外界条件对卷曲石墨烯边缘结构的影响

Feature-rich Geometric and Electronic Properties of Carbon Nanoscrolls

How to form carbon nanoscrolls with the non-uniform curvatures is worthy of a detailed investigation. The first-principles method is suitable in studying the combined effects due to the finite-size confinement, the edge-dependent interactions, the interlayer atomic interactions, the mechanical strains, and the magnetic configurations. The complex mechanisms can induce the unusual essential properties, e.g., the optimal structures, magnetisms, band gaps and energy dispersions. To reach a stable spiral profile, the requirements on the critical nanoribbon width and overlapping length will be thor…

周期磁场作用下石墨烯中的无质量狄拉克费米子

Massless Dirac Fermions in Graphene under an External Periodic Magnetic Field

通过求解无质量狄拉克费米子的两分量旋量方程，我们证明了石墨烯在周期性外部磁场下表现出独特的能谱：在低能量下，狄拉克费米子位于具有离散朗道能级的磁性区域内，而在较高能量下，狄拉克费米子主要存在于非磁性区域，其连续能带源自类似于粒子的波函数。电子的盒子状态。这些发现为石墨烯中无质量狄拉克费米子的控制和调谐提供了一种新的方法。

无外磁场抑制石墨烯pn结中的Klein隧穿

Inhibiting Klein tunneling in graphene p-n junction without an external magnetic field

我们通过第一性原理计算研究了吸附在石墨烯上的有机分子（F4 TCNQ）的密集岛。我们发现，在电子掺杂的情况下，岛自然地在石墨烯片中形成pn结。例如，每平方厘米约3 * 10^{13}个电子的掺杂水平导致静电势垒为800 meV的pn结。与石墨烯中的常规pn结不同，在由吸附的有机分子岛形成的结的情况下，我们预期即使没有施加外部磁场，克莱因隧穿也被抑制。在这里，克莱因隧穿被掺杂后自发发生在分子岛中的铁磁顺序抑制。我们估计石墨烯片中的磁势垒约为10 mT。

基于氮化碳层的新型纳米卷结构

Novel Nanoscroll Structures from Carbon Nitride Layers

纳米卷由卷成纸草状的薄片组成。它们的开口端产生很大的径向灵活性，可用于从致动器到储氢的各种应用。它们已经成功地由不同的材料合成，包括碳和氮化硼。在这项工作中，我们研究了，通过完全原子分子动力学模拟，一系列的石墨烯类碳氮化物（CN）的二维系统的涡卷形成的动力学：g-CN，三嗪基（g-C3 N4），和庚嗪基（g-C3 N4）。氮化碳（CN）结构自被预测为超硬材料以来一直受到人们的关注。最近，已经合成了具有不同化学计量和形貌的石墨烯状氮化碳（g-CN）结构。通过将这些独特的CN特性与纳米卷固有的结构特性相结合，可以形成具有非常有吸引力的机械和电子特性的新纳米结构。我们的研究结果表明，稳定的纳米卷可以形成所有的CN结构，我们在这里研究。由于CN片已经合成，这些新的滚动结构是完全可行的，并且在我们目前的技术范围内。

无磁场作用下应变石墨烯双层膜中的赝磁激子

Pseudo-magnetoexcitons in strained graphene bilayers without external magnetic fields

石墨烯的结构和电子性质使得其载流子具有相对论性粒子的行为，这可以用类狄拉克哈密顿量来描述。由于石墨烯是碳原子的单层，由于弹性形变引起的应变将在石墨烯片中产生所谓的“伪磁场（PMF）”，并且这已经在应变石墨烯样品中实验实现。在此，我们提出了一个实际的应变石墨烯双层（SGB）器件，在没有外部磁场的情况下检测赝磁激子（PME）。由于应变工程，每个石墨烯层中的载流子遭受不同的强PMF，这引起朗道量子化。在不考虑库仑相互作用的情况下，解析地得到了非均匀保偏光纤中电子空穴对的赝朗道能级。基于PME的一般解析吸收选择规则，我们证明了光吸收谱可以解释相应的Dirac型PME的形成。我们还预测，在非均匀保偏光纤的存在下，超流正常相变温度的PME是大于均匀保偏光纤下。

石墨烯在外场中的应用

Graphene in external fields

对石墨烯在外加电磁场中的作用进行了讨论。一般情况下，由于塞曼能量的存在，该公式不是洛伦兹不变的。但在强磁场的情况下，即观察到量子霍尔效应的条件下，它可以近似恢复。除了获得众所周知的霍尔电导$\frac{4q^2}{h}(L+1/2)$，我们还预测霍尔电导$\frac{4q^2}{h}L$的序列，其中包含新观察到的霍尔电导$\frac{4q^2}{h}L$的$L=0,1$，取决于塞曼能级的填充。得到了一般正交恒定电场和磁场下的能级。导出了应用单色电磁波时的二阶Dirac方程，指出了石墨烯系统与传统Dirac电子的主要区别。

