Synthesis of highly confined surface plasmon modes with doped graphene sheets in the mid-infrared and terahertz frequencies
我们通过解析计算研究了单层石墨烯片和一对独立的平行石墨烯单层的表面等离子体色散关系。导出了单层情况下色散关系的近似形式，该近似形式具有很高的精度，并直观地反映了支撑等离子体激元模的性质。对于由小间隙分开的平行石墨烯对，表面等离子体激元的色散关系分裂成两个分支，一个分支具有对称的磁场，另一个分支具有穿过间隙的反对称磁场。对于对称（磁场）分支，可以在宽光谱上以减小的吸收损耗来改善约束，这与经受损耗和约束之间的权衡的金属表面上支持的常规SP模式不同。然而，对于非常小的分离，这种对称模式被强烈抑制。另一方面，它的反对称对应物表现出非常小的分离或长波长的吸收损失减少，作为对称分支的补充。我们的研究结果表明，石墨烯等离子体激元结构可能是有前途的波导和传感应用在中红外和太赫兹频率。
2012-03-20 cond-mat.mes-hall
Calculation of the conductance of a graphene sheet using the Chalker-Coddington network model
已知Chalker-Coddington网络模型（最初作为量子霍尔效应中的渗流模型引入）映射到二维狄拉克方程。在这里，我们展示了如何网络模型可以用来解决在一个弱掺杂的石墨烯片连接到重掺杂的电子水库的散射问题。我们开发了一个数值程序来计算散射矩阵的网络模型的帮助。为了数值计算的目的，网络模型的优点是蜂窝晶格，它从一开始就消除了谷间散射。我们避免了需要在网络模型中包括重掺杂区域（这将是计算昂贵的），通过弱掺杂区域的传输矩阵和电子库之间的散射矩阵之间的解析关系的装置。我们通过计算静电定义的量子点接触的电导来测试网络算法，并与石墨烯的紧束缚模型进行比较。我们进一步计算的电导的石墨烯片中存在的无序的制度，其中谷间散射被抑制。我们发现电导的增加与以前的研究是一致的。与紧束缚模型不同的是，网络模型不需要光滑的电势来避免谷间散射。
2008-06-09 cond-mat.mes-hall
Nitrogen-Doped Graphene Sheets Grown by Chemical Vapor Deposition: Synthesis and Influence of Nitrogen Impurities on Carrier Transport
通过成功合成n型和p型掺杂的石墨烯，将为实现石墨烯作为纳米电子学中的二维材料的实际应用提供重大进展。然而，仍然缺乏可靠的掺杂和对石墨烯晶格中由电离的施主或受主控制的带电杂质存在下的载流子输运的透彻理解。在这里，我们报告的实验实现少层氮掺杂（N掺杂）石墨烯片的化学气相沉积的有机分子1，3，5-三嗪铜金属催化剂。通过降低生长温度，氮掺杂的原子百分比从2.1%提高到5.6%。随着掺杂浓度的增加，N掺杂石墨烯片表现出从p型到n型的交叉行为，伴随着电子-空穴输运不对称性的强烈增强，表现出掺入的氮杂质的影响。此外，通过对X射线光电子能谱学、拉曼光谱和电学测量数据的分析，我们发现吡啶类和吡咯类N杂质在决定N掺杂石墨烯片中载流子输运行为方面起着重要作用。
2013-10-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Delta-doped Beta- Gallium Oxide Field Effect Transistor
我们报道了用快门脉冲技术通过等离子体辅助分子束外延生长的氧化镓（\b{eta} -Ga 2 O 3）中的硅δ掺杂。我们描述的生长过程，可用于实现高硅纳入氧化氧等离子体环境。Delta掺杂用于实现薄层（12 nm）低电阻层，薄层电阻为320欧姆/平方（迁移率为83 cm^2/Vs，积分薄层电荷为2.4 × 10^14 cm^-2）。采用载流子的单个δ掺杂片作为沟道以实现具有电流ID，MAX =292 mA/mm和Δ gM = 27 mS/mm的场效应晶体管。
2017-02-18 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Core-level spectra from graphene
我们计算原始和掺杂的独立石墨烯片的核心水平的光谱。详细说明了如何进行计算。虽然原始石墨烯不是金属的，但核心水平光谱呈现出低能量拖尾，这是金属系统的特征。峰形随掺杂水平以特征方式变化。光谱与实验进行了比较，并显示出良好的协议。我们比较两个不同的原始样品和一个掺杂样品。原始样品是具有通过氢嵌入获得的SiC上的准自立式外延石墨烯的样品和具有悬浮的石墨烯片的样品。掺杂的样品是金负载的石墨烯片。金衬底充当受体，因此石墨烯片被p掺杂。
