Temperature-dependent compressibility in graphene and two-dimensional systems
在Hartree-Fock近似下，我们计算了二维半导体系统、单层石墨烯和双层石墨烯的有限温度可压缩性。我们发现，计算的温度依赖的压缩性包括交换能是非单调的。在低温下的二维系统中，逆压缩性首先随着温度的升高而减小，但是在达到最小值之后，逆压缩性随着温度的进一步升高而增大。在足够高的温度下，由于有限温度动能的主导作用，由交换能引起的低密度体系的负压缩性变为正压缩性。单层石墨烯中的逆压缩性总是正的，并且其温度依赖性似乎与2D半导体系统相反，即，它首先随温度增加，然后在高温下降低。双层石墨烯的逆压缩性显示出与普通2D系统相同的非单调行为，但在高温下，它接近一个常数，该常数小于非相互作用的双层石墨烯的值。我们发现，在低温下，所有三个系统的Hartree-Fock近似中的压缩性的首阶温度修正是$T^2 \ln T$。
2011-12-01 cond-mat.mes-hall
Chemical potential and compressibility of quantum Hall bilayer excitons
本文考虑了两个平行量子霍尔层的系统，其总填充因子为$0$或$1$。当两层之间的距离足够小时，相对层中的电子和空穴形成层间激子，其具有有限的有效质量并通过偶极-偶极势相互作用。结果给出了作为激子浓度$n$和层间分离$d$的函数的所得到的玻色子系统的化学势$μ$。$μ$和层间电容对$d$具有不寻常的非单调依赖性，这是由于随着$d$增加而增加的偶极矩和增加的有效质量之间的相互作用。超流和维格纳晶体相之间的相变发生在$d \propto n^{-1/10}$。首先通过简单直观的参数导出结果，然后用更仔细的分析推导和数值计算进行验证。
2016-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Compressibility of graphene
我们发展了一个理论的可压缩性和量子电容的无序单层和双层石墨烯，包括全双曲线能带结构和带隙在后一种情况下。我们包括在我们的理论，这是特别重要的狄拉克点附近的载流子密度的无序的影响。我们占这种无序统计使用两种不同的平均程序：首先通过平均的载流子密度直接，然后通过平均的状态密度，以产生一个有效的载流子密度。我们还比较了这两个模型的结果与实验数据，并做到这一点，我们引入了一个模型的层间筛选预测的大小之间的带隙的低能导带和价带的任意栅极电位施加到两层的双层石墨烯。我们发现，这两种模型的无序给无隙系统的定性正确的结果，但当有一个带隙在电荷中性，平均态密度是不正确的，不同意与实验数据。
2011-03-08 cond-mat.mes-hall
Generation of valley polarized current in bilayer graphene
我们提出了一种在双层石墨烯中产生谷极化电流的器件。通过分析这种材料在横向电场存在下对强太赫兹频率光的响应，我们证明了在带隙能区诱导了动力学态，并且如果系统参数适当调节，这些态只存在于一个谷区。谷极化状态然后可以用于过滤任意电子电流，从而产生谷极化电流。
2009-08-20 cond-mat.mes-hall
Inhomogeneity and nonlinear screening in gapped bilayer graphene
我们证明，对于带隙双层石墨烯，外部无序势的屏蔽的非线性性质和由此产生的电子液体的不均匀性对于描述电子可压缩性是至关重要的。特别是，传统的图解方法的多体理论不包括这种不均匀性，因此无法准确地再现实验数据，特别是在低载流子密度。相比之下，直接计算的电荷景观，通过一个数值的费米子-费米能量泛函方法，以及适当的批量平均程序捕获所有必要的物理，包括带隙和不均匀性之间的相互作用。
2012-11-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Isospin and momentum polarized orders in bilayer graphene
在横向电场作用下，非扭曲双层石墨烯中的电子能带变平，为相关电子物理提供了一个有前途的平台。我们预测，自旋/谷的同位旋磁性，类似于莫尔带中看到的，共存的动量极化阶段发生通过“植绒过渡”在动量空间。这种跃迁导致电子动量分布相对于$K$和$K'$谷中心自发地位移。这些阶段的特点是不寻常的观测，如持续电流在基态。动量极化载流子“采样”导带的Berry曲率，导致异常霍尔电导率的独特行为和其他在以前研究的系统中没有发生的效应。
2023-01-19 cond-mat.mes-hall
Spin-Polarized Electrons in Bilayer Graphene Flakes
我们发现，双层石墨烯薄片沉积在铁磁绝缘体上可以作为自旋过滤装置。铁磁材料在石墨烯薄片中诱导交换分裂，并且由于在石墨烯薄片的传输中发生的Fano反共振作为薄片长度和能量的函数，可以获得净自旋电流。当一个自旋通道的反共振与相反自旋的最大透射重合时，就会发生这种情况。我们提出这些结构作为一种手段，以获得自旋极化电流和自旋过滤器在石墨烯为基础的系统。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Heavy quasiparticles and cascades without symmetry breaking in twisted bilayer graphene
