Chiral condensate with topological degeneracy in graphene and its manifestation in edge states
采用蜂窝格子模型，研究了强磁场中石墨烯多体态的手征对称性作用。对于自旋分裂的Landau能级，在n = 0的Landau能级子空间内，当电子-电子相互作用为最近邻排斥时，手征凝聚体是一个带隙有限的多体基态，其基态是拓扑简并度为2的Hall绝缘体.基态的拓扑性质表现为沿扶手椅边缘的凯库勒键序，而由于量子涨落，该模式在体中熔化。整个过程可以看作是手征对称性特有的体-边对应的实现。
2012-05-29 cond-mat.mes-hall
Chiral symmetry and its manifestation in optical responses in graphene: interaction and multi-layers
手征对称性是石墨烯物理学的基础，它保证了拓扑稳定的双狄拉克锥和零能朗道能级在磁场中的反常行为。这一关键作用在石墨烯的光学响应和多体物理中得到了继承，本文对此进行了解释。我们还从光学性质及其与手征对称性的关系的角度对多层石墨烯进行了概述。
2012-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Low temperature high-frequency monolayer graphene conductivity as a manifestation of Zitterbewegung
我们认为狄拉克电子在单层石墨烯中的Zitterbewegung现象是E.自由空间中相对论性电子的薛定谔。因此，我们表明，单层石墨烯的狄拉克电子振荡，即产生电子位置的平均值附近的快速波动，具有相当高的频率，但远低于自由空间中的相对论电子。研究了单层石墨烯中由费米-狄拉克分布形成的电导率电子波包的Zitterbewegung与高频复电导率的关系。因此，我们发现单层石墨烯的电磁谐振特性可以通过一组等效振荡电路来模拟。这是有用的，以便赋予电磁过程的连续性，这对于将石墨烯结合到电子系统中特别重要。
2020-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manifestation of nonlocal electron-electron interaction in graphene
石墨烯是一个理想的平台，研究多体效应，由于其半金属特性和可能性，掺杂它在很大范围内。在这里，我们研究了石墨烯的占用$π$ -带的宽度作为掺杂的函数，使用角分辨光电发射。在增加电子掺杂，我们观察到预期的移动带更高的结合能。然而，这种移动不是刚性的，带的底部移动小于狄拉克点。我们发现，所观察到的位移不能占本地密度近似的能带结构计算，但必须考虑到非本地交换相互作用。
2016-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Joint manifestation of fractional quantum Hall effect and insulating behavior in graphene at high magnetic fields
这篇论文（关于无限质量边界条件）已被作者撤回。另一个关于锯齿形边界条件的独立研究已经出现在Phys.Rev.B82，125419（2010）中。
2010-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el nucl-th
Optical Hall response of bilayer graphene: the manifestation of chiral hybridised states in broken mirror symmetry lattices
理解控制分层堆叠材料的光学活性的机制对于设计旨在在纳米尺度上操纵光的设备至关重要。在这里，我们表明，扭曲和滑动双层石墨烯是手性系统，可以偏转线性偏振光的偏振。然而，只有扭曲的双层石墨烯支持圆二色性。我们的计算方案，这是基于含时的薛定谔方程，是特别有效的计算的光电导张量。具体地说，它使我们能够显示的手征的杂化状态的手征依赖于弯曲的轨迹踢高斯波包在双层晶格。我们表明，非零霍尔电导率是在手征晶格中的杂化态的非取消表现的结果。我们还证明了电导率张量对扭转角和滑动矢量的连续依赖性。
2020-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene Nanoribbons Under Axial Compressive and Point Tensile Stresses
在密度泛函理论的框架下，采用自旋极化方法研究了应变石墨烯纳米带的几何、电子和磁性.被认为是沿长轴的nanoriginal和拉伸应力的中点和垂直于nanoriginal的平面的压应力的情况下。观察到显着的结构变化，包括纳米乳头的形成。计算的电子和磁性强烈依赖于纳米带的尺寸和形状。应变纳米带的可调磁性可用于设计磁性纳米开关。
2020-06-01 cond-mat.mes-hall
Graphene nano ribbons subjected to axial stress
