Multiple negative differential conductance regions and inelastic phonon assisted tunneling in graphene-hBN-graphene structures
在本文中，我们详细研究了在石墨烯-hBN-石墨烯器件的垂直电流中六方氮化硼（hBN）板和石墨烯层之间的旋转对准的效果。我们展示了如何为小的旋转角度，由hBN晶格的动量转移导致多个峰值的I-V曲线的设备，给原产地多个区域显示负微分电导。我们还研究了在垂直电流声子散射的效果，看看如何开放的非弹性隧穿事件允许的光学声子的自发发射导致尖锐的峰值的二阶导数的电流。
2016-03-14 cond-mat.mes-hall
Current Saturation and Surface Polar Phonon Scattering in Graphene
我们提出了一个研究的极性绝缘衬底上的石墨烯器件的传输使用紧束缚模型。使用多波段玻尔兹曼处理的流动性计算。我们提供了表面极性声子对低场迁移率的贡献随载流子密度、温度和距衬底的距离的缩放。在高偏压下，我们发现石墨烯的自热效应对于解释所观察到的饱和电流行为是必不可少的。我们预测，通过优化器件的冷却，高偏置电流可以显着增强。
2009-10-26 cond-mat.mes-hall
Inelastic scattering in a monolayer graphene sheet; a weak-localization study
石墨烯片（单层石墨）中的载流子由于其手性性质而表现出与其他二维电子系统中的载流子非常不同的特性。在这份报告中，我们专注于观察弱本地化的石墨烯片剥离从一块天然石墨和纳米图案成霍尔棒几何形状。我们的石墨烯片中更强的手征对称性破缺弹性谷间散射恢复了传统的弱局域化。由此产生的载流子密度和温度依赖性的相位相干长度揭示了电子-电子相互作用，包括直接库仑相互作用是主要的非弹性散射的因素，而电子-空穴水坑增强的狄拉克点附近的非弹性散射。
2008-08-19 cond-mat.mes-hall
Enhanced Thermoelectric Power in Graphene: Violation of the Mott Relation By Inelastic Scattering
我们报道了在极低无序度的石墨烯中热电功率（TEP）的增强。在高温下，我们观察到的TEP是大大大于莫特关系的预测，接近流体动力学极限，由于强烈的非弹性散射之间的载流子。然而，接近室温的非弹性载流子-光学-声子散射变得更加显著，并限制TEP低于流体动力学预测。我们支持我们的观察，采用玻尔兹曼理论纳入无序，电子相互作用，光学声子。
2016-01-26 cond-mat.mes-hall
Mechanism for current saturation and energy dissipation in graphene transistors
从仔细和详细的理论和实验研究相结合，我们证明，玻尔兹曼理论，包括所有的散射机制给出了一个很好的帐户，没有可调参数，高电场运输单以及双氧化物石墨烯晶体管。我们进一步明确地表明，从基板和superstrate表面光学（SO）声子的散射在很宽的实验相关参数范围内的高场传输和散热。完全忽略SO声子或以简单的唯象方式处理它们的模型是不够的。我们概述了在石墨烯器件中实现更高电流和完全饱和的可能策略。
2010-05-08 cond-mat.mes-hall
Inelastic vibrational signals in electron transport across graphene nanoconstrictions
我们目前的非弹性振动信号的电流通过石墨烯纳米收缩的计算。我们发现，只有当费米能级的位置被调谐到电子传输共振时，才存在非弹性信号，因此，提供了一个指纹，它可以将电子传输共振与纳米收缩联系起来。计算是基于一种新的第一性原理方法，其中包括由于与电极中的声子耦合的声子展宽。我们发现，由于与电极的强耦合，信号被修改，然而，仍然保持为纳米收缩中振动的鲁棒指纹。我们调查的效果，包括充分的自洽电位下降，由于有限的偏压和栅极掺杂的计算，并发现这是次要的。
2016-04-10 cond-mat.mes-hall
Mobility and Saturation Velocity in Graphene on SiO2
我们研究了室温以上（300-500 K）和高场（~1 V/um）下SiO2上石墨烯的迁移率和饱和速度。数据进行了分析，包括门控载体，热发电，“水坑”收费，焦耳加热的实际模型。迁移率和饱和速度都随着温度的升高而降低，温度高于300 K，载流子密度高于2 × 10^12 cm^-2。在低载流子密度下，饱和速度大于3 × 10^7 cm/s，并且在高达1.2 × 10^13 cm^-2时仍大于Si中的饱和速度。输运似乎主要受到SiO2衬底的限制，但结果表明，固有的石墨烯饱和速度可能是这里观察到的两倍以上。
2010-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inelastic carrier lifetime in a coupled graphene electron-phonon system: Role of plasmon-phonon coupling