具有非中心对称超晶格势的石墨烯的可调带隙

Tunable Band Gap in Graphene with a Non-Centrosymmetric Superlattice Potential

我们表明，如果石墨烯受到从外部超晶格的潜力，一个带隙的狄拉克点提供的超晶格潜在的破坏反转对称性。作为一个数值例子，我们计算了石墨烯的能带结构的存在下，由于周期性图案化的栅极排列在一个三角形的石墨烯超晶格（TGS）的反转对称性破缺的外部电位，并发现一个带隙创建在原始和“第二代”狄拉克点。原则上，可以通过改变TGS的外部电势和晶格常数来控制间隙。

外电场可调锯齿形和直形石墨烯纳米带的带隙

Band Gaps in Jagged and Straight Graphene Nanoribbons Tunable by an External Electric Field

通过外场的带隙控制在各种光学、红外和THz应用中是有用的。然而，由于各种原因，宽调谐带隙仍然是不实际的。利用$π$ -电子的正交紧束缚方法，研究了外加电场对锯齿状石墨烯纳米带的影响.提出了这种带的分类，并计算了所施加的电场高达SiO $_2$击穿强度（$1$ V/nm）的带隙。根据紧束缚模型，带隙打开（或关闭）发生的一些类型的锯齿状石墨烯纳米带中的外部电场，位于该结构的平面和垂直于其纵轴。对于窄带，可达到高达$0.6$ eV的带隙可调谐性。在具有扶手椅边缘的锯齿状带的情况下，形成带的人字形图案的较大锯齿增强了带隙的可控性。对于锯齿形和扶手椅边缘的锯齿状带，可以发现带隙对外部电场的线性和二次依赖性区域，这在带隙可控调制的器件中是有用的。

少层石墨烯薄膜中电荷屏蔽的特性

Specific features of electric charge screening in few-layer graphene films

我们提出了一个非线性的E-F理论，它描述了系统中的电荷屏蔽，该系统包括两个带电的基底层，由一个少层的石墨烯膜分隔。我们表明，通过增加界面处的电荷，该系统可以从弱屏蔽制度，其中整个膜响应于外部电荷，到强屏蔽制度，其中外部电荷被限制在边界石墨烯层的表面电荷分布屏蔽。从弱到强屏蔽的过渡示出打开相对较快，并且当施加的外部电荷/外部场达到一定的交叉幅度时发生。预测的交叉实验观察的可能性进行了讨论。

周期外势作用下石墨烯中新一代无质量Dirac费米子

New Generation of Massless Dirac Fermions in Graphene under External Periodic Potentials

我们表明，新的无质量狄拉克费米子产生时，一个缓慢变化的周期性电位施加到石墨烯。这些准粒子产生于超胞布里渊区边界附近，具有各向异性的群速度，与原始的无质量狄拉克费米子不同。准粒子波矢（从新的狄拉克点测量），广义赝自旋矢量和群速度不是共线的。我们进一步表明，与一个适当的三角对称的周期势，存在一个能量窗口，在该窗口上唯一可用的状态是这些准粒子，从而提供了一个很好的系统，以实验探测新的无质量狄拉克费米子。所需的外部电位参数在实验室条件范围内。

外加电场和磁场对石墨烯纳米颗粒中声波的放大作用

Amplification of Acoustic Waves in Graphene Nanoribbon in the Presence of External Electric and Magnetic Field

利用Boltzmann动力学方程研究了扶手椅型石墨烯纳米管（AGNR）在外加电场和磁场作用下的声波放大。在费米点附近的能量色散$\varepsilon(\vec{p})$的$ql >> 1$区域，得到了放大$(Γ_{\perp}/Γ_0)$的一般表达式。对于量子化波矢量（$β$）的各种参数，对子带指数$(p_i)$、AGNR宽度和磁场强度$(Ωτ)$的$Γ_{\perp}/Γ_0$的分析进行了数值分析。结果表明，$Γ_{\perp}/Γ_0$与恒定电场$(\vec{E})$呈线性关系，而$Γ_{\perp}/Γ_0$与$q$或$Ωτ$呈非线性关系。AGNR中的声音放大报告为声波数$(\vec{q}) > 1.5\times 10^{7}cm^{-1}$增加。这可能会导致扶手椅石墨烯纳米粒子（AGNR）中的SASER。

堆叠调制双层石墨烯在外加磁场下的独特电子与光学性质

Unique electronic and optical properties of stacking-modulated bilayer graphene under external magnetic fields

本研究通过调控AB-BA畴壁，揭示了堆叠调制双层石墨烯中振荡的朗道子带与一维光谱特征，并阐明了磁长度与系统公度性对量子化的影响。

外磁通量作用下六角锯齿形石墨烯环的Fano共振

Fano resonances in hexagonal zigzag graphene rings under external magnetic flux

我们研究了连接在半无限纳米带上的六边形锯齿形石墨烯量子环的输运性质。开放的二重对称结构支持局域态，这些局域态可以追溯到孤立的六重对称环中存在的局域态。使用紧束缚的格林函数形式主义内的哈密顿量，我们表明，外部磁场促进这些本地化状态的Fano共振与强大的签名运输。局域态密度和电流分布的共振态作为一个函数的磁通量强度计算。对于波纹衬底上的结构，我们分析了应变的影响，包括一个平面外的中心对称变形的模型。我们发现，小应变移动共振位置，而没有进一步的修改，而高应变引入新的。