采用原子模拟方法研究了矩形石墨烯纳米带在轴向应力作用下自由边界和有支撑边界条件下的弯曲问题。对于小的应力值，屈曲的石墨烯纳米带的变形的形状是正弦波，其中节线的数量取决于系统的纵向尺寸和施加的边界条件。支撑边界条件下的屈曲应变与纵向尺寸无关，估计为0.86 $%$。通过对有限温度下自由能的计算，我们发现石墨烯纳米带的平衡投影二维面积小于平板的面积。在最佳长度处，支撑边界条件的边界应变为0.48 $%$。
2011-04-09 cond-mat.mes-hall
Similarity of zitterbewegung of electron to the Adler-Bell-Jackiw anomaly in QED: its observable manifestation in graphene
zitterbewegung与$\sin(εt)$成正比，它被描述为电子在狄拉克点附近从正能态到负能态的运动，反之亦然。由于这样的跃迁涉及到越过狄拉克点，这可能是zitterbewegung的可能实现和测量。在这方面，我们得出了（1+1）QED中的zitterbewegung反常和Adler-Bell-Jackiw反常之间的相似性。在时间相关微扰理论中，在石墨烯的背景下设想zitterbewegung的实施例。
2011-08-25 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Modulation of Landau levels and de Haas-van Alphen oscillation in magnetized graphene by uniaxial tensile strain/ stress
应变工程技术使我们能够以各种方式改变石墨烯的电子特性。在连续近似下，应变的影响导致赝规范场的出现和费米速度的调制。在这项研究中，我们从理论上研究了线性单轴拉伸应变和/或应力的影响，这使得费米速度各向异性，在一个磁化的石墨烯片上施加的静电电压的存在下。更具体地，我们分析了费米速度的各向异性性质对磁化石墨烯片中的结构朗道能级和de Haas-van Alphen（dHvA）量子振荡的影响。还讨论了外加应变方向的影响。
2020-09-30 cond-mat.mes-hall
Manifestations of $(2+1)d$ chiral anomaly in a graphene plate
本文基于嵌入4d Minkowski时空的石墨烯板，研究$(2+1)$维费米子系统的手征反常，揭示边界处源于非局域反常作用的手征与电流，并探讨外场下的可观测效应。
2025-04-03 cond-mat.mes-hall gr-qc hep-th
First-principles study of graphene edge properties and flake shapes
利用密度泛函理论，通过计算石墨烯纳米带的边缘能和边缘应力与边缘取向的关系，确定了石墨烯片的平衡形状。边缘能量是边缘取向角的近似线性函数，从扶手椅取向到锯齿取向逐渐增加。锯齿形边缘的重建将其能量降低到小于扶手椅边缘的能量。所有边缘取向的边缘应力都是压缩的，然而，锯齿形边缘的重建将该边缘应力减小到接近零。氢吸附有利于所有边缘取向;显著降低所有边缘能量和所有边缘应力。它还消除了锯齿形边缘的重建。使用新的边缘能量数据，我们确定了石墨烯片（具有未重构边缘）的平衡形状为六边形，在存在和不存在氢的情况下具有直扶手椅边缘。然而，锯齿形边缘重构产生具有六重对称性但具有圆形边缘的石墨烯薄片。这种形状主要是由近锯齿形边缘。在不存在氢的情况下，对于所有边缘取向，压缩边缘应力将导致边缘屈曲（石墨烯片的平面外）。将石墨烯薄片暴露于氢气显著降低了屈曲幅度。
2011-08-05 cond-mat.mes-hall
Coexistence of Interfacial Stress and Charge Transfer in Graphene Oxide based Magnetic Nanocomposites
在本文中，我们建立了水热合成的钴铁酸盐-氧化石墨烯（CoFe 2 O 4/GO）纳米复合材料中存在的压应力和电荷转移过程。透射电子显微镜（TEM）的结果表明，CoFe 2 O 4纳米粒子的GO片上的装饰。超导量子干涉仪（SQUID）磁强计测量证实了纳米复合材料的磁响应。这些纳米复合材料的光学性能进行了研究，通过拉曼光谱。通过观察氧化石墨烯特征G峰的蓝移来评价该体系中涉及的界面压应力。半峰全宽（FWHM）的增加以及D和G峰的上移是GO片和分散的磁性纳米颗粒之间的电荷转移过程的参与的清楚指示。电荷转移过程的影响是量化的费米能级的这些纳米复合材料的移位。这是使用扫描开尔文探针显微镜（SKPM）从接触表面电势差（CPD）的变化来评价的。CoFe 2 O 4/GO的XRD光谱证实了CoFe 2 O 4纳米颗粒的多晶性质。从XRD峰估计晶格应变与观察到的拉曼位移。
2017-03-22 cond-mat.mes-hall
Manifestations of topological effects in graphene
石墨烯是石墨的单原子层，其中碳原子以二维蜂窝晶格配置排列。60多年来，人们已经知道石墨烯的电子结构可以用二维无质量相对论费米子来模拟。这一性质在应用科学和理论物理学中都有许多应用。由石墨烯制成的电子电路可以利用其即使在室温下也可以看到的高电子迁移率。在理论上，石墨烯的类狄拉克行为可以模拟高能效应，如相对论克莱因悖论。更令人惊讶的是，拓扑效应可以在石墨烯中编码，例如涡旋的产生，电荷分馏和任意子的出现。拓扑效应对石墨烯电子性质的影响可以用Atiyah-Singer指数定理来描述。在这里，我们提出了一个教学遇到这个定理，并审查其各种应用石墨烯。折射率定理的一个直接结果是电荷的分数化，通常从分数量子霍尔效应中得知。电荷的分数化使得实现基于石墨烯的任意子的可能性令人兴奋，与玻色子或费米子不同，任意子表现出分数统计。除了理论上的兴趣，任意子是一个强有力的候选人进行无错误的量子信息处理。