我们计算了极性基底上单层和双层石墨烯的非弹性散射率和热电子非弹性平均自由程。我们考虑了电子-电子和电子-表面光学（SO）声子相互作用，研究了准粒子自能。在计算中，采用了首阶动力学屏蔽近似（G $_0$ W近似），将电子和声子同等对待，得到了准粒子自能。我们发现SO声子与等离子体激元之间的强耦合导致准粒子通过耦合模的发射而产生一个新的衰变通道，并导致散射率的突然增加，这在非耦合系统中是不存在的。在单层石墨烯中，发生散射率的单跳，这是由耦合等离子体-声子模式的低能分支的发射引起的。在双层石墨烯中，耦合模式的低能量分支和高能量分支的发射都有助于散射速率，并且引起散射速率的两个突变。这种散射率的突变在开关器件、振荡器等热电子器件中有着潜在的应用前景。
2014-12-31 cond-mat.mes-hall
High-field Carrier Velocity and Current Saturation in Graphene Field-Effect Transistors
基于场依赖弛豫时间近似下玻尔兹曼方程的解，利用电流的电荷控制模型，得到了石墨烯场效应晶体管的输出特性。导出了电导、介电常数和饱和电压的封闭表达式。我们发现与Meric等人[1]的实验数据很好地吻合，而没有假设载流子密度依赖于速度饱和。
2010-07-20 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Giant inelastic tunneling in epitaxial graphene mediated by localized states
用原子分辨扫描隧道显微镜和光谱研究了纳米尺度石墨烯片及其与SiC（0001）界面层的局域电子结构。石墨烯/SiC系统界面层的局域态对石墨烯的电子结构有重要影响。非弹性隧穿的巨大增强，达到总隧穿电流的50%，已被观察到在纳米尺寸的石墨烯单层缺陷包围的局域态。
2010-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of inelastic collisions on multiphonon Raman scattering in graphene
我们计算的概率的两个和四个声子的拉曼散射在石墨烯和显示的泛音峰的相对强度编码的信息有关的不同的非弹性过程的电子受到的相对速率。如果最重要的过程是电子-声子散射和电子-电子散射，则后者的速率可以从拉曼光谱推断。
2007-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport properties of graphene in the high-current limit
我们提出了一个详细的研究，在四点配置图案化的石墨烯器件的高电流传输特性。随着石墨烯两端的电压增加，电流趋于饱和，但永远不会达到金属纳米管中的完全饱和。测量结果进行了比较的玻尔兹曼方程，其中包括电子散射过程，由于带电和中性杂质，和石墨烯光学声子的基础上的模型。由于无序与光-声子散射之间的竞争，这种饱和是不完全的。
2009-05-31 cond-mat.mes-hall
Many-body exchange-correlation effects in graphene
我们计算，内领先的顺序动态屏蔽近似，电子自能和光谱函数在零温度下的非本征（或门控/掺杂）石墨烯。我们还计算了热载流子的非弹性散射由于电子-电子相互作用在石墨烯。我们得到的非弹性准粒子的寿命和相关的平均自由程从计算的自能。石墨烯的线性色散和手性性质给出了与抛物线带半导体的寿命有质的不同的能量依赖寿命。
2007-07-31 cond-mat.mes-hall
Ballistic Hot Electron Transport in Graphene
我们从理论上研究了高能超热电子在石墨烯中的非弹性散射率和载流子平均自由程，包括电子-电子和电子-声子相互作用。在考虑光学声子发射和电子-电子散射的情况下，我们发现电子密度的非弹性散射时间$τ\sim 10^{-2}-10^{-1} \mathrm{ps}$和平均自由程$l \sim 10-10^2 \mathrm{nm}$为$n = 10^{12}-10^{13} \mathrm{cm}^{-2}$。特别是，我们发现，平均自由程表现出有限的声子能量$200 \mathrm{meV}$由于电子-声子相互作用的跳跃。我们的结果是直接适用于设备的结构，其中弹道输运是相关的非弹性散射占主导地位的弹性散射。
2008-06-03 cond-mat.mes-hall
Inelastic Phonon Scattering in Graphene FETs
通过数值求解三维实空间和相空间（x，kx，ky）中的Boltzmann输运方程，研究了石墨烯场效应晶体管（FET）中的非弹性声子散射.由于双极输运同意与实验观察到的扭结行为。虽然在早期的研究中，低场行为以前主要归因于弹性杂质散射，但在研究中发现，在最近的石墨烯FET实验中，即使是低场迁移率也会受到非弹性声子散射的影响，这些实验报告了高迁移率。由于FET被偏置在饱和状态，在器件的源极端的平均载流子注入速度被发现在宽电压范围内相对于所施加的栅极电压保持几乎恒定，这导致与更简单的模型预测的相比显著改善的晶体管线性度。良好的线性度的物理机制进行了解释，显示了模拟电子应用的石墨烯FET的潜力。
2011-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of Joule Heating on Current Saturation and Transient Behavior of Graphene Transistors