外界温度梯度对石墨烯中声电电流的影响

Influence of external temperature gradient on acoustoelectric current in graphene

最近对自支撑石墨烯（FSG）$Γ_q^{grap}$中声学声子的热电放大的分析促进了外部温度梯度（$\nabla T$）对FSG中声电电流$j_T^{(grap)}$的影响的理论研究。在这里，我们计算了开路热场（$j_T^{(grap)} = 0$）为$(\nabla T)^g = 746.8Km^{-1}$。然后，我们计算出声电电流（$j_T^{(grap)}$）为$1.1mAμm^{-2}$（对于$\nabla T = 750.0 Km^{-1}$），这与半导体（$1.0mAμm^{-2}$）中获得的结果相当，热电压$(V_T)_0^g$为$6.6μV$，塞贝克系数$S$为$8.8μV/K$。绘制了标准化$j_T^{(grap)}/j_0$与$ω_q$、$T$和$\nabla T/T$的曲线图。对于不同$ω_q$的$j_T^{(grap)}$/$T$，在材料中观察到负差电导率（NDC）（$| \frac{\partial j}{\partial T}| < 0$）。这表明石墨烯是开发热放大器和逻辑门的合适材料。

非对称三层石墨烯中的朗道能级

Landau levels in asymmetric graphene trilayers

研究了外加磁场作用下三层石墨烯的电子光谱。我们得到的解析表达式的Landau能级谱的ABA和ABC型堆叠，表现出非常不同的依赖于磁场。层的不对称性和外部栅极电压的效果可以强烈地影响系统的属性。

Rashba自旋轨道相互作用引起的石墨烯电流诱导自旋极化

Current-induced spin polarization in graphene due to Rashba spin-orbit interaction

从理论上考虑了石墨烯在外加电场作用下的线性响应。假设石墨烯沉积在衬底上，导致Rashba类型的自旋轨道相互作用。所示的诱导自旋极化是在石墨烯平面和垂直的电场。然而，当费米能级穿过狄拉克点时，自旋极化改变符号，费米能级的位置可以由外部栅极电压控制。

外电场中石墨烯量子点的光学选择规则

The optical selection rules of a graphene quantum dot in external electric fields

理论研究了三种典型面内电场作用下的单电子三角形锯齿形石墨烯量子点。用紧束缚方法计算了量子点的远红外吸收谱，并与相应的能谱进行了对比，确定了量子点的光学选择规则。结果表明，由于量子点的C3对称性，存在显著的光学选择规则。当电场也具有C3对称性时，吸收光谱中只有两个吸收峰。随着电场对体系C3对称性的破坏，最强峰的强度和禁戒跃迁的数目都逐渐减小。此外，极化导致峰值强度降低，甚至产生新的禁戒跃迁。我们的研究结果可能有助于石墨烯量子点在电子和光电子器件中的应用。

空间变化外电势下的石墨烯：朗道能级、磁输运和拓扑模式

Graphene under spatially varying external potentials: Landau levels, magnetotransport, and topological modes

单层和双层石墨烯中的超晶格（SL）由空间周期性势变化形成，导致具有可调各向异性速度的额外有限能量和零能量狄拉克费米子的修改的能带结构。我们从理论上表明，在弱垂直（轨道）磁场中的运输允许一个不仅可以探测紧急狄拉克点的数量，但也产生进一步的信息，他们的色散。或单层石墨烯，我们发现，适度的磁场可以导致由SL势施加的输运各向异性的强烈反转，这是由于零能量朗道能级的SL诱导色散而产生的效果。这种效应可以在开关或其他设备中找到有用的应用。对于双层石墨烯，我们讨论的朗道水平波函数和局部状态密度的结构中存在的一个均匀的偏置，以及在偏置的存在下，导致拓扑约束的“边缘状态”的扭结。我们认为这些结果的影响，扫描隧道光谱测量，谷过滤，和杂质引起的击穿的量子霍尔效应在双层石墨烯。

石墨烯微带中磁等离子体激元激发引起的巨法拉第旋转

Giant Faraday rotation due to excitation of magnetoplasmons in graphene microribbons

当受到垂直静态磁场时，单个石墨烯片提供法拉第旋转，其每原子层大大超过任何其他已知材料。这种巨法拉第旋转起源于无质量电子的回旋共振，它允许通过外部静电或静磁设置进行动态调谐。此外，可以通过改变石墨烯中载流子的符号来控制旋转方向，这可以借助于外部电场来完成。然而，尽管存在这些调谐可能性，但对大磁场的要求阻碍了法拉第效应在实际设备中的应用，特别是对于高于几个THz的频率。在这项工作中，我们证明，对于一个给定的值的静态外部磁场，巨大的法拉第旋转可以实现在石墨烯微带阵列中的频率远远高于相应的回旋频率。石墨烯带的磁光响应的主要特征与回旋共振无关，而是与单个带的基本磁等离子体激元激发有关。石墨烯带中法拉第旋转的磁等离子体性质开启了巨大的可能性，因为可以通过适当地选择带的宽度来局部地选择共振频率，同时通过（较小的）外部磁场仍然保持调谐能力。

涡轮层石墨烯中非公度莫尔堆叠与无外磁场朗道量子化

Incommensurate Moiré Stacking and Landau Quantization Without External Magnetic Field in Turbostratic Graphene