2008-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Membrane amplitude and triaxial stress in twisted bilayer graphene deciphered using first-principles directed elasticity theory and scanning tunneling microscopy
扭曲的石墨烯层对于给定的扭曲角产生具有预定波长的莫尔图案（MP）结构。然而，由于大的超晶胞，使用第一原理密度泛函理论（DFT）预测除了纯AB堆叠或AA堆叠石墨烯之外的任何角度的膜振幅是不可能的。在这里，在弹性理论中，我们将MP结构定义为最小能量配置，从而将高度振幅作为唯一的未知参数。后者由AB和AA堆叠的双层石墨烯的DFT计算确定，以消除所有拟合参数。良好的协议与扫描隧道显微镜（STM）的结果跨多个基板的扭曲角的函数。
2014-07-04 cond-mat.mes-hall
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。
2014-11-03 cond-mat.mes-hall
Graphene on hexagonal lattice substrate: Stress and Pseudo-magnetic field
从弹性理论出发，预测了石墨烯（GE）置于六方晶格衬底上时在伪磁场和应变分布中的莫尔条纹。%，这是由原子模拟证实。GE和衬底之间的范德华（vdW）相互作用在石墨烯中引起平面外变形，这导致应变场，并因此导致伪磁场。当取向差角约为0.5度时，实现了三重对称应变场，其导致与F.几内亚湾I. Katsnelson和A. K. Geim [Nat.Phys.6，30（2010）]。我们的研究结果表明，伪磁场的周期性和长度可以调谐在GE通过改变取向差角和衬底粘附参数和一个相当大的能隙（23 meV），可以得到由于石墨烯的面外变形，这是在最近的实验测量的范围内（20-30 meV）。
2014-07-04 cond-mat.mes-hall
Piezoelectricity in asymmetrically strained bilayer graphene
我们研究了相称的故障双层石墨烯的电子性质对角化的双层系统的单粒子哈密顿在一个完整的基础上的Bloch状态的各个石墨烯层。我们的新方法是非常普遍的，可以很容易地扩展到任何相称的石墨烯基异质结构。在这里，我们考虑三种情况：i）扭曲的双层石墨烯，ii）三轴应力施加到一层的双层石墨烯，以及iii）单轴应力施加到一层的双层石墨烯。我们表明，由此产生的超结构可以分为不同的类，这取决于扭转角或诱导应变的大小。不同的类通过层间耦合机制相互区分，导致了根本不同的低能物理。对于三轴和单轴应力的情况下，各个石墨烯层往往去耦，我们发现层之间的显着电荷转移。此外，这种压电效应可以通过施加垂直电场来调谐。最后，我们展示了我们的方法可以推广到多层系统。
2016-09-01 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of graphene hexagonal flake subjected to triaxial stress
利用分子动力学模拟和紧束缚计算研究了具有扶手椅形和锯齿形边缘的三轴应变六方石墨烯片的电子性质。我们发现：i）应变石墨烯薄片中的伪磁场在锯齿形终止的薄片的中心和边缘都不均匀，ii）伪磁场在扶手椅形终止的薄片的中心几乎为零，但在边缘附近急剧增加，iii）对于低于15 $%$的应变，伪磁场随应变线性增加，同时非线性地增长超过该阈值，（iv）Z字形六边形中心的局域态密度表现出伪朗道能级，在第0个伪朗道能级中具有破缺的亚晶格对称性，此外，由于应变诱导的标量势，狄拉克锥中存在位移。这项研究提供了一个现实的非均匀应变石墨烯的电子性质的模型，其中原子位置的弛豫被正确地包括在一起的应变引起的修改的跳跃项到下一个最近的邻居。
2014-04-19 cond-mat.mes-hall
Generation of entangled photons in graphene in a strong magnetic field
纠缠光子态作为量子力学非定域性最生动的表现形式和在量子信息中的新兴应用，引起了人们极大的兴趣。在这里，我们提出了一种产生偏振纠缠光子的机制，这是基于非线性光学相互作用（四波混频）放置在磁场中的石墨烯。磁化石墨烯中量子化电子态的独特性质和狄拉克点附近的光学选择规则引起了巨大的光学非线性和在中/远红外范围内的高光子产生率。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall
Interfacial Stress Transfer in a Graphene Monolayer Nanocomposite