我们使用模拟来研究SiO2/Si上的亚微米石墨烯晶体管中的电流饱和。我们发现自加热是电流饱和（较低的输出电导）的部分原因，但降低电流密度>1 mA/um高达15%。如果支撑绝缘体变薄，或者在较短的沟道器件中，通过接触处的部分散热，可以减少热效应。这种器件的瞬态行为具有约30-300 ns的热时间常数，主要由支撑绝缘体的厚度和器件覆盖层的厚度决定（在SOI晶体管中也预期的行为）。这些结果为石墨烯晶体管的高场和瞬态行为提供了重要的物理见解。
2012-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Highly Efficient Midinfrared On-Chip Electrical Generation of Graphene Plasmons by Inelastic Electron Tunneling Excitation
非弹性电子隧穿为表面等离子体激元的激发和光发射提供了一条低能途径。我们从理论上研究了基于金属和石墨烯的隧道结。我们表明，石墨烯是一种潜在的高效材料，因为它的窄等离子体激元线宽，强发射，和大的可调谐性在中红外波长区的隧穿激发的等离子体激元。与金和银相比，对于相似的波长，增强可以高达10倍，并且在它们各自的等离子体激元工作波长下可以高达5个数量级。石墨烯等离子体激元的调谐激发有望成为石墨烯基光电子和纳米光子集成电路的片上电产生和等离子体激元操纵的有效技术。
2015-08-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Saturation of interband absorption in graphene
在饱和吸收区泵浦范围内，从理论上研究了超快带间跃迁引起的本征石墨烯的瞬态响应。光谱和时间依赖性的光激发浓度以及传输和relitive吸收系数被认为是中红外和可见光（或近红外）光谱区在不同的脉冲和展宽能量的持续时间。计算了具有可饱和吸收体的近红外激光器的特征饱和强度，并与实验结果进行了比较。得到了光学声子级联发射过程中探测辐射的负吸收。
2010-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous optical saturation of low-energy Dirac states in graphene and its implication for nonlinear optics
本文揭示石墨烯低能态在任意弱场下因狄拉克点发散耦合发生反常光学饱和，并通过半导体布洛赫方程与多体弛豫分析，指出传统非线性光学微扰方法在低费米能级和大场幅下失效。
2019-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electron Transport Properties of Bilayer Graphene
利用第一性原理和Monte Carlo模拟方法研究了双层石墨烯中的电子输运特性。虽然发现双层中的固有特性比单层石墨烯中的固有特性差得多，具有显著降低的迁移率和饱和速度，但计算还揭示了诸如衬底和杂质的外在因素的主导影响。因此，两种石墨烯形式之间的差异在现实环境中更加柔和，尽管双层中的速度场特性基本上保持较低。当双层石墨烯受到层间偏压时，能量色散的变化导致导带底部的电子散射更强。的迁移率显着降低所产生的带隙的大小，而饱和速度在很大程度上保持不受影响。
2011-09-06 cond-mat.mes-hall
Surface Polar Phonon Dominated Electron Transport in Graphene
利用蒙特卡罗模拟研究了表面极性声子对单层石墨烯电子输运性质的影响。具体而言，低场电子迁移率和饱和速度检查不同的衬底（SiC，SiO2和HfO2）相比，本征的情况下。虽然结果表明，低场迁移率可以通过引入表面极性声子散射大大降低，相应的退化的饱和速度没有观察到在室温下的所有三个基板。还发现，即使在低温下，表面极性声子也会影响石墨烯的电阻率，从而可能导致声学声子变形势常数的不准确估计。
2010-10-22 cond-mat.mes-hall
Inter-harmonic ratio structure and saturation of Bernstein modes in graphene
Shanghai Institute for Mathematics and Interdisciplinary Sciences (SIMIS)（上海数学与交叉学科研究院）
研究石墨烯中本特定模的互谐比结构及饱和机制，通过推导准经典弹道 regime 中的本特定模吸收峰，揭示其分解为发射谱、本特定模分裂、转折点增强和残余介电响应因子，并探讨谐波对称性对互谐比的影响。
2026-05-07 cond-mat.mes-hall
Velocity Saturation effect on Low Frequency Noise in short channel Single Layer Graphene FETs