2015-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Drude weight, plasmon dispersion, and pseudospin response in doped graphene sheets
普通电子液体中的等离子体激元是集体激发，其长波长极限是具有色散关系的刚性质心运动，该色散关系由于伽利略不变性而未被多体效应重整化。长波长的等离子体激元频率与电子-液体的Drude峰上的电导率的积分通过f-和规则相关，这意味着传输性质也倾向于不具有重要的电子-电子相互作用重整化。在这篇文章中，我们证明了等离子体激元频率和德鲁德重量的电子液体在掺杂的石墨烯片，这是由一个无质量的狄拉克哈密顿量，而不是不变的普通伽利略助推下，强烈重整化，即使在长波长的限制。通常用于描述电子流体的随机相位近似（RPA）没有捕获这种效应。这主要是由于非本地带间交换的相互作用，其中，正如我们所示，降低等离子体频率和德鲁德重量相对RPA值。我们的预测可以使用非弹性光散射或红外光谱进行检查。
2009-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Linear response of doped graphene sheets to vector potentials
二维无质量狄拉克费米子气体是描述单层石墨烯中低能电子的一个非常有用的模型。由于超导电流算符与（亚晶格）赝自旋算符成正比，描述对矢量势的响应的超导电流-电流响应函数恰好与赝自旋-赝自旋响应函数重合。在这项工作中，我们提出了分析结果的波矢量和频率依赖的纵向和横向的赝自旋赝自旋响应函数的非相互作用的MDF。在静态极限的横向响应，然后用来计算非相互作用的轨道磁化率。这些结果是一个出发点的近似赝自旋赝自旋响应函数的建设，将考虑电子-电子相互作用（例如在随机相位近似水平）。它们也构成了一个非常有用的输入电流密度泛函理论的石墨烯片受到时间和空间变化的矢量势的未来应用。
2009-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Formation of atomic nanoclusters on graphene sheets
采用分子动力学模拟研究了有限温度下悬浮石墨烯片上原子纳米团簇的形成。我们的系统研究是基于温度依赖的分子动力学模拟的一些过渡和碱金属原子悬浮在石墨烯片。我们发现过渡原子在石墨烯表面聚集形成了随机分布的各种尺寸的纳米团簇。我们还报告说，大多数碱金属原子在石墨烯片上形成一个原子层。有趣的是，钾原子在低温下几乎规则地沉积在表面上。我们从这种行为中预期，在低温下，由钾原子掺杂的悬浮石墨烯的电导率将比由其他原子掺杂的情况高得多。
2009-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
DFT study of optical properties of pure and doped Graphene
基于密度泛函理论（DFT）的从头算方法研究了纯石墨烯的光学性质，并与硼（B）、氮（N）和BN共掺杂的石墨烯片的光学性质进行了比较。通过改变掺杂剂的浓度来研究掺杂的效果，对于单独的B和N掺杂，掺杂剂的浓度从3.125%（32个主体原子中的一个掺杂剂原子）变化到6.25%（50个主体原子中的六个掺杂剂原子），对于BN共掺杂，掺杂剂的浓度从37.5%（32个主体原子中的一个B/N对）变化到18.75%。对于相同浓度的替代掺杂，掺杂剂的位置也已经改变。在无规相位近似（RPA）下，使用VASP（Vienna ab-initio Simulation Package）程序计算了介电矩阵。计算了单层石墨烯片在光偏振方向平行和垂直于石墨烯片平面时的介电函数、吸收光谱和能量损失函数，并与掺杂石墨烯进行了比较。计算的介电函数和能量损失谱与纯石墨烯的理论和实验结果符合得很好。已经发现，单独的B和N掺杂不显着影响虚介电函数，因此吸收光谱。然而，在高掺杂下，发现B/N共掺杂的辐射吸收向可见光范围发生显著的红移。研究结果可用于调控石墨烯在可见光区的光学性质。
2014-04-18 cond-mat.mes-hall
Coulomb drag as a measure of trigonal warping in doped graphene
我建议使用两个紧密定位的石墨单层（石墨烯片）之间的库仑阻力的效果，用于实验测量石墨烯中光谱的弱非线性的强度。我认为三角形翘曲作为一个代表性的机制负责的阻力效应。由于石墨烯是相对无缺陷的，我评估的阻力电导率在弹道制度，并发现它是成比例的翘曲强度的四次方。