石墨烯是已知最坚硬的材料之一，杨氏模量为1 TPa，使其成为高性能复合材料中用作增强材料的理想候选材料。然而，作为一种单原子厚度的晶体材料，石墨烯提出了几个基本问题：（1）数十年来对碳基复合材料的研究能否应用于这种极薄的晶体材料？(2)传统上用于复合材料的连续介质力学在原子水平上是否仍然有效？(3)基质如何与石墨烯晶体相互作用，什么样的理论描述是合适的？我们已经明确地证明了应力从聚合物基质转移到单层石墨烯，表明石墨烯作为增强相。我们还使用剪切滞后理论对行为进行了建模，表明石墨烯单层纳米复合材料可以使用连续介质力学进行分析。此外，我们已经能够监测石墨烯/聚合物界面的应力传递效率和击穿。
2010-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local Optical Probe of Motion and Stress in a multilayer graphene NEMS
纳米机电系统（NEMS）是新兴的纳米级元件之间的十字路口，机械，光学和电子学，具有显着的潜力，驱动和传感应用。与它们的微米对应物相比，尺寸的减小带来了新的效应，包括对非常低的质量的敏感性、射频范围内的谐振频率、机械非线性和量子力学效应的观察。NEMS的一个重要问题是了解基本物理特性调节耗散机制，已知该机制限制机械品质因数并由于材料降解而引起老化。需要为这些系统定制的检测方法，其允许在纳米尺度上探测运动和应力。在这里，我们展示了一种非侵入式局部光学探针，用于定量测量多层石墨烯NEMS内的运动和应力，该探针由斐索干涉、拉曼光谱和静电致动镜的组合提供。干涉测量提供了运动的校准测量，由从准静态负载到机械共振的范围内的致动产生，而拉曼光谱允许在纳米级上对机械共振进行纯光谱检测。这种光谱检测揭示了应变纳米谐振器和非弹性散射光子能量之间的耦合，从而为光力学提供了一种新的方法。
2012-03-18 cond-mat.mes-hall
Graphene Metallization of High-Stress Silicon Nitride Resonators for Electrical Integration
高应力化学计量比氮化硅谐振器，其品质因数超过一百万，已显示出在传感和信号处理中的应用前景。然而，绝缘氮化硅谐振器的电集成一直是具有挑战性的，因为即使沉积薄的金属层也会显著降低品质因数。在这项工作中，我们表明，石墨烯用作Si 3 N4膜的导电涂层，使品质因数平均降低不到30%，这与传统金属化层（如铬或铝）的影响相比是最小的。Si 3 N4-石墨烯（SiNG）异质结构谐振器的电集成与电读出和静电调谐的频率高达1%每伏证明。这些研究证明了混合石墨烯/氮化物机械谐振器的可行性，其中石墨烯的电性能与氮化硅的优异机械性能相结合。
2013-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Frequency tuning, nonlinearities and mode coupling in circular graphene resonators
我们研究了圆形纳米机械石墨烯谐振器通过连续弹性理论，把它们作为膜。我们推导出弯曲模振幅的动力学方程。由于几何非线性，这些可以通过耦合Duffing方程来建模。通过求解Airy应力问题，我们得到了本征频率和非线性系数的解析表达式作为半径，悬挂高度，初始张力，背栅电压和弹性常数的函数，我们与有限元模拟比较。利用扰动理论，我们证明了对于有限偏转，有必要考虑非均匀应力分布的影响。这正确地再现了谐振器的频谱和频率调谐，包括频率交叉。
2013-05-17 cond-mat.mes-hall
Chiral correlation of drag currents inducing optical activity of twisted bilayer graphene
研究了扭曲双层石墨烯的旋光性和量子输运机制。用有效连续介质模型研究了双层体系中唯一电子态的形成。这种状态被示出为支持在两个石墨烯层中的电子的横向运动的相关性。由于原子晶格的手征结构，这种阻力关联的贡献不完全抵消，从而导致光学电导张量的阻力项。我们表明，电导率的阻力项是空间色散的表现。我们展示了如何分析和计算的电导率张量，管理系统的旋光性的组件。还计算了扭曲双层石墨烯系统的直流电导率。它表明存在一个量子电导率值$\propto e^2/h$在本征费米能。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Moiré edge states in twisted bilayer graphene and their topological relation to quantum pumping
我们研究了扭曲双层石墨烯的边缘态及其拓扑起源。我们发现，扭曲的双层石墨烯具有特殊的边缘状态与莫尔图案，这些莫尔边缘状态的出现与滑动陈数，它描述了相对层间滑动引起的拓扑电荷泵。当扭转双层中的一层相对于另一层滑动时，边缘态从一个能带转移到另一个能带，并且在一个滑动周期中泵浦的边缘态的数目被示出为等于带隙的滑动陈数。这种关系可以被看作是摩尔双层系统中固有的体积-边缘对应关系的表现。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall
Molecular Dynamics Study of the Mechanical Behavior of Few Layer Graphene
通过原子模拟研究了单层石墨烯（MLG）和少层石墨烯（FLG）在单轴拉伸条件下的力学性能。我们发现，在这些FLG的Z字形和扶手椅方向的伸长率相比，MLG的结果时，极限拉伸强度和应变增加。我们还发现，最大的增量获得在双层或三层石墨烯的所有FLG系统，我们研究。使用原子应力分布分析，可以观察到，分布的宽度变得更窄，因此在相同的拉伸应力的各个阶段，与MLG相比，FLG中的最大应力降低。这表明，FLG的局部驱动的高度升高的原子应力已被有效地缓解到其他层中的原子通过合作层间相互作用。这种效应解释了FLG的协同机械强化的原因，因为拉伸破坏受到最大原子应力的严重影响。此外，与MLG相比，所有FLG的杨氏模量都略小。