用于模拟和RF应用的石墨烯器件由于其在较高频率下上转换为不期望的相位噪声而易于产生低频噪声（LFN）。这样的应用需要使用在高电场下操作的短沟道石墨烯晶体管以确保高速。电场与器件长度成反比，与沟道电势成正比，因此随着漏极电压的增加和晶体管长度的缩小，电场达到最大。在这些条件下，应考虑速度饱和（VS）等短通道效应。载流子数和迁移率波动已被证明是石墨烯器件中产生LFN的主要来源。虽然它们对长沟道中LFN的偏置依赖性的贡献已经被彻底研究，但是VS现象在高漏极电压条件下影响短沟道器件中LFN的方式还没有得到很好的理解。在低电场工作时，由于载流子速度远未饱和，VS效应可以忽略不计。在这些条件下，LFN可以精确地预测最近建立的基于物理的分析模型。本文进一步提出了一个新的模型，该模型讨论了在高电场条件下VS效应对LFN的贡献。实施的模型进行了验证与新的实验数据，首次公布，从CVD生长的背栅单层石墨烯晶体管工作在千兆赫频率。由于VS机制的影响，该模型准确地捕捉到了LFN的还原，特别是在电中性点附近。此外，还推导出了接触电阻对LFN影响的解析表达式。实验表明，这种接触电阻的贡献是占主导地位的，在较高的栅极电压，并准确地描述了所提出的模型。
2019-05-27 cond-mat.mes-hall
Effects of optical and surface polar phonons on the optical conductivity of doped graphene
利用Kubo线性响应理论，研究了石墨烯的本征光学声子和表面极性声子对掺杂石墨烯光学电导率的影响。我们发现，非弹性的电子-声子散射的贡献显着的声子辅助吸收的光学间隙。在室温下，由于强的电子-SPP耦合，这种中间带隙吸收可以大到极性衬底上石墨烯的通用交流电导率的20-25%。此外，中间带隙吸收强烈地依赖于所使用的衬底和掺杂水平。随着温度的升高，中隙吸收增加，而德鲁德峰，另一方面，变得更广泛的非弹性电子-声子散射变得更可能。因此，Drude重量随着温度的升高而降低。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Small-Signal Capacitance and Current Parameter Modeling in Large-Scale High-Frequency Graphene Field-Effect Transistors
建立了射频石墨烯场效应管小信号电流和电容特性的解析模型。该模型是基于在漂移扩散电流连续性方程解的框架中获得的石墨烯通道中的化学势的显式分布（包括在高源极-漏极偏压下的双极电导率）。考虑到漏极电流饱和的两种模式，包括漂移速度饱和或静电夹断，小信号漏电流和输出电导特性建模。得到了高频GFET的复电流增益和截止频率的解析表达式。该模型可以描述寄生电阻，电容，界面陷阱对非本征电流增益和截止频率的影响。
2011-12-16 cond-mat.mes-hall
Enhanced intrinsic voltage gain in artificially stacked bilayer CVD graphene field effect transistors
我们报告了由大面积化学气相沉积（CVD）石墨烯制成的双栅人工堆叠双层石墨烯场效应晶体管（BiGFET）中的电子输运。该器件显示出增强的电流饱和趋势，这导致降低的最小输出电导值。当与单层石墨烯FET相比时，这导致器件的改善的固有电压增益。我们采用了一个基于物理的紧凑模型，最初开发的Bernal堆叠双层石墨烯场效应管（BSBGFET），以探索所观察到的现象。电流饱和度的改善可归因于沟道中载流子密度的增加，并因此归因于载流子-载流子散射的饱和速度的降低。
2022-12-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Coulomb interaction in graphene: Relaxation rates and transport
我们在Keldysh图解法中分析了未掺杂石墨烯中的电子-电子非弹性散射。我们表明，有限的温度强烈影响的屏蔽性能的石墨烯，这反过来又影响非弹性散射率相比，零温度的情况下。在清洁区，我们计算了与干涉过程退相有关的量子散射率。我们确定了一个层次的制度所产生的相互作用，由于等离子体增强的散射和有限温度屏蔽的相互作用。我们进一步解决的能量弛豫和运输散射率在石墨烯。我们发现清洁石墨烯的非弹性弛豫速率的非单调能量依赖性，这是由于等离子体激元的共振激发。最后，我们讨论了在狄拉克点的电导率的温度依赖性在相互作用和无序的存在。我们的研究结果补充了动力学方程和流体动力学方法的碰撞限制的导电性清洁石墨烯，并可以推广到强非平衡设置的非弹性过程的物理治疗。
2010-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inelastic scattering and cooling of photoexcited electrons through coupling with acoustic, optic and surface polar optic phonons in graphene
Aligarh Muslim University（阿利加尔穆斯林大学）
声学、光学和表面极性光学声子是三种重要的固有和非固有声子模式，随着温度的升高，它们在衬底上越来越多地填充石墨烯;其与光激发的热载流子在均分制度中的耦合为电子-声子弛豫提供了重要的途径。本文从理论上研究了三种声子模在单层石墨烯中电子散射和冷却现象中的相对重要性，包括它们与超碰撞驱动功率损耗的比较，并在玻尔兹曼输运理论中得到了电子-声子散射率和冷却功率与能量关系的解析公式.所得到的解析解不仅与以前报道的数值积分形式所得到的散射率和冷却功率的结果很接近，而且还使我们能够导出冷却时间和热导的封闭形式的公式。泡利阻塞的重要作用，防止过渡到充满的能量状态也已阐明在估计的散射率和冷却功率密度的所有三种模式。所得到的公式提供了一个更好的洞察热电子现象的动力学给出了明确的看法，影响调查中的运输量的不同变量的相互作用。该公式也可以是潜在的有用的性能优化的运输量的数值优化方法，因为一阶和二阶导数很容易从这些公式推导。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall
Bloch-Grüneisen temperature and universal scaling of normalized resistivity in doped graphene revisited
在这项工作中，我们解决了一些有争议的问题上的Bloch-Grüneisen（BG）温度掺杂石墨烯通过分析和数值计算的基础上完全非弹性电声声子（EAP）散射率和各种近似方案。通过半非弹性（SI）近似（它给出的散射率与完全非弹性散射率非常吻合）得到的BG温度的解析结果与通过准弹性（QE）近似和通常采用的$Θ^{LA}_{F} = 2\hbar v_{LA} k_F/k_B$值得到的结果进行了比较。发现当使用电阻率的低温和高温极限满足的交叉点温度时，石墨烯（$Θ^{LA}_{F}$）中通常采用的BG温度比通过QE近似获得的值大约5倍，比通过SI近似获得的值大约2.5倍。基于SI近似的校正的解析关系与通过拟合石墨烯电阻率的可用实验数据的低和高$T$行为确定的转变温度非常吻合。我们还介绍了一种方法来确定BG温度，包括全非弹性EAP散射率和电子能量从化学势（$μ$）的偏差，通过找到$\partial ρ(μ,T)/\partial T$的最大值数值。利用$Θ_{BG,1}$的解析表达式，我们可以证明，定义为$R_{1}=ρ(μ,T)/ρ(μ,Θ_{BG,1})$的归一化电阻率作为$(T/Θ_{BG,1})$的函数绘制，与载流子密度无关。将我们的结果应用到以前提取的实验数据中，发现了一个普遍的标度行为，这与以前的研究不同。
2020-07-02 cond-mat.mes-hall
Fingerprints of Inelastic Transport at the Surface of the Topological Insulator Bi2Se3: Role of Electron-Phonon Coupling
本文报道了Bi $_{2}$ Se $_{3}$拓扑绝缘体剥离薄晶体中电场和温度相关的输运测量。在低温（$< 50$ K）和化学势位于体隙内时，晶体电阻率是强烈的温度依赖性，反映非弹性散射由于光学声子的热激活。获得电流随电压的线性增加直到发生电流饱和的阈值。我们发现，激活行为，电压阈值和饱和电流都可以定量地解释考虑一个单一的光学声子模式与能量$\hbar Ω\approx 8$ meV。该声子模式与材料的表面态强烈相互作用，并且代表在高电场下表面处的主要散射源。
2014-04-08 cond-mat.mes-hall
Carrier transport in 2D graphene layers
从理论上考虑了在存在密度为$n_i$的随机带电杂质中心散射的情况下，栅控2D石墨烯单层中的载流子输运。与现有的实验数据（参考文献\onlinecite{kn:novoselov2004, kn:novoselov2005, kn:zhang2005, kn:kim2006, kn:fuhrer2006}）获得了极好的定量一致性（对于载流子密度$n > 10^{12} \rm{cm}^{-2}$）。电导率在理论上与$n/n_i$成线性关系，并显示出极弱的温度依赖性。实验观察到的电子和空穴的电导率之间的不对称性解释的不对称性中的带电杂质配置的栅极电压的存在下，而高密度饱和的电导率为最高的迁移率的样品被解释为之间的交叉的长程和点散射为主的制度。我们认为，实验观察到的低密度下的电导率饱和来自带电杂质引起的石墨烯载流子密度的不均匀性，这对于$n \lesssim n_i \sim 10^{12} \rm{cm}^{-2}$变得严重。
2007-05-04 cond-mat.mes-hall
Graphene field-effect transistors based on boron nitride gate dielectrics
石墨烯场效应晶体管利用单晶六方氮化硼（h-BN）（石墨烯的绝缘同晶物）作为栅极电介质来制造。该器件表现出超过10,000平方厘米/V-秒的迁移率值和电流饱和下降到500 nm的沟道长度与固有的介电常数值超过400 mS/mm。这项工作表明，使用h-BN作为石墨烯FET的栅极电介质的有利性能。
2011-01-25 cond-mat.mes-hall
Inelastic electron tunneling spectroscopy at local defects in graphene
我们解决本地非弹性散射振动杂质吸附到石墨烯和附近的杂质从弱到强耦合制度的局部电子态密度的演变。对于弱耦合的本地电子结构是扭曲的非弹性散射开发峰/谷和步骤。这些功能应在非弹性电子隧穿光谱，$d^2I/dV^2$，使用本地探测技术检测。非弹性弗里德尔振荡在接近非弹性模式的能量处使谱密度失真。在强耦合极限下，杂质位周围的原子中形成局部负$U$ -中心。对于这些原子，狄拉克锥结构被完全破坏，即线性能量色散以及V形局域电子态密度被完全破坏。我们进一步考虑了负的$U$的形成及其从弱耦合到强耦合的演变的影响。负$U$ -位有效地充当局部杂质，使得在局部电子结构中出现尖锐的共振。主共振是由杂质的弹性散射引起的，并且特征是由振动激活的侧共振的存在来修饰的。从弱耦合到强耦合，改变了局部电子结构，从狄拉克锥状，包括midgap状态，到一个完全破坏的狄拉克锥，只有杂质共振剩余。