2007-04-19 cond-mat.mes-hall
Temperature dependence of the paramagnetic spin susceptibility of doped graphene
在这项工作中，我们提出了一个半解析表达式的自旋分辨动力学密度-密度响应函数的无质量狄拉克费米子内的随机相位近似的温度依赖性。这个结果是至关重要的，以描述相互作用系统的热力学性质。特别是，我们用它来定量预测掺杂石墨烯片的顺磁自旋磁化率。我们发现，在低温下，自旋磁化率的行为类似于$T^{-2}$，这是完全不同的温度依赖性的磁化率在未掺杂的石墨烯片。
2012-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
We present a proof of concept for a spectrally selective near-infrared (NIR) and short-wavelength infrared (SWIR) photodetector based on nanopatterned multilayer graphene intercalated with FeCl$_3$ (NPMLG-FeCl$_3$), enabling large modulation p-doping of graphene. The localized surface plasmons (LSPs) on the graphene sheets in NPMLG-FeCl$_3$ allow for electrostatic tuning of the photodetection in the NIR and SWIR regimes from $λ=1.3$ $μ$m to 3 $μ$m, which is out of range for nanopatterned monolayer graphene (NPG). Most importantly, the LSPs along with an optical cavity increase the absorbance f…
2021-11-10 cond-mat.mes-hall
Measurable lattice effects on the charge and magnetic response in graphene
最简单的紧束缚模型用于研究晶格对掺杂石墨烯的两个性质的影响：i）磁轨道磁化率和ii）规则的Friedel振荡，两者都在通常的狄拉克锥近似中被抑制。i）得到紧束缚磁化率的精确表达式，导致石墨烯中的轨道顺磁性，对于宽范围的掺杂水平，当与其他贡献相比时，这是相关的。ii）弗里德尔振荡的粗粒度的电荷响应被认为是数值和解析和明确的表达的最低阶的晶格效应的响应，显示恢复正常的二维行为，但具有较强的六重各向异性。
2011-01-12 cond-mat.mes-hall
Thermodynamic properties of pure and doped (B, N) graphene
采用从头算密度泛函微扰理论（DFPT）研究了纯石墨烯和掺杂石墨烯的化学性质，并与已有的理论和实验数据进行了比较. B和N的浓度已经变化到石墨烯中碳原子的50%。声子频率是进入这种计算的基本成分，已经通过使用VASP软件提供的动力学矩阵结合谐波近似中的声子代码来计算。这很容易地为我们提供了亥姆霍兹自由能，并使我们对各种化学性质进行了数值估计。比热的结果是在良好的协议与各种理论和实验研究获得较早的纯石墨烯。报道了B和N取代结构的有趣的新结果。研究表明，随着掺杂浓度的增加，比热减小，而熵增加。此外，大的掺杂浓度导致不稳定的片，导致在横向方向上的虚频率。不稳定性需要由外部应变补偿，这是在进行Brilluin求和时假设的。这些结果将有助于计算掺杂石墨烯的热导率，从而将其用于器件应用的可行性。我们对热膨胀的初步研究结果表明，纯石墨烯在低温下具有负热膨胀行为，这也需要对掺杂石墨烯进行研究。
2016-01-22 cond-mat.mes-hall
Intrinsic lifetime of Dirac plasmons in graphene
掺杂石墨烯片中的狄拉克等离子体激元最近已被证明能够将光限制到超小体积。在这项工作中，我们计算的狄拉克等离子体在掺杂的石墨烯片的固有寿命，通过分析的作用，电子-电子相互作用超越随机相位近似。工作中的阻尼机制是内在的，因为它也在无无序样品中和没有晶格振动的情况下起作用。我们表明，石墨烯的亚晶格赝自旋自由度抑制固有的等离子体激元损失相对于那些发生在普通的二维电子液体。我们将我们的研究结果与在低于单粒子吸收阈值的能量下的均匀动态电导率的微观计算有关。
2013-05-20 cond-mat.mes-hall