该研究在涡轮层石墨烯中发现自发形成的非公度莫尔堆叠，并通过STM/STS与拉曼观测到由约26 T应变赝磁场诱导的无外磁场朗道量子化，为同时研究莫尔物理和赝电磁场提供了天然平台。

外场下有能隙石墨烯量子点的能级

Energy levels of gapped graphene quantum dots in external fields

该研究通过求解本征值方程分析外磁场和Aharonov-Bohm场下圆形有能隙石墨烯量子点的费米子能级，揭示能级对物理参数的依赖及磁通量、能隙对系统的调控作用。

偏压双层石墨烯中的外栅和输运

External gates and transport in biased bilayer graphene

我们制定了一个理论的运输在石墨烯双层中的弱动量散射制度，以这样一种方式，以考虑到贡献的导电性，以领先和下一个领先的顺序在散射势。双层对电场的响应不能被看作是由于各个层引起的项的总和。相反，层间隧穿和正能态和负能态之间的相干性对导电性做出了主要贡献。在低能量下，散射对输运的主要影响来自于每个能带内的散射，然而在一组散射时间内封装碰撞作用的简单图片是不适用的。正能态和负能态之间的相干，就像在单层中一样，在电导率中有一个项，它取决于极限的阶数。在正能态和负能态之间引入间隙的外部门的应用不会影响传输。然而，在存在这样一个门的动力学方程的解决方案是非常揭示运输在双层和单层。

Orbital mixing in few-layer graphene and non-Abelian Berry phase

In a magnetic field few-layer graphene supports, at the lowest Landau level, a multiplet of zero-mode levels nearly degenerate in orbitals as well as in spins and valleys. Those pseudo-zero-mode (PZM) levels are generally sensitive to interactions and external perturbations, and have a crossing among themselves or with other higher Landau levels when an external field is swept over a certain range. A close study is made of how such PZM levels evolve when they are gradually brought from empty to filled levels under many-body interactions. It is pointed out that the level spectra generally avoid…

磁性石墨烯中的量子自旋霍尔效应

Quantum Spin Hall Effect in Magnetic Graphene

本研究利用层间反铁磁体CrPS$_4$的近邻效应，在零外加磁场下的石墨烯中探测到量子自旋霍尔态与磁性共存及巨大反常霍尔效应，为量子自旋电子学电路的实际应用开辟了道路。

双层折叠石墨烯中的拓扑零线模

Topological Zero-Line Modes in Folded Bilayer Graphene

我们从理论上研究了一个折叠的双层石墨烯结构作为一个实验上可实现的平台，以产生一维拓扑零线模式。我们证明了折叠的双层石墨烯下的外部栅极电位，使可调的拓扑导电沟道中形成的折叠区域，和垂直的磁场可以用来提高外部杂质存在时的导电。我们还通过实验表明，我们提出的折叠双层石墨烯结构可以以可控的方式制造。我们提出的系统通过考虑平面双层石墨烯（即，精确操纵双层石墨烯上的垂直和横向栅极之间的对准），通过利用栅极诱导的拓扑导电沟道，在设计实际低功率电子器件中提出了新的策略。

外场作用下石墨烯纳米带的电子和光学性质

Electronic and optical properties of graphene nanoribbons in external fields

综述了石墨烯纳米带在磁场、电场、复合场和调制场中的电学和光学性质。考虑了侧向约束、曲率、堆叠、非均匀子系统和混合结构等因素的影响。由于外场与几何结构之间的复杂竞争而产生的特殊电子性质包括许多一维抛物子带、驻波、特殊的边缘局域态、宽度和场相关的能隙、磁量子化的准朗道能级、曲率诱导的振荡朗道子带、准朗道能级的交叉和反交叉、层状结构中能谱的共存和组合、以及态密度中的各种峰结构。存在不同的吸收光谱和不同的选择规则，包括边依赖选择规则、磁光选择规则、朗道吸收峰的分裂、群内和群间朗道跃迁以及类单层和类双层朗道吸收光谱的共存。理论计算和实验测量之间进行了详细的比较。预言的结果，抛物线子带，边缘局域态，间隙开放和调制，朗道子带的空间分布，已被各种实验测量验证。

Complete Spin and Valley Polarization by Total External Reflection from Potential Barriers in Bilayer Graphene and Monolayer Transition Metal Dichalcogenides

It is shown that potential barriers in bilayer graphene (BLG) and monolayer transition metal dichalcogenides (TMDs) can split a valley unpolarized incident current into reflected and transmitted currents with opposite valley polarization. Valley asymmetric transmission inevitably occurs because of the low symmetry of the total Hamiltonian and when total external reflection occurs the transmission is 100% valley polarized in BLG and 100% spin and valley polarized in TMDs, except for exponentially small corrections. By adjusting the potential, 100% polarization can be obtained regardless of the …