2012-03-01 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Stress-controlled Poisson ratio of a crystalline membrane: Application to graphene
我们证明了悬浮晶体膜的关键弹性参数--泊松比（PR）$ν$ --是施加应力$σ$和系统尺寸$L$的非平凡函数，即，$ν=ν_L(σ)$。我们考虑一个通用的二维膜嵌入到空间的维度$2+d_c$。(The物理情况对应于$d_c=1$。）我们的研究结果的一个特别重要的应用是独立的石墨烯。我们发现，在非常低的应力下，膜表现出线性响应，PR $ν_L(0)$随着$L$的增加而降低，并且在取决于边界条件的值处饱和$ L\to \infty$，并且与先前由膜理论在自组成的缩放分析内预测的值$ν=-1/3$有本质的不同。通过增加$σ$，人们驱动膜进入非线性状态，该非线性状态的特征在于PR的普适值仅取决于$d_c.$。该普适非线性PR在极限$d_c\to \infty.$中获得其最小值$ν_{\rm min}=-1$。随着$σ$的进一步增加，PR改变符号并最终在由常规弹性理论规定的正的非普适值处饱和。我们还表明，应该区分绝对和差分PR（$ν$和$ν^{\rm diff}$，分别）。虽然在极低和极高应力的极限上一致，但它们一般不同，$ν\neq ν^{\rm diff}$。特别地，在非线性普适状态中，$ν^{\rm diff}$具有普适值，该普适值类似于绝对PR，仅是$d_c$的函数，但不同于$ν$的普适值。在极限$d_c\to \infty$中，$ν^{\rm diff}$的普适值趋于$-1/3$，…
2018-04-30 cond-mat.mes-hall
Dirac edges of fractal magnetic minibands in graphene with hexagonal moire superlattices
我们发现在磁场B_{p/q} = p_0/（qS）下形成的连续微带的边缘处系统地再现了大量狄拉克特征，该磁场提供了通过由石墨烯中的电子的六边形衬底创建的莫尔超晶格的晶胞的合理磁通量。在B= B_{p/q}处的能带中的Dirac型特征决定了周围分形谱中的能隙等级，并表明这些能带具有拓扑绝缘体性质.利用额外的$q$折叠简并的磁性迷你带在B_{p/q}，我们跟踪的层次结构的差距，其表现形式的不可压缩状态时的载流子密度和磁场的变化。
2014-01-13 cond-mat.mes-hall
Observation of the quantum valley Hall state in ballistic graphene superlattices
在石墨烯超晶格中，体拓扑电流可以导致长程电荷中性流和狄拉克点附近的非局域电阻。这些现象的弹道版本从未被探索过。在这里，我们报告弹道石墨烯超晶格的输运性质。这使我们能够研究和利用巨大的非本地电阻与一个大的谷霍尔角没有磁场。在低温状态下，会发生一种新的物质状态的交叉，称为量子谷霍尔态（qVHS），它是没有磁场的量子霍尔态的模拟。此外，一个非本地的电阻平台，这意味着刚性的qVHS，出现作为磁场的函数，并观察到该平台的崩溃，这被认为是谷/赝自旋磁性的表现。
2018-05-30 cond-mat.mes-hall
Imaging mechanical vibrations in suspended graphene sheets
我们进行了纳米机电系统的基础上，多层石墨烯片悬浮在氧化硅的沟槽测量。使用施加的射频电压在共振下静电驱动悬浮片的运动。使用一种新形式的扫描探针显微镜，它允许识别和空间成像的机械本征模式的形状检测的机械振动。在多达一半的谐振器测量，我们观察到一类新的异国情调的纳米级振动本征模式没有预测的弹性梁理论，振动的振幅是最大的自由边缘。通过模拟的悬浮片与有限元方法，这些边缘本征模式被证明是非均匀应力的结果，具有显着的大幅度（高达1.5 GPa）。这种不均匀的应力，这是由于石墨烯是通过将块状石墨压在另一个表面上或摩擦而制备的，在未来对石墨烯的电子和机械性能的研究中应该考虑到这一点。
2008-05-22 cond-mat.mes-hall
Resilient Intraparticle Entanglement and its Manifestation in Spin Dynamics of Disordered Dirac Materials
本文揭示了无序石墨烯中自旋弛豫机制与自旋-子晶格自由度纠缠之间的直接联系，并证明这种粒子内纠缠对无序具有鲁棒性，为量子信息处理提供了新资源。
2024-05-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Energy distributions of field emitted electrons from carbon nanosheets: manifestation of the quantum size effect