Faraday rotation effect in periodic graphene structure
我们报道了周期性石墨烯片结构中的磁光旋转效应。由于石墨烯中载流子的无质量，磁响应非常灵敏，因此磁光旋转效应非常显著。我们预测，在红外区域，周期性石墨烯片结构的费尔德常数大约是稀土掺杂磁光玻璃的10-100倍。
2012-11-16 cond-mat.mes-hall
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。
2014-01-27 cond-mat.mes-hall
We demonstrate ultra-sharp (${\lesssim}\,10\text{ nm}$) lateral $p\text{-}n$ junctions in graphene using electronic transport, scanning tunneling microscopy, and first principles calculations. The $p\text{-}n$ junction lies at the boundary between differentially-doped regions of a graphene sheet, where one side is intrinsic and the other is charge-doped by proximity to a flake of $α$-RuCl$_3$ across a thin insulating barrier. We extract the $p\text{-}n$ junction contribution to the device resistance to place bounds on the junction width. We achieve an ultra-sharp junction when the boundary bet…
2022-05-31 cond-mat.mes-hall
Retarded interactions in Graphene systems
我们首先演示了如何二维片纳入平面结构的形式主义。然后，我们推导出两个独立的石墨烯片和一个石墨烯片以上的基板的几何形状中的相互作用。数值结果产生的完全延迟相互作用在0 K和室温下的未掺杂和掺杂的石墨烯。另外的结果都给出了一个金基板和一个理想的金属基板。
2012-04-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
The effect of doping layers position on the heterojunction sharpness in (In,Al)As/AlAs quantum dots
本文研究了掺杂层位置对间接带隙(In,Al)As/AlAs量子点异质界面锐度的影响，发现掺杂层在量子点下方会改变激子复合动力学并影响界面模糊或锐化，而掺杂层在上方则无影响。
2025-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Computational investigation of the electronic and optical properties of planar Ga-doped Graphene
我们模拟了镓掺杂石墨烯的光电响应。采用局域密度近似的密度泛函理论，模拟了石墨烯的电子能带结构，并研究了掺杂量（0-3.91\%）对电子密度、折射率、电导率和消光系数的影响.在这里，镓原子被随机放置（使用5点平均值）在整个128个原子的石墨烯片上。这些计算表明，由于直接原子取代的空穴掺杂的影响，其中发现，在电子结构和电子密度的小掺杂水平的中断是由于杂质散射的电子。然而，随着掺杂水平的增加，该系统继续产生金属或半金属行为。将这些计算结果与纯理论的100\% Ga片进行比较，以比较电导率。此外，我们研究了电子能带结构的变化，其中镓电子带的引入产生了电子带的位移，并溶解了石墨烯内的特征狄拉克锥，这导致了更好的电子迁移率。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Engineering artificial graphene in a two-dimensional electron gas
在低能量下，掺杂石墨烯片中的电子表现得像无质量的狄拉克费米子，其费米速度不依赖于载流子密度。在这里，我们表明，调制一个二维电子气与长波长周期性的潜力与蜂窝对称性，可以导致创建孤立的无质量狄拉克点与可调费米速度。我们提供了详细的理论估计，以实现这样的人工类石墨烯系统，并讨论了在调制掺杂GaAs量子阱的实验实现。具有线性色散带的超高迁移率电子可能为半导体中的狄拉克-费米子物理研究开辟新的途径。