哈伯德模型与石墨烯的绝对负电导率

The Hubbard model and the absolute negative conductivity of graphene

分析了具有Hubbard相互作用的石墨烯的电流-电压特性和安培-高斯特性随外加可变场和磁场频率的变化规律。找到了绝对负电导率的区域。

石墨烯超晶格中的朗道能级和量子霍尔效应

Landau Levels and Quantum Hall Effect in Graphene Superlattices

我们表明，当石墨烯受到一个适当的一维外部周期势，额外的分支的无质量费米子产生几乎相同的电子-空穴交叉能量的原始狄拉克点的石墨烯。由于这些新的零能分支，电荷中性填充时的朗道能级变为4（2N+1）倍简并（N= 0，1，2，.，可由电势强度和周期性调节），其具有显示大小为4（2N+1）$e^2/h$的阶跃的相应霍尔电导率$σ_{xy}$。这些理论发现对于外部电势细节的变化是稳健的，并提供了石墨烯超晶格不寻常电子结构的可测量特征。

弛豫石墨烯的热电效应及石墨烯量子点的能带结构

Thermo-electromechanical effects in relaxed shape graphene and bandstructures of graphene quantum dots

我们调查的平面内振荡的松弛形状的石墨烯由于外部施加的拉伸边缘应力沿扶手椅和锯齿形方向。我们表明，对于沿锯齿形方向施加边缘拉应力的情况，总弹性能量密度随着温度的升高而增强。利用赝晶矢量势处理热机电耦合效应，分析这些耦合效应对双层石墨烯量子点能带结构的影响。我们报道了在可达到的温度值下，定域边缘态的基态和第一激发态之间的能级交叉可以实现。特别是，水平交叉点延伸到更高的温度与沿扶手椅方向的外部施加的拉伸边缘应力的值减小。由于存在三重对称性，在石墨烯片的中心处形成的状态中不存在这种能级交叉。

应变石墨烯中的波包动力学和谷滤波

Wave packet dynamics and valley filter in strained graphene

在紧束缚模型和连续介质模型下研究了应变石墨烯中波包的时间演化。分析了外加磁场和应变赝磁场对波包轨迹和Zitterbewegung的影响。将应变效应与外部磁场效应相结合，会产生一个有效磁场，该磁场在一个狄拉克锥中很大，但在另一个狄拉克锥中几乎为零。我们构造了一个有效的谷滤波器，其中对于由K和K'狄拉克点周围的动量组成的传播的入射波包，出射的波包仅在这些狄拉克点中的一个中表现出动量，而属于另一狄拉克点的波包的分量由于洛伦兹力而被反射。我们还发现，zitterbewegung是永久的时间在外部或应变感应磁场的存在下，但当外部和应变感应磁场都存在时，zitterbewegung是瞬态的狄拉克锥之一，而在另一个锥的波包表现出永久的空间振荡。

硼氮掺杂石墨烯双层膜的电场效应

Electric field effect in boron and nitrogen doped graphene bilayers

与单层石墨烯不同，在$AB$堆叠的双层石墨烯（BLG）的情况下，可以通过使用垂直电场破坏两层之间的反转对称性来诱导非零能隙。这是场效应应用中的基本要求，特别是因为BLG系统中的感应间隙可以通过外部电场的大小进一步调谐。掺杂是改变石墨烯基系统的电子性质的另一种方式。本文采用密度泛函理论（DFT）计算方法，研究了外加电场作用下，硼氮掺杂的BLG体系.高度掺杂的BLG系统被称为退化的半导体，费米能量依赖于掺杂浓度，但除此之外，我们表明，电子性质也极大地依赖于所施加的电场。通过改变电场的大小和方向，可以调整相对于费米能级的间隙尺寸和位置，基本上控制非本征掺杂的效果。在这种情况下，我们讨论在多远的外部电场可以适当地调整有效掺杂，并隐含地，掺杂BLG系统的导电性能。

通过光偏振态控制石墨烯量子点中的电子俘获效应

Control of electron trapping effects in graphene quantum dots via light polarization state

该研究理论分析了光照射下石墨烯量子点中电子的散射过程，证明通过选择合适的光偏振态可实现以电子俘获效应为特征的散射共振。

Quantum nonlinear planar Hall effect in bilayer graphene: an orbital effect of a steady in-plane magnetic field

We study the quantum nonlinear planar Hall effect in bilayer graphene under a steady in-plane magnetic field. When time-reversal symmetry is broken by the magnetic field, a charge current occurs in the second-order response to an external electric field, as a result of the Berry curvature dipole in momentum space. We have shown that a nonlinear planar Hall effect originating from the anomalous velocity is deduced by an orbital effect of an in-plane magnetic field on electrons in bilayer graphene in the complete absence of spin-orbit coupling. Taking into account the symmetry analysis, we deriv…

杂质石墨烯中的自发截面场

Spontaneous cross-section field in impurity graphene

研究发现，在外加直流电场作用下，掺杂石墨烯可以产生自发电场。自发场的方向垂直于外加场。这种效应可能与石墨烯的非平衡电子子系统有关。同时也说明了问题参数对自发场特性的影响。