我们强调的重要性，实验与电压依赖的场发射能量分布分析的碳纳米片。我们的分析表明，能带结构的场发射电子的能量分布在少层石墨烯的关键影响。除了主峰，我们发现特征的子峰的能量分布。它们的位置强烈地依赖于层的数量和层间相互作用。在碳纳米片的场致发射实验中发现这些峰将清楚地表明这些新材料中的量子尺寸效应。
2009-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain Engineering Water Transport in Graphene Nano-channels
利用平衡态和非平衡态分子动力学（MD）模拟，我们发现在形成通道的石墨烯平面上施加应变可以显著改变水通过通道的界面摩擦，当应变从-10%到10%变化时，界面摩擦应力变化了6倍。拉伸石墨烯壁会增加界面剪切应力，而压缩石墨烯壁则会降低界面剪切应力。通过对分子结构的详细分析，揭示了固体壁与第一水层之间的界面势能垒和结构势垒的本质作用。我们的研究结果表明，应变工程是一种有效的方式来控制纳米通道内的水传输。由此产生的剪切应力和滑动速度之间的定量关系以及对分子机制的理解对于设计石墨烯纳米通道器件将是无价的。
2011-08-18 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
Pseudo-Magnetic Quantum Hall Effect In Oscillating Graphene
当石墨烯层受到应力时，应变改变了电子在位点之间累积跳跃的相位，其方式可以被建模为由伪磁矢量势引起。我们研究了振荡石墨烯带的情况，并探索了一种新的效应-振荡量子霍尔效应产生的振荡电阻。这种伪磁阻很大，并且取决于声振荡的频率和振幅。我们计算了实验的结果。
2017-11-01 cond-mat.mes-hall
Boundary problems for Dirac electrons and edge-assisted Raman scattering in graphene
本文报道了电子在石墨烯中的边缘散射及其对拉曼散射的影响的理论研究。首先，有效的模型讨论了几何不变和粗糙的边缘。其次，它们被用于计算边缘激活拉曼D峰强度及其对入射/散射光的偏振的依赖性，以及对激发点的位置的依赖性。讨论了电子运动的准经典性质在喇曼散射中的表现。
2009-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In situ observation of stress relaxation in epitaxial graphene
在冷却时，在Pt（111）和Ir（111）上在高温下生长的外延石墨烯中产生分支线缺陷。使用原子分辨扫描隧道显微镜，我们证明，这些缺陷是在石墨烯层中的皱纹，即部分分层的石墨烯的条纹。用低能电子显微镜（LEEM），我们研究了在原位的闪烁现象。在温度循环时，我们观察到皱纹的出现和消失的滞后。与皱纹形成同时，发生相邻区域的明场成像强度的变化和这些区域的微衍射的莫尔斑位置的移位。通过褶皱形成而释放的应力是由于石墨烯和衬底的热膨胀系数不匹配。一个简单的一维模型，考虑到能量相关的应变，分层和弯曲的石墨烯是在定性与我们的观察。
2009-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Dislocation Field Theory in 2D: Application to Graphene
介绍了一种二维位错连续体理论。本理论在经典的弹性能量密度基础上增加了弹性转动、位错密度和背景应力。该理论包含四个材料模量。根据四种材料模量定义了两种特征长度尺度。计算了刃型位错的应力和弹性变形的非奇异解。已经指出，弹性应变与最近在石墨烯中发现的刃位错的实验数据吻合得很好。
2015-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable quantum anomalous Hall octet driven by orbital magnetism in bilayer graphene
量子反常霍尔（QAH）效应-零磁场下手性能带拓扑的宏观表现-仅通过拓扑绝缘体的磁性掺杂（1 - 3）和莫尔异质结构的精细设计（4 - 8）在实验上实现。然而，长期以来，人们一直预测没有磁性掺杂或莫尔工程的看似简单的双层石墨烯具有QAH效应的竞争有序态（9 - 11）。在这里，我们探索的状态，在双层石墨烯的电导率为2电子2/小时，不仅生存下来，以惊人的小磁场和高达5 K的温度，但也表现出磁滞。总之，实验签名提供了令人信服的证据，轨道磁驱动的QAH行为与陈数可调通过电场和磁场以及载波符号。所观察到的QAH相的八重态是不同于以前的观察，由于其独特的亚铁磁和亚铁电秩序，其特征在于量子化的异常电荷，自旋，谷，和自旋谷霍尔行为。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall
Phonon and structural changes in deformed Bernal stacked bilayer graphene
我们提出了第一个拉曼光谱研究的Bernal双层石墨烯片在单轴拉伸。除了在两层均匀应变的薄片区域中的纯机械行为之外，某些效应源于跨层的不均匀应力分布。这些现象，如双层石墨烯中反转对称性的去除，可能在带隙工程中具有重要意义，提供了诱导带隙形成的替代途径。
2012-02-08 cond-mat.mes-hall
Weak localisation in graphene flakes