2009-04-27 cond-mat.mes-hall
Graphene: A Pseudochiral Fermi Liquid
掺杂石墨烯片是具有反常电子-电子相互作用物理的赝手性二维费米液体。我们解决石墨烯的费米液体性质定量使用微观随机相近似理论和评论的重要性，使用交换相关势的基础上的性质的手性二维电子气的密度泛函理论应用到石墨烯纳米结构。
2007-04-28 cond-mat.mes-hall
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
Study of morphology effects on magnetic interactions and band gap variations for 3$d$ late transition metal bi-doped ZnO nano structures by hybrid DFT calculations
利用基于密度泛函理论（DFT）的电子结构计算，研究了半导体纳米结构的形貌对两个磁性掺杂原子之间的磁性相互作用的影响以及调节带隙的可能性，其中掺杂原子为3种后过渡金属（TM）- Mn，Fe，Co，Ni和Cu的$d$的双掺杂（ZnO）$_{24}$纳米结构。为了探索形貌效应，三种不同结构的主机（ZnO）$_{24}$纳米系统具有不同程度的空间限制，已被认为是：一个二维（2D）纳米片，一维（1D）纳米管和有限的笼形纳米团簇。本研究采用混合密度泛函理论精确地描述了所有系统的电子结构。它示出在这里，两个掺杂剂原子之间的磁耦合，仍然主要是反铁磁性的过程中的改变的形态从片状几何形状的笼形几何形状的主机系统，除了能量最稳定的双锰掺杂的情况下，这表明从铁磁性的过渡到反铁磁性耦合与主机系统的纵横比降低。然而，形状变化的效果对原始系统以及所有双掺杂系统的整体带隙变化具有显著影响，而与掺杂剂原子的性质无关，并且提供了用于容易地调节它们的光电性质的手段。
2015-12-25 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of heavily-doped graphene: the role of foreign atom states
利用密度泛函理论计算了掺杂原子对石墨烯电子结构的影响。我们证明，随着电荷转移到石墨烯层的增加，原始石墨烯片的能带结构受到很大影响。当Ca原子以CaC $_{6}$化学计量沉积在石墨烯上时，这特别相关。与超导石墨夹层化合物中发生的情况类似，Ca带出现在费米能级。其与C态的杂化在费米能级以下的$π^{*}$带之一中产生强非线性，其能量与石墨烯E $_{2g}$声子频率相当。这种强的非线性，而不是manybody效应，如先前提出的，解释了大的和各向异性的值的表观电子-声子耦合角分辨光电发射测量。
2007-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The tunneling density-of-states of interacting massless Dirac fermions
本文用无质量狄拉克带哈密顿量计算了无无序二维相互作用电子系统的隧道态密度。DOS表现出两个主要特征：i）在大能量下线性生长，其斜率被准粒子速度增强抑制，以及ii）等离子体峰的丰富结构，其出现在n掺杂样品中的负偏置电压和p掺杂样品中的正偏置电压。我们预测，在狄拉克点的DOS是非零的，即使在没有无序，因为电子-电子相互作用，然后它是精确的费米能量成正比。因此，在石墨烯片和拓扑绝缘体表面的狄拉克点处观察到的有限背景DOS可以是相互作用效应而不是无序效应。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall
Negative Thermal expansion of pure and doped Graphene
石墨烯及其衍生物因其即使在高达1000 K的温度下也具有大的负热膨胀而与众不同。在准谐近似下，利用VASP软件中的从头算密度泛函微扰理论（DFPT）计算了二维蜂窝结构纯石墨烯和B/N掺杂石墨烯的线性热膨胀系数（LTEC）.所需的基本成分之一是布里渊区中一组点的声子频率及其体积依赖性。这些都是从动力学矩阵，这是计算使用VASP代码在接口与phonopy代码。特别地，横向声学模式（ZA）与平面模式相比表现得非常不同，因此它们的体积依赖性也是如此。使用这种方法首先计算纯石墨烯的热膨胀。结果与以前的计算结果一致，使用类似的方法。此后，我们研究了硼和氮掺杂对LTEC的影响。发现石墨烯的LTEC在所研究的整个温度范围（0- 1000 K）内为负值，并且其在室温（RT）下的值约为-3.26X10-6K-1。室温下的LTEC值随着石墨烯中的B/N掺杂而变得更负。为了深入了解负热膨胀的原因，我们计算了单个声子振动模式的贡献。我们注意到负热膨胀主要是由ZA模引起的。结果表明，二维六角晶格中的横模对二维结构的许多物理性质起着重要的作用。我们还将研究扩展到计算h-BN片的LTEC。