2013-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonlinear intensity dependence of terahertz edge photocurrents in graphene
我们报告的观察太赫兹辐射诱导的边缘光电流在石墨烯，这是非线性的强度。辐射强度增加到MW/cm $^2$导致光电流的复杂的非线性强度依赖性。非线性度受背栅电压、温度和辐射频率的控制。发展了非线性边缘光电流的微观理论。实验数据和理论的比较表明，光电流的非线性是由两种机制的相互作用，即直接带间光跃迁和Drude类吸收。两种光电流在高强度下饱和，但具有不同的强度依赖性和饱和强度。总光电流表现出复杂的符号交替强度依赖性。这两种光电流的饱和强度和振幅依赖于门电压，温度，辐射频率和极化的函数行为是在一个很好的协议与发达国家的理论。
2021-07-02 cond-mat.mes-hall
Ab initio study of angle-resolved electron reflection spectroscopy of few-layer graphene
本文利用第一性原理研究少层石墨烯的角分辨电子反射谱，纳入非弹性效应，证明该方法可确定层数、堆垛类型及扭转双层中的莫尔图案，且预测对比度足以用于实验检测。
2025-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modeling of the Output and Transfer Characteristics of Graphene Field-Effect Transistors
基于场依赖弛豫时间近似下玻尔兹曼方程的解，利用电流的电荷控制模型，得到了石墨烯场效应晶体管的输出和传输特性。导出了电导、介电常数和饱和电压的封闭表达式。我们发现与Meric等人[Nature Nanotechnology 3，684（2008）]的实验数据很好地一致，而不假设载流子密度依赖于速度饱和。
2010-10-19 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Periodic spatial variation of the electron-phonon interaction in epitaxial graphene on Ru(0001
我们对Ru（0001）上外延生长的石墨烯进行了低温扫描隧道谱（STS）测量。一个非弹性的功能，有关的石墨烯晶格的振动呼吸模式的激发，被发现在360毫电子伏。由这种非弹性特征产生的微分电导的变化（其与电子-声子相互作用强度相关联）在空间上从石墨烯超晶胞的一个位置到另一个位置变化。Ru（0001）上石墨烯的电子性质的这种不均匀性是由于石墨烯和Ru（0001）晶格之间的晶格失配引起的碳-钌相互作用的局部变化造成的。
2013-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
High field transport in graphene
在这项工作中，高场载流子输运在二维（2D）石墨烯进行了研究。基于光学声子发射的高散射率，应用解析模型来估计石墨烯中的饱和电流。用蒙特卡罗（MC）模拟方法研究了非平衡（热）声子效应。MC模拟证实了热声子效应在石墨烯的电流饱和中起主导作用。与热声子效应相比，由于弹性散射事件导致的电流退化要小得多。并对速度超调等瞬态现象进行了MC仿真研究。模拟结果表明，如果在没有带隙的情况下可以进行静电控制，则通过将沟道长度缩小到100 nm以下，石墨烯将被用于高速电子器件中。
2011-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Full consideration of acoustic phonon scatterings in two-dimensional Dirac materials
通过考虑二维Dirac材料中完全非弹性的声子散射，求解了石墨烯中的面内声子散射问题，得到了大温度范围（$T$）和大化学势范围（$μ$）下的二维Dirac材料中的声子散射。得到了费米子函数和玻色子函数的严格解析解和对称性。我们说明了掺杂如何改变声学声子散射率的温度依赖性。结果表明，准弹性和Anneumatic方程先前推导出的声学声子散射在石墨烯的非弹性散射方程的限制情况下，这里推导。对于重掺杂的石墨烯，我们发现电阻率的高$T$行为由$ρ(T, μ) \propto T(1 - ζ_aμ^2/3(k_BT)^2)$而不是线性$T$行为更好地描述，并且在低$T$状态中，我们发现了$τ^{-1} \propto (k_BT)^4$，但是与现有的准弹性表达式相比具有不同的前因子（即，$\sim$小3倍）。此外，我们发现了一个简单的分析“半非弹性”表达式的形式$τ^{-1} \propto (k_BT)^4/(1+ c T^3)$匹配几乎完美的完全非弹性的结果，任何温度高达500 K和$μ$高达1 eV。我们简单的分析结果与以前的第一性原理研究和现有的实验数据吻合得很好。此外，我们还得到了声学规范场$β_A = 3βγ_0/4\sqrt{2}$的解析形式。我们的分析为研究二维狄拉克材料异质结构中电子与其他基本激发之间的散射（如石墨烯混合玻色-费米系统中的bogolon介导的电子散射）奠定了基础…