我们表明，石墨烯中的量子干涉的表现形式是非常不同的，从传统的二维系统。由于载流子的手征性质，它不仅对非弹性、相破裂散射敏感，而且对许多弹性散射过程敏感。我们研究了在不同的样品和在不同的载流子密度，包括狄拉克区域的弱本地化，并找到确定它的特征率，我们展示了石墨烯片的形状和质量如何影响的弹性和非弹性率的值，并讨论其物理起源。
2008-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy of the Stone-Wales Defect and Warping of Graphene Nano-ribbons: A First-principles Analysis
与晶体中的位错类似，Stone-Wales（SW）缺陷在$sp^2$键合碳基材料的力学行为中起着重要作用。在这里，我们使用第一性原理计算表明，当这种缺陷存在于石墨烯纳米带的边缘附近时，SW缺陷之间的相互作用中的显著各向异性具有有趣的后果：取决于它们相对于边缘的取向，它们导致压缩或拉伸应力，并且前者负责石墨烯纳米带的凹陷或翘曲。这种弯曲导致缺陷态中电子的离域。
2010-03-01 cond-mat.mes-hall
Molecular Simulation of Fracture Dynamics of Symmetric Tilt Grain Boundaries in Graphene
利用原子模拟方法获得了由各种嵌入式对称倾斜晶界（GB）组成的石墨烯片的拉伸过程的微观信息。与原始石墨烯相反，这些GBs在横向单轴拉伸下在所有但最大取向差角的情况下以非凡的模式断裂，其表现出间歇性裂纹扩展并在准机械失效后形成许多粘性残余连接。被称为单原子碳链（MACs）的弦，其重要性最近得到了强调，随着伸长的进行，逐渐延伸到几纳米的最大值。在扶手椅型和扶手椅型对称倾斜晶界中均观察到这些特征，这些特征对拉伸应力和应力-应变曲线的形状有重要影响。然而，存在显着差异的人口密度和MACC出现准机械故障后的可达长度，其中较高的面向GBs。此外，在最大错向角情况下，扶手椅型晶界的最大应力和极限应变均显著大于扶手椅型晶界，而在其他情况下，扶手椅型晶界的最大应力和极限应变均略小于扶手椅型晶界。对于扶手椅型和双晶型石墨烯，最大应力随取向差角的增大而增大，其范围在32~80 GPa之间，极限应变在0.06~0.11之间，其下限与多晶石墨烯的临界应变实验值吻合较好。
2012-02-13 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Quantum Manifestation of Elastic Constants in Nanostructures
通常，在改变低维纳米结构的性质时存在两种不同的效应：由于增加的表面积-体积比而引起的表面效应（SS）和由于在减小的维度中的量子限制而引起的量子尺寸效应（QSE）。SS已被广泛地显示影响纳米结构的弹性常数和机械性能。在这里，我们以铅纳米膜和石墨烯纳米带为模型系统，通过第一性原理计算证明了纳米结构弹性常数的QSE。我们发现，一般QSE是占主导地位的影响金属纳米结构的弹性常数，而SS是更明显的半导体和绝缘体纳米结构。我们的发现在纳米力学的量子方面具有广泛的意义。
2012-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Quantum Hall transport as a probe of capacitance profile at graphene edges
量子霍尔效应是二维电子气中量子输运的显著表现。鉴于其技术相关性，重要的是要了解其在现实的纳米器件的发展。在这项工作中，我们提出了如何在一个场效应器件中的不同的边缘通道的外观是由样品边缘附近存在的不均匀的电容分布，石墨烯的特别相关的条件的影响。我们将这种实用的想法应用于高质量石墨烯的实验，证明量子霍尔传输作为二维电子气边缘附近密度分布的空间分辨探针的潜力。
2012-11-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Graphene Design with Parallel Cracks: Abnormal Crack Coalescence and Its Impact on Mechanical Properties
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Universidade Estadual de Campinas（坎皮纳斯州立大学）
本研究通过分子动力学模拟探讨了石墨烯中平行裂纹的相互作用及其对机械性能的影响，发现裂纹合并会降低结构强度，而增大裂纹间距可促进断裂行为从脆性向韧性转变。
2025-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Subjecting a graphene monolayer to tension and compression
石墨烯片在拉伸和压缩下的机械行为使用的微束排列检查。采用了两组不同的样品，涉及仅支撑在塑料棒上但也嵌入塑料基材内的薄片。通过监测的位移的二维拉曼线与应变，应力传递效率作为应力符号和单层支撑的函数的信息。在张力下，嵌入的薄片似乎承受高达1.3%的应变，而在压缩下，在约0.7%的应变下存在薄片屈曲的指示。保持这样高的临界屈曲应变证实了嵌入单层的相对高的抗弯刚度。