2017-04-28 cond-mat.mes-hall
We model boron and nitrogen doped/codoped monolayer graphene to study its stability, interaction energy, electronic and thermal properties using density functional theory. It is found that a doped graphene sheet with non-bonded B or N atoms induces an attractive interaction and thus opens up the bandgap. Consequently, the power factor is enhanced. Additionally, bonded B or N atoms in doped graphene generate a repulsive interaction leading to a diminished bandgap, and thus a decreased power factor. We emphasis that enhancement of the power factor is not very sensitive to the concentration of th…
2020-02-26 cond-mat.mes-hall
Stoner ferromagnetic phase of a graphene in the presence of an in-plane magnetic field
在随机相位近似下，研究了面内磁场对无带隙和带隙石墨烯片的基态性质的影响。临界磁场导致一个完全自旋极化相增加，通过减少零间隙的载流子密度，表明没有自发的磁性相变发生。然而，在大的能隙值处，它通过减小密度而减小。我们发现了一个连续的量子磁相变（斯通纳相）的狄拉克费米子在掺杂的石墨烯片。新的面内磁场依赖的电荷和自旋磁化率被揭露。
2009-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
THz conductivity of graphene on boron nitride
氮化硼衬底上的石墨烯的导电性在太赫兹（THz）和红外（IR）频率区域中表现出与由弱耦合二维材料形成的周期性莫尔图案相关联的特征。当两个蜂窝晶格取向对齐时，THz和IR特征最强，并且在这种情况下，泡利被阻挡，除非费米能级相对于石墨烯片狄拉克点接近$\pm 150$ meV。由于在狄拉克点以上形成的莫尔带之间的跃迁能量很小，因此n掺杂石墨烯中的交流导电性特征往往被德鲁德峰压倒。然而，衬底诱导的带分裂在狄拉克点以下的能量处更大，并且然而可以在p掺杂的石墨烯中在THz和IR频率处导致尖锐的特征。在这封信中，我们专注于最强的几个THz和IR特征，解释它们如何从莫尔带联合态密度的临界点产生，并评论它们活跃的费米能量区间。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall
Many-body effects in van der Waals-Casimir interaction between graphene layers
在Lifshitz理论的框架内分析了两个并列的石墨烯层，石墨烯层和衬底之间以及多层石墨烯系统中的范德华-卡西米尔色散相互作用。该公式取决于未掺杂或掺杂的石墨烯片的介电响应函数的已知形式，假设其具有随机相位近似形式。在两个并置层的几何结构中，确定了两种类型的石墨烯片的范德华-卡西米尔相互作用的分离依赖性，并与一些众所周知的极限情况进行了比较。在一个多层阵列的多体效应进行了量化，并显示增加范德华-卡西米尔相互作用的幅度。
2011-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Total light absorption in graphene
我们证明，100%的光吸收可以发生在一个单一的图案化的掺杂石墨烯片。一般的分析表明，一个平面阵列的小损耗粒子表现出充分的吸收临界耦合条件下提供的截面的每个单独的颗粒是可比的晶格晶胞的面积。具体地，掺杂的石墨烯纳米盘的阵列当在全内反射下支撑在衬底上时，以及当位于涂覆金属的介电层上时，显示出完全吸收。我们的研究结果是相关的红外线探测器和源，可以通过静电掺杂的石墨烯可调。