双层石墨烯的可调费米面拓扑和Lifshitz相变

Tunable Fermi surface topology and Lifshitz transition in bilayer graphene

双层石墨烯是一种高度可调的材料：不仅可以像单层石墨烯那样使用标准栅极调整费米能量，而且能带结构也可以通过外部扰动（如横向电场或应变）进行修改。我们回顾了双层石墨烯能带结构的理论基础，并研究了这两个外部参数影响下的能带结构的演化。我们强调他们的关键作用有关的便利性实验探测存在的Lifshitz过渡，其中包括在费米轮廓拓扑结构的变化作为一个功能的能量接近的边缘的导带和价带。使用一个设备的几何形状，允许应用程序的异常高的位移场，然后，我们详细说明的方式来探测的拓扑结构的变化实验中使用量子霍尔效应测量的间隙双层石墨烯系统。

吸附原子掺杂石墨烯的部分手征对称性和庞磁电阻

Partial preservation of chiral symmetry and colossal magnetoresistance in adatom doped graphene

我们分析了吸附原子掺杂石墨烯在低杂质浓度下的电子性质。我们专注于安德森本地化制度和计算的本地化长度（$ξ$）作为电子掺杂和外部磁场的函数。杂质态与碳的$p_z$态杂交，并在狄拉克点附近形成部分填充的能带。在杂质带中心附近，系统有效哈密顿量的手征对称性部分保持，这导致$ξ$的大幅度增强。输运性质的敏感性，即莫特的可变范围跳跃尺度$T_0$，一个外部磁场垂直于石墨烯片导致巨大的磁阻效应，在最近的实验中观察到。

基于石墨烯的拓扑绝缘体中圆锥奇点的束缚态

Bound States of Conical Singularities in Graphene-Based Topological Insulators

本文研究了在实现陈数$γ=\pm 1$的蜂窝晶格模型中由楔向错（锥形奇点）引起的电子结构。我们建立了一个对应的束缚态之间的（i）一个孤立的$Φ_0/2$通量，（ii）一个孤立的五边形$(n=1)$或七边形$(n=-1)$缺陷与外部通量的大小$nγΦ_0/4$通过中心和（iii）一个孤立的正方形或八角形缺陷没有外部通量，其中$Φ_0=h/e$是通量量子。由于上述的对应关系，孤立的电子状态的存在绑定到向错是强大的各种扰动。这些结果也被推广到石墨烯基的时间反演不变的拓扑绝缘体。

laser辅助电子通过石墨烯δ功能磁垒的拍频振荡和Fano共振

Beating oscillation and Fano resonance in the laser assisted electron transmission through graphene δ- function magnetic barriers

从理论上研究了在单色、线偏振和连续激光场作用下电子通过石墨烯中的一对δ函数磁垒的传输。在非微扰Floquet理论的框架内，使用传输矩阵法计算的传输系数。注意，在存在外部激光场的情况下，通过具有较大势垒间间隔的石墨烯磁势垒的透射中的通常法布里-珀罗振荡采取拍频振荡的形状。激光辅助透射光谱也被发现表现出的特征Fano共振（FR）为较小的值的势垒间的分离。通过改变激光场的强度，可以控制拍频振荡中完美波节的出现和非对称Fano线的形状。上述特征可以提供关于光-物质相互作用的一些有用和潜在的信息，并且可以在基于石墨烯的光电子器件应用中利用。

Graphene wormhole trapped by external magnetic field

In this work we study the behavior of massless fermions in a graphene wormhole and in the presence of an external magnetic field. The graphene wormhole is made from two sheets of graphene that play the roles of asymptotically flat spaces connected through a carbon nanotube with a zig-zag boundary. We solve the massless Dirac equation in this geometry and analyze its wave function. We show that the energy spectra of these solutions exhibit similar behavior to Landau levels.

辐射衰减效应对太赫兹波下单层石墨烯表面波纹的局部电磁响应的影响

Radiative decay effects influence the local electromagnetic response of the monolayer graphene with surface corrugations in terahertz range

我们继续研究了表面波纹对单层石墨烯在太赫兹波段的局部电磁响应的影响。考虑了辐射衰减、石墨烯中载流子谱的双谷结构和呼吸表面曲率形成的合成电场的影响。为了实现这一程序，得到了广义非线性自洽方程。在外加弱交变电场的情况下，得到了外电场线性近似下的方程的精确解，表明在这种情况下，感应电流路径的局部失相依赖于表面形状。这一理论结果定性地解释了石墨烯中局部电流模式的相应实验，而没有使用完全量子方法，这对于石墨烯纳米带中这种现象的理论描述是必要的。此外，本文所得到的公式还可作为局部电流路径图象给定的表面波纹形成象新方法的基础。所获得的结果允许研究纳米尺度下材料的机械行为偏离宏观既定的概念，这对石墨烯特别重要。

硅烯和双层石墨烯量子点的电吸收

Electro-absorption of silicene and bilayer graphene quantum dots

我们数值研究了低屈曲硅烯和AB堆叠的双层石墨烯量子点在垂直于其表面的外部电场作用下的光学性质。在紧束缚模型中，计算了三角形和六边形的量子点的光吸收，具有锯齿形和扶手椅形的边缘终端。我们发现，在三角形硅烯团簇锯齿形边缘丰富和广泛的可调红外吸收峰结构起源于涉及零能态的过渡。在外加电场作用下，三角形硅量子点的吸收边发生红移，而六角形硅量子点的吸收边发生蓝移。在具有锯齿形边缘的双层石墨烯的小簇中，对于三角形/六边形几何形状，吸收边缘经历蓝/红移。在硅烯的扶手椅簇中，吸收边的蓝移对于两种簇形状都发生，而红移对于双层石墨烯量子点的两种形状都是固有的。