2019-09-26 cond-mat.mes-hall
Dynamic conductivity of doped graphene in post-linear response
在线性响应之外，对掺杂石墨烯的带间和带内电导进行了理论研究。在共振近似下，当电场足够强时，确定了感应电流与外电场频率和幅值、石墨烯温度和化学势的新关系.特别地，在任意温度和掺杂情况下，得到了感应电流的饱和和光学透明度随波强增长的非线性增加。与固定强度下带间跃迁的增加相反，带内机制的透射系数随化学势和温度的升高而减小。
2013-08-16 cond-mat.mes-hall
Strong Substrate Dependence of Joule Heating in Graphene
采用全带Monte Carlo电子动力学和三维热传导自洽模拟方法研究了焦耳热效应对石墨烯电子性质的影响。一些技术上重要的基板材料进行检查：SiO2，SiC，六方BN，和金刚石。结果表明，衬底的选择有主要的影响，通过热传导和表面极性声子散射。特别地，发现SiO2的不良导热性导致石墨烯中显著的焦耳加热和饱和速度退化（其特征在于所谓的1/ \surd n衰减）。考虑到整体特性，BN似乎与电子应用中石墨烯的其他基底选择相比是有利的。
2011-10-28 cond-mat.mes-hall
Exploiting negative differential resistance in monolayer graphene FETs for high voltage gains
通过自洽量子输运模拟，我们评估了单层石墨烯FET在负输出差分电阻偏置区的RF性能。我们表明，与准饱和区相比，可以获得大于10的电压增益，但代价是最大振荡频率降低约1.5- 3倍，并且需要仔细的电路稳定。
2014-01-22 cond-mat.mes-hall
Enhancement of spin-orbit coupling and magnetic scattering in hydrogenated graphene
自旋-轨道耦合（SOC）可以为石墨烯等二维材料中的电子自旋调控提供重要的工具，在基础物理和自旋电子学应用中具有重要意义。本文报道了在连续低温真空环境中，原位氢化的石墨烯（氢原子附着在石墨烯表面）的低场磁输运特性。随着氢原子密度的增加，观察到从弱局域化到弱反局域化的转变，表明在镜像对称破缺系统中增强Bychkov-Rashba型SOC。从相破裂散射率的低温饱和度可以看出，氢化石墨烯中存在自旋翻转散射，从而证实氢化石墨烯中存在磁矩。
2021-10-09 cond-mat.mes-hall
Explicit drain current, charge and capacitance model of graphene field-effect transistors
我提出了一个紧凑的物理为基础的模型的漏极电流，电荷和电容的石墨烯场效应晶体管，相关的直流，交流和石墨烯为基础的电路的瞬态行为的探索。物理框架是一个场效应模型和漂移扩散载流子输运结合饱和速度的影响。首先，一个明确的模型已经推导出的漏极电流。在此基础上，基于Ward-Dutton分区方法，给出了电荷和电容的显式封闭表达式，连续覆盖了所有的工作区域。该模型是特别感兴趣的模拟和射频应用中，石墨烯的带隙工程可能是不需要的。
2011-05-13 cond-mat.mes-hall
Radio frequency performance projection and stability trade-off of h-BN encapsulated graphene field-effect transistors
六方氮化硼（h-BN）封装显著改善了石墨烯中的载流子传输。这项工作研究了在石墨烯场效应晶体管（GFET）的射频（RF）性能方面实施封装技术的好处。为此，我们设计了一个漂移扩散自洽模拟器来模拟GFET的电学特性。迁移率和饱和速度的信息是通过考虑相关的散射机制，影响载流子输运的系综蒙特卡罗模拟器。射频品质因数是使用一个精确的小信号模型，包括非互易电容模拟。结果表明，截止频率可以按比例上升到由渡越时间的倒数给出的物理极限。预计在几个THz的量级上的预计最大振荡频率将超过由基于InP和Si的RF晶体管所展示的值。现有的权衡之间的功率增益和稳定性和栅极电阻所发挥的作用进行了研究。高功率增益和稳定性是可行的，即使该设备是远离电流饱和操作。最后，讨论了器件单边化的好处和利用负微分电阻区获得负阻增益的方法。
2019-03-27 cond-mat.mes-hall
Molecular Sensing with Tunable Graphene Plasmons
我们研究了基于表面增强红外吸收和拉曼散射的石墨烯等离子体激元用于无光谱仪传感的潜力。这些激发的大的电可调谐性使得能够通过记录宽带吸收或非弹性散射来准确识别红外分子共振，通过作为石墨烯掺杂水平的函数的光子能量上积分的信号来代替波长分辨的光收集。石墨烯等离子体的高品质因数在所提出的检测技术中起着核心作用，我们证明该技术能够提供分子振动指纹的无标记识别。我们发现，在目前可行的条件下，靠近掺杂石墨烯纳米盘的分子的吸收和非弹性散射截面增强了3-4个数量级。我们的研究结果为开发新型的具有成本效益的传感器铺平了道路，这些传感器能够在不使用光谱仪和激光源的情况下识别分子的光谱特征。