2009-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects due to backscattering and pseudogap features in graphene nanoribbons with single vacancies
我们提出了一个系统的研究，在导电过程中的电子背散射现象的石墨烯纳米带与单空位散射体和尺寸内的现代光刻技术的能力。我们的分析建立在一个\textit{ab initio}参数化的半经验模型，打破电子空穴对称性和非平衡格林函数方法的电导分布$g$的计算。潜在的机制是基于波函数的本地化和扰动，在第一个$π-π^*$平台的情况下，可以产生杂质一样的赝能隙的施主和受主特性。限制和几何形状对于这种效应的表现至关重要。自洽量子输运计算的特点空缺的局部充电中心，可以诱导静电不均匀性的带状拓扑结构。
2010-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature Dependent Mechanical and Structural Properties of Uniaxially Strained Planar Graphene
通过分子动力学模拟研究平面石墨烯在单轴拉伸下的温度依赖性，发现断裂应力、应变及杨氏模量随温度线性下降，并首次给出键长键角分布随温度与应变的变化及解析表达式。
2025-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nlin.CD
From the Integer to the Fractional Quantum Hall Effect in Graphene
分数量子霍尔效应是强垂直磁场中二维系统中电子关联的一种非常特殊的表现。它是由于在同一朗道能级上的电子之间的强烈库仑排斥作用而产生的，这种排斥作用与电子态的特定手性相勾结。这种手征性是从经典的回旋运动中继承而来的，即由于磁场的取向而导致的电子旋转的特定意义。石墨烯中的自旋-谷简并的特异性由从费米能级附近的电子带继承的四重自旋-谷简并组成。相关的库仑相互作用尊重SU（4）对称性，因此我们会遇到一般的四分量分数量子霍尔效应，以及其他相关的四分量相位，如自旋谷铁磁态。本文的目的是在一个-主要是理论-讨论这些异国情调的阶段，与实验证据比较。
2022-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Failure mechanisms of graphene under tension
最近的实验将纯石墨烯确定为人类已知的最强材料，进一步激发了石墨烯如何失败的问题。利用密度泛函理论，我们揭示了纯石墨烯在一般拉伸状态下的机械破坏机制。一种失效机制是$K_1$ -模式的新的软模式声子不稳定性，由此石墨烯片经历相变并被驱动朝向隔离的苯环，导致强度降低。另一种是通常的弹性失稳，对应于应力-应变曲线中的最大值。结果表明，有限波矢软模是限制单层材料强度的关键因素。
2010-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparison of various schemes to determine the Young's modulus of disordered carbon nanomembranes compared to crystalline graphene
本文以碳纳米膜为例比较三种确定杨氏模量的方法，指出经仔细调整的应力-应变模拟可给出与实验一致的正确结果，并给出可信模拟步骤。
2024-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
An analytic investigation for the edge effect on mechanical properties of graphene nanoribbons
我们推导出解析表达式的杨氏模量和泊松比的石墨烯nanorigins，其中自由边缘被扭曲的压缩边缘应力。我们的分析公式明确地说明了弯曲的自由边缘的杨氏模量的减少，导致明显的宽度依赖性的石墨烯纳米管的杨氏模量。泊松比也被弯曲的自由边缘减小，并且在具有超窄宽度的石墨烯纳米颗粒中可以实现负泊松比。这些结果与以前的理论工作是可比的。
2018-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport properties of graphene nanoribbons
我们将对石墨烯纳米带的电子和输运性质进行简要概述，重点关注边缘形状和杂质散射的影响。石墨烯的低能电子态具有两个不等价的无质量Dirac谱。这两个狄拉克点在动量空间中的相对距离和由于锯齿型石墨烯边缘的存在而导致的边缘状态对石墨烯纳米带的电子和输运性质起决定性作用。在锯齿形边缘的石墨烯纳米带中，与每个狄拉克光谱相关的两个谷在动量空间中被很好地分离。每个谷中的传播模式包含源自带中心处的部分平坦带的单个手征模式。如果杂质散射不连接两个谷，即对于长程杂质电势，则该特征在无序系统中产生完美导电沟道。另一方面，具有扶手椅边缘的石墨烯纳米带的低能谱被描述为石墨烯的两个非等效狄拉克点的叠加。尽管缺乏良好分离的两个谷结构，受到长程杂质的单通道传输几乎是完美的传导，其中最低阶的后向散射矩阵元素消失作为波函数的内部相结构的表现。对称性考虑导致无序锯齿形带分为长程杂质的单位类和短程杂质的正交类。然而，没有这样的交叉发生在扶手椅纳米带。
2009-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