多晶石墨烯能带结构的外应变和失配应变调谐

Tunable Band Structures of Polycrystalline Graphene by External and Mismatch Strains

缺乏带隙在很大程度上限制了石墨烯在电子器件中的应用。先前的研究表明，多晶石墨烯中的晶界（GBs）可以显著改变石墨烯的电学性质。在这里，我们调查的能带结构的多晶石墨烯调谐外部施加的应变和内在的失配应变在GB的密度泛函理论（DFT）计算。我们发现，即使在单轴和双轴应变很大的情况下，具有对称GB的石墨烯通常也具有零带隙。然而，一些特定的不对称GB可以打开石墨烯中的带隙，并且它们的能带结构可以通过外部应变基本上调谐。在匹配扶手椅结构GB（5，5）中观察到最大带隙为0.19 eV|（3，7），当单轴应变增加到9%时，取向差θ= 13 o。虽然失配应变在非对称晶界中是不可避免的，但它对多晶石墨烯的带隙的影响很小。

外加电场和磁场作用下石墨烯纳米粒子的声磁电效应

Acoustomagnetoelectric Effect in Graphene Nanoribbon in the Presence of External Electric and Magnetic Field

利用Boltzmann动力学方程对石墨烯纳米颗粒（GNR）的声磁电效应（AME）进行了理论研究。在开路情况下，计算了费米点附近具有能量色散$\varepsilon(p)$的GNR中表面声磁电场（$\vec{E}_{SAME}$）的一般公式。发现$E_{SAME}$依赖于磁场强度（$η$），$α$ = ${\hbar ω_q}/{E_g}$和能隙（$E_g$）。数值分析了不同GNR宽度、磁场强度（$η$）和不同子带指数（$p_i$）下的$α$的$\vec{E}_{SAME}$表达。注意到，$\vec{E}_{SAME}$对GNR宽度的依赖性增加到约为$15$ Vcm $^{-1}$的饱和点并保持恒定。对于$E_{SAME}$与$η$，$E_{SAME}$快速增加到最大值，然后衰减到恒定的最小值。通过改变GNR的宽度或子带指数$p_i$来调制该图，其中在$p_i = 6$处发生反转。分析了$E_{SAME}$与$α$的依赖性。$E_{SAME}$在某一点上保持恒定，并在约为$α= 1$时急剧渐进增加。给出了$\vec{E}_{SAME}$与$η$和宽度的$3$ D图。本研究为研究GNR的性质提供了理论依据。

Rashba耦合诱导单层石墨烯中导电电子的自旋磁化率和磁相变

Rashba coupling induced spin susceptibility and magnetic phase transition of conduction electrons in monolayer graphene

利用Kubo形式，系统的磁性在线性区域进行了研究。主要计算了非磁性衬底对自旋极化率的影响。结果表明，Rashba耦合相互作用在系统的磁响应函数中起着重要作用，并且这种自旋轨道耦合作用可以通过外加栅电压来有效控制，因此是非常显著的.最重要的是，它表明，在存在的Rashba相互作用的磁性相变可以观察到。该磁相对应于在外部磁场的某一特定频率下发生的传导电子的磁序。

具有局域自旋轨道相互作用的石墨烯中的Thermoelectric effects

Thermoelectric effects in graphene with local spin-orbit interaction

我们研究了Rashba自旋轨道相互作用下石墨烯层的输运性质。通常，自旋-轨道相互作用诱导石墨烯能带结构的自旋分裂和修改。我们计算内的散射方法的线性电和热电响应的一个干净的样品时，Rashba耦合是本地化的有限区域。我们发现，热电电导，不同于其电对应物，是相当敏感的费米能量的外部调制。因此，我们的研究结果表明，热电流测量可以作为一个有用的工具来检测非均匀的自旋轨道相互作用存在于石墨烯为基础的设备。此外，我们发现，结的热电势在很大程度上是由一个独立的自旋轨道势散射的内在项。我们讨论了通过在子带空间中求解塞贝克系数来消除固有热势的可能性。这导致电子模式的不平衡的群体，其可以用外部栅极电压或施加的温度偏置来调谐。

集成电解栅的石墨烯场效应晶体管阵列，尺寸可达200 mm

Graphene field-effect transistor array with integrated electrolytic gates scaled to 200 mm

从石墨烯研究开始到现在，已经过去了十年。在此期间，我们目睹了基础研究和应用研究的突破。然而，石墨烯器件的大规模生产的发展尚未达到同样的进展水平。石墨烯场效应晶体管（FET）的架构没有显著改变，并且通常没有寻求晶片级的器件集成。目前，无论何时使用电解质栅控FET（EGFET），都需要外部的、笨重的、平面外的栅电极。这里，提出了石墨烯EGFET的替代架构。在这种架构中，源极、漏极和栅极在同一平面上，从而消除了对外部栅电极的需要以及使用额外的储器来将电解质限制在晶体管有源区内部。这种具有集成栅极的平面结构允许高性能石墨烯EGFET的晶圆级制造，载流子迁移率高达1800 cm 2 V-1 s-1。作为原理证明，实现了化学传感器。结果表明，该传感器可以区分不同浓度的盐溶液。拟议的架构将促进石墨烯传感器的大规模生产，实现以前在基础和应用石墨烯研究方面取得的成就的潜力。

