。这项工作将为主动热管理、热电路和热计算铺平道路。
2015-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrically Tunable Polarizer Based on Graphene-loaded Plasmonic Cross Antenna
石墨烯独特的栅电压依赖性光学性质使其成为一种很有前途的电调谐等离子体材料。在这项工作中，我们提出了在原位控制纳米天线的极化相结合的等离子体结构与静电可调石墨烯单层。可调谐偏振器的设计基于一个非对称的交叉纳米天线，包括两个正交的金属偶极子共享相同的饲料间隙。石墨烯单层沉积在Si/SiO2衬底上，并插入纳米天线下方。我们的建模表明，随着化学势通过静电掺杂增加到1 eV，较长石墨烯负载偶极的共振波长在中红外范围内蓝移500 nm（约10%的共振），而较短的偶极由于石墨烯独特的波长依赖性光学特性而受到的影响要小得多。通过这种方式，两个偶极纳米天线之间的相对场幅度和相位被电调节，并且反射波的偏振状态可以从圆形电调谐到近线性状态，轴比变化超过8dB。我们的研究证实了石墨烯与金属纳米结构的强烈光相互作用，并阐明了高速电控光电子器件的前景。
2018-03-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Observation of Electrically Tunable van der Waals Interaction in Graphene-Molecule Complex
范德华力（vdW）相互作用在表面-分子相关现象中起着基本作用。调节vdW复合物中的相关电荷涨落是调节原子表面分子相互作用的一种可行方法。我们报告的vdW相互作用的石墨烯-CO $_2$复合物相结合的第一性原理计算与vdW交换相关密度泛函和时间评估测量的CO $_2$分子吸附/脱附下的石墨烯电场。配合物内的场依赖性电荷转移揭示了CO $_2$从受体到供体的可控调谐。同时，吸附分子的构型-与石墨烯的平衡距离和O-C-O键角-被相应地修改。电可调谐性的范围是每种类型的分子的独特特征。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall
Switching Characteristics of Electrically Connected Stochastically Actuated Magnetic Tunnel Junction Nanopillars
New York University（纽约大学）；IBM T. J. Watson Research Center（IBM托马斯·J·沃森研究中心）；Boston University（波士顿大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
研究通过电连接随机激励磁隧道结纳米柱，揭示了其开关特性与伊辛耦合的关系。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electrically tunable spin qubits in strain-engineered graphene p-n junctions
Chosun University（朝鲜大学）
本文通过Rashba自旋轨道耦合和塞曼场，在应变诱导的石墨烯p-n结中实现自旋量子比特操作，并利用紧束缚量子输运模拟和四带模型揭示了自旋守恒和自旋翻转的避让交叉现象。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Superconducting proximity effect in a transparent van der Waals superconductor-metal junction
我们报告在清洁NbSe 2双层石墨烯结的Andreev反射。结的高透明度，表现为高达1.8的大电导增强，使我们能够看到双层石墨烯中的邻近诱导的超导能隙和分别通过垂直NbSe 2-石墨烯和横向石墨烯-石墨烯结的两个Andreev反射的清楚证据。量子输运模拟捕捉到了实验数据的复杂性，并阐明了各种微观参数对结传输的影响。我们的工作建立了一个全范德华，高性能超导结的实践和理解。高度透明的接近石墨烯-石墨烯结的实现开辟了工程量子现象的可能性。
2020-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Generation and detection of pure valley current by electrically induced Berry curvature in bilayer graphene
谷值是非耗散电子器件的有用自由度，因为即使在绝缘材料中也可以流动的谷值电流不伴随电子电流。我们使用双栅双层石墨烯的霍尔棒几何形状，以电控制破缺的反转对称性或Berry曲率以及载流子密度，以产生和检测纯谷电流。我们发现一个大的非局部电阻和立方标度之间的非局部电阻和局部电阻率在绝缘制度在零磁场和70 K的纯谷电流的证据。在零电导率的极限中的谷电流的电控制允许谷电流从电场的非耗散感应，并且因此为非耗散电子学的进步提供了显著贡献。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall
Coupling light into graphene plasmons through surface acoustic waves
我们提出了一个方案，耦合激光到石墨烯等离子体的帮助下，电产生的表面声波。表面声波形成衍射光栅，其允许用红外激光激发杂化石墨烯等离子体-声子色散的长寿命声子状分支。我们的方法避免了石墨烯片的图案化，不依赖于复杂的光学近场技术，并允许电切换远场辐射和传播石墨烯等离子体之间的耦合。
2013-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrically Tunable Four-Wave-Mixing in Graphene Heterogeneous Fiber for Individual Gas Molecule Detection
单个分子的检测是任何化学传感器的最终目标。在气体检测的情况下，这种分辨率已经在先进的纳米级电子固态传感器中实现，但到目前为止，在集成光子器件中还不可能实现，其中微弱的光分子相互作用通常被噪声隐藏。在这里，我们展示了一个方案，以产生超灵敏的下转换四波混频（FWM）的石墨烯双极结晶体管异质D形光纤。在通信频带中，当石墨烯费米能级接近0.4eV时，四波混频转换效率可以急剧变化。在此条件下，我们利用我们独特的两步光电外差探测方案，实现了真空中单个气体分子的实时探测。石墨烯强非线性、电可调谐性和全光纤集成的这种组合为多功能高性能石墨烯光子器件的设计铺平了道路。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall
Mutual control of stochastic switching for two electrically coupled superparamagnetic tunnel junctions
本文通过线性电路耦合两个超顺磁隧道结（SMTJs），发现一个SMTJ的热致转变会改变两端电压及双方转变率，导致状态显著相关，并利用广义Néel-Brown模型与马尔可夫模型准确重现了该耦合器件行为。
2021-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cs.ET
Electrically tunable gauge fields in tiny-angle twisted bilayer graphene
扭曲双层石墨烯由于其丰富的电子性质和可调谐性，近年来引起了人们的广泛关注。在这里，我们表明，对于非常小的扭转角，$α\ll 1^\circ$，垂直电场的应用在数学上等价于一种新的人工规范场。这种识别为在稳健的设置中生成和检测石墨烯平台中的伪朗道能级打开了大门，这些设置不依赖于应变工程，因此可以实际地收获用于技术应用。此外，这种新的人工规范场导致高度本地化模式的发展与平带接近电荷中性，形成一个紧急的Kagome晶格在真实空间中。我们的研究结果表明，对于微小的角度，偏置扭曲双层石墨烯是一个很有前途的平台，可以实现高度局域态的阻挫晶格，开辟了一个新的方向，强关联相的物质的研究。
2018-09-13 cond-mat.mes-hall
Giant Shift Current in Electrically-Tunable Superlattice Bilayer Graphene
Northeastern University（东北大学）；Quantum Materials and Sensing Institute, Northeastern University（东北大学量子材料与传感研究所）；The Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；S. N. Bose National Center for Basic Sciences（S.N. 玻色基础科学国家中心）
研究电可调超晶格双层石墨烯中巨位移电流的产生机制及调控方法
2025-08-14 cond-mat.mes-hall