2018-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Understanding and engineering phonon-mediated tunneling into graphene on metal surfaces
Ir（111）上的金属插层石墨烯在非弹性电子隧穿光谱中表现出声子特征，其强度取决于插层剂。对于Cs嵌入，观察到非常强的石墨烯声子信号。Li intercalation同样诱导明显可辨的声子签名，虽然不如观察到的Cs明显。该信号可以微调的碱金属覆盖，并逐渐消失后，增加从隧道到接触范围的结电导。与Cs和Li相反，对于Ni插层的石墨烯，声子信号在所有传输范围内保持低于检测限。超越常规的双端方法，输运计算提供了对石墨烯电极耦合与石墨烯声子光谱特征的观察之间的微妙相互作用的全面理解。
2018-10-29 cond-mat.mes-hall
Role of electrical field in quantum Hall effect of graphene
研究了石墨烯中载流子在正交电磁场中的弹道运动，解释了实验条件下石墨烯的霍尔电导。在电场作用下，所有的电子本征态具有相同的速度算符期望值，或者经典地说，所有的载流子以相同的平均速度作摆线运动。这个速度的大小正好适合于产生量子化的霍尔电导，而量子化的霍尔电导又与外场完全无关。电场将每个朗道能级变成一束能量，它们在大电场中的重叠破坏了量子化的霍尔电导。当电场趋于临界点时，朗道能级发生膨胀。结果，可以观察到霍尔电导的饱和。
2012-07-19 cond-mat.mes-hall
Uncovering the Dominant Scatterer in Graphene Sheets on SiO2
我们测量了原子氢吸附对石墨烯片的电子输运性质的影响，作为氢覆盖率和初始氢化前场效应迁移率的函数。我们的结果是兼容的氢吸附诱导谷间混合施加短程散射势。发现不同器件的饱和覆盖率与其初始迁移率成正比，表明本机散射体的数量与氢的饱和覆盖率成正比。通过外推这个比例，我们表明，场效应迁移率可以达到$1.5 \times 10^4$ cm $^2$ /V秒的氢吸附网站的情况下。这种对氢的亲和力是SiO $_2$上基于石墨烯的场效应晶体管中最主要类型的天然散射体的特征。
2010-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signature of electronic excitations in the Raman spectrum of graphene
石墨烯中Dirac型电子的非弹性光散射主要由带间电子模式的产生所控制，这些电子模式在时间反演对称性方面是奇数的，并且属于蜂窝晶体的点群C $_{6v}$的不可约表示A $_2$。在高磁场下，这些电子-空穴激发表现为具有能量$ω_n=2\sqrt{2n} \hbar v/λ_B$和特征交叉极化的输入/输出光子的奇特$n^- \to n^+$朗道能级间模式。
2010-01-25 cond-mat.mes-hall
Energy relaxation in graphene and its measurement with supercurrent
我们研究了低能量下石墨烯的非弹性能量弛豫，以了解电子如何与声学声子和其他电子散射。通过将石墨烯耦合到超导体，我们创建了测量信号的强依赖性，即，临界约瑟夫森电流，对不同能态的电子布居的影响。由于高能态和低能态的相对布居数是由非弹性散射过程决定的，临界电流成为它们强度的有效探针。我们认为，电子-电子相互作用是主要的弛豫方法，在我们的二维电子-电子散射模型中，我们发现散射时间$τ_{e-e}=5... 13$ ps在T=500 mK，1-2个数量级小于理论预测。
2011-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhanced Ferromagnetism in Lacey Reduced Graphene Oxide Nano-ribbon
在石墨烯基化合物中引入磁性为潜在的自旋电子学应用带来了巨大的希望。通过优化点缺陷和缺陷的高边缘密度，我们报告了与其他石墨烯衍生物相比，lacey还原氧化石墨烯纳米带（LRGONR）中的铁磁饱和磁矩增加了许多倍。使用化学解链方法合成样品。详细的结构和形态表征进行了讨论，包括XRD，拉曼，SEM，HRTEM和XPS测量。对磁化强度数据的Brilluoin函数分析反映了J = 7/2的最佳拟合，饱和力矩为1.1 emu/g。在LRGONR的磁化的微观起源被分配到高的边缘缺陷密度，这也被关联到微观结构。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamical properties of quasiparticles in a gapped graphene sheet
我们提出了数值计算的影响载流子载流子相互作用的准粒子的动力学性质，如重整化速度和准粒子非弹性散射寿命在带隙的石墨烯片。我们的形式主义是基于多体$G_0W$ -近似的自能。我们提出的多体重整化速度抑制和重整化常数在很宽的范围内的能隙值的结果。我们发现在大密度区，重整化速度几乎与载流子密度无关。我们还表明，准粒子的非弹性散射寿命减少，增加间隙值。最后，我们提出的平均自由程的载流子抑制的能隙值的结果。
2008-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