2011-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Graphene-Ferroelectric Hybrid Structure for Flexible Transparent Electrodes
石墨烯具有优异的光学、机械和电学性能，使其成为新型光电子学、光子学和柔性透明电极应用的新兴材料。然而，石墨烯的相对高的薄层电阻是许多这些应用的主要限制。在这里，我们提出了一种使用非挥发性铁电聚合物门控在大规模CVD单层石墨烯中实现低薄层电阻的新方法。在这种混合结构中，大规模石墨烯被非挥发性铁电偶极子重掺杂至高达3{ \times } × 1013 cm-2，在环境条件下产生120 Ω{ \Box }的低薄层电阻。石墨烯-铁电透明导体（GFeTC）由于铁电聚合物的高度透明性质而表现出从可见光到近红外范围的大于95%的透射率。结合其优异的机械柔性、化学惰性和铁电聚合物的简单制造工艺，所提出的GFeTC代表了大规模石墨烯基透明电极和光电子学的新路线。
2013-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Core-level spectra from bilayer graphene
我们推导出掺杂的自支撑双层石墨烯的芯能级光谱。给出了两个石墨烯片中掺杂浓度$10^{12}\rm{cm}^{-2}$、$10^{13}\rm{cm}^{-2}$和$10^{14}\rm{cm}^{-2}$的所有九种组合的数值结果，并将结果与单层石墨烯的参考光谱进行了比较。我们进一步讨论了单粒子带间和带内激发在$ωq$ -平面的频谱，并显示如何修改的集体模式的色散曲线在双层系统。
2015-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
We find that the Casimir pressure in peptide films deposited on metallic substrates is always repulsive which makes these films less stable. It is shown that by adding a graphene sheet on top of peptide film one can change the sign of the Casimir pressure by making it attractive. For this purpose, the formalism of the Lifshitz theory is extended to the case when the film and substrate materials are described by the frequency-dependent dielectric permittivities, whereas the response of graphene to the electromagnetic field is governed by the polarization tensor in (2+1)-dimensional space-time f…
2021-06-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Designing band gap of graphene by B and N dopant atoms
采用从头计算方法研究了硼（B）和氮（N）掺杂石墨烯片的几何结构和电子结构。掺杂的效果已经通过改变掺杂剂的浓度从2%（50个主体原子中的掺杂剂的一个原子）到12%（50个主体原子中的六个掺杂剂原子）并且还通过考虑对于相同浓度的替代掺杂的不同掺杂位点来研究。所有的计算都是用基于密度泛函理论的VASP（Vienna Ab-initio Simulation Package）进行的。通过B和N掺杂，在石墨烯片中分别诱导p型和n型掺杂。虽然石墨烯片的平面结构不受掺杂影响，但随着掺杂剂数量的增加，电子性质从半金属变为半导体。已经观察到，形成的异构体在稳定性、键长和引入的带隙方面显著不同。当掺杂剂被放置在石墨烯的相同子晶格点处时，由于子晶格的对称性破缺的组合效应，带隙最大，并且当掺杂剂被放置在相邻位置（交替的子晶格位置）处时，带隙闭合。这些有趣的结果提供了根据需要调节石墨烯带隙的可能性，以及其在电子器件中的应用，例如在聚合物电解燃料电池（PEFC）中替代Pt基催化剂。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