石墨烯对线状电荷微扰的电子响应

Electronic response of graphene to linelike charge perturbations

未掺杂或弱掺杂的石墨烯对带电线的静电屏蔽的问题被处理为超出线性响应理论。在离带电线的中间距离x处，感生电子密度近似与掺杂无关，为n（x）~（logx）^2/x^2。在较大的x处，如果外部扰动对于石墨烯载流子是排斥的，则可以形成双pn结。计算了这种非均匀性对石墨烯电导和量子电容的影响。结果是相关的石墨烯晶界的输运性质和局部静电控制的石墨烯与双栅极。

石墨烯中的量子点

Quantum dots in graphene

我们提出了一种在石墨烯带的一个小区域内通过外部势来限制准粒子的方法。在这种限制中，跨电子运动起着至关重要的作用。因此，得到的石墨烯量子点的性质进行了理论研究，在不同类型的边界条件在带的边缘。（准）束缚态存在于所考虑的所有系统。同时，电导对栅极电压的依赖性携带关于边缘形状的信息。

掺杂石墨烯对外部电荷的非线性屏蔽

Non-linear screening of external charge by doped graphene

我们解决了一个非线性积分方程的静电势在掺杂石墨烯由于外部电荷，所产生的屏蔽石墨烯的$π$的电子带的T-F（TF）模型。特别地，我们研究了石墨烯中的有限平衡载流子密度、非零温度、石墨烯与电介质衬底之间的非零间隙以及能带态密度的非线性的影响。交换和关联相互作用的影响也简要讨论了未掺杂的石墨烯在零温度。非线性的结果进行了比较与线性TF模型和随机相位近似（RPA）内的介质屏蔽模型。此外，从非线性积分方程的解决方案的外部电荷的图像电位进行评估，并比较线性模型的结果。我们已经发现，在掺杂石墨烯的非线性TF模型和RPA模型的结果之间的一般良好的协议，除了弗里德尔振荡在后者的模型。然而，相对较强的非线性效应被发现在TF模型中持续存在，即使在高掺杂密度和大的外部电荷的距离。

Goos-Hänchen Shifts in Gapped Graphene subject to External Fields

We study Dirac fermions in gapped graphene that are subjected to a magnetic field and a potential barrier harmonically oscillating in time. The tunneling modes inside the gap and the associated Goos-Hänchen (GH) shifts are analytically investigated. We show that the GH shifts in transmission for the central band and the first two sidebands change sign at the Dirac points $ε+l\hbar\tildeω$ $(l=0,\pm 1)$. We also find that the GH shifts can be either negative or positive and becomes zero at transmission resonances.

石墨烯纳米晶体中依赖于外加偏压的直接到间接带隙转变

External Bias Dependent Direct To Indirect Bandgap Transition in Graphene Nanoribbon

在这项工作中，使用自洽的紧束缚计算，第一次，我们表明，一个直接到间接的带隙转变是可能的扶手椅型石墨烯纳米晶通过沿带的宽度施加外部偏压，开辟了新的设备应用的可能性。借助狄拉克方程，我们利用外加偏压在纳米晶体内部产生的微扰势空间分布的不对称性，定性地解释了这种带隙跃迁。其次是验证的带隙的趋势与数值技术，使用矩阵指数的马格努斯展开。最后，我们证明了载流子有效质量在带隙跃迁点附近具有可调的尖锐特征。

石墨烯在外场中的光学性质

Optical Properties of Graphene in External Fields

采用广义紧束缚模型和精确对角化方法，研究了石墨烯在五种外场作用下的光学性质。通过对多个基函数的重排，将大的哈密顿矩阵转化为带状矩阵，并利用波函数在不同子晶格上的空间分布，大大减少了数值计算时间.外场对吸收峰的数目、强度、频率和结构以及选择规则有很大的影响。在均匀磁场中的吸收光谱具有丰富的对称吸收峰，并遵循特定的选择规则。然而，在调制电场、调制磁场、电场和磁场的复合以及磁场的复合下，存在许多非对称峰和额外的选择规则。

外加交流激励离散呼吸子辅助应变石墨烯中的能量传递

Energy transfer in strained graphene assisted by discrete breathers excited by external ac driving

在本分子动力学研究中，外部交流驱动在声子谱之外的频率下用于激发均匀应变的石墨烯纳米颗粒中的间隙DB。将谐波位移或谐波力施加到石墨烯的锯齿形原子链。在前一种情况下，非传播的DBs被激发的原子旁边的驱动原子，而在后一种情况下，激发的DBs沿纳米取向传播。详细研究了DBs辅助下沿纳米尺度的能量传递，讨论了简谐位移驱动和简谐力驱动的区别。得出的结论是，在声子谱频率外的外部驱动的幅度不一定是大的，以获得显着的能量转移到系统。总的来说，我们的研究结果表明，即使在相对较小的驱动幅度的外部谐波驱动可以用来控制DBs的激励，从而能量转移到系统。