针对扭曲双层石墨烯的光谱级联现象，结合动力学平均场理论与Hartree计算，发现局域磁矩和重准粒子形成的谱权重重构可解释该现象且无需对称性破缺，还预测了非相干谱权重的强动量分化。
2023-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic compressibility of graphene: The case of vanishing electron correlations and the role of chirality
最近令人惊讶的发现是，在单层石墨烯中实验测量的电子可压缩性可以仅根据动能来描述[J.Martin等人，Nat.Phys.4，144（2008）]在理论上被解释为无质量狄拉克电子的线性能量色散和手性的直接结果。对于双层石墨烯，我们表明，从电子相关性的可压缩性的贡献恢复。我们将这种差异归因于两种材料的低能能带结构的动量依赖性。
2009-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase boundary of spin-polarized-current state of electrons in bilayer graphene
利用四带哈密顿量研究了双层石墨烯中相互作用电子的自旋极化电流态的相边界。自旋极化电流状态的模型先前已被证明可以解决双层石墨烯中的一些实验难题。在这项工作中获得的SPCS的相界和没有两个层之间的外部电压。在有限的外电压下，发现了一个不寻常的相边界，对于给定的载流子浓度有两个转变温度。解释了这种现象的物理学原理。
2016-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic Compressibility of Magic-Angle Graphene Superlattices
我们首次报道了魔角扭曲双层石墨烯的电子可压缩性测量。的可压缩性与载流子密度的演变提供了深入的相互作用驱动的基态，还没有访问在以前的运输和隧道研究。从电容测量，我们确定作为载流子密度的函数的化学势，并找到在莫尔晶格的分数填充的能隙的宽度。在电子掺杂的制度，我们观察到出乎意料的大差距在四分之一和半填充和强电子空穴不对称性。此外，我们测量了一个$\mathord{\sim}35\,\textrm{meV}$迷你带宽，比大多数理论估计宽得多。最后，我们探讨了量子霍尔制度的场依赖性，并观察到显着差异，从运输测量。
2019-07-24 cond-mat.mes-hall
Spin-Polarized to Valley-Polarized Transition in Graphene Bilayers at $ν=0$ in High Magnetic Fields
研究了双栅石墨烯双层膜在强磁场中$ν$ =0量子霍尔态（QHS）的横向电场（$E$）依赖性.在$ν$ =0时测量的纵向电阻率（$ρ_{xx}$）显示出在$E$ =0附近和在大的$E$场时最强的绝缘行为。在一个固定的垂直磁场（$B$），$ν$ =0 QHS经历一个过渡作为$E$的函数，标记为最小值，温度无关的$ρ_{xx}$。这一观察结果可以用从小$E$场的自旋极化$ν$ =0 QHS到大$E$场的谷（层）极化$ν$ =0 QHS的转变来解释。发生转换的$E$字段值与$B$呈线性相关
2011-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Negative compressibility in MoS2 capacitance
大电容增强对于增加场效应晶体管（FET）的栅极电容以产生具有改进的栅极可控性的低能耗器件是有用的。我们报告了一种新出现的二维通道材料二硫化钼（MoS 2）的强电容增强效应。增强效应是由于在低载流子密度制度在二硫化钼强的电子-电子相互作用。我们在单层器件中实现了约50%的电容增强，在双层器件中实现了约10%的电容增强。然而，在多层（层数>3）器件中，增强效果不明显。使用Hartree-Fock近似，我们说明了同样的趋势，在我们的逆压缩性数据。
2020-02-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Valley-polarization in biased bilayer graphene using circularly polarized light
实现两个不相等的山谷之间的人口不平衡是任何valleytronic设备的关键第一步。使用圆偏振光可以在偏置的双层石墨烯中诱导谷偏振。在本文中，我们提出了一个详细的理论研究偏置双层石墨烯谷极化。我们发现，一个近乎完美的谷极化可以实现与适当的选择外偏置和脉冲频率。我们发现最佳脉冲频率$ω$由$\hbarω=2a,$给出，其中$2a$是石墨烯层之间的势能差。我们还发现，谷极化起源于狄拉克点本身，而是从周围的状态环。谷间散射被发现可以大大降低高频脉冲的谷极化。热人口被发现显着减少谷极化小的偏见。这项工作提供了对双层石墨烯中谷极化起源的深入了解，并将有助于实验人员在实验室中研究谷极化。
2021-01-19 cond-mat.mes-hall
Tuning of Bilayer Graphene Heterostructure by Horizontally Incident Circular Polarized Light
理论研究了水平圆偏振光照射下双层石墨烯异质结构的Floquet态。光的面内和面外电场分别周期性地扰动层内和层间跳跃。对于圆偏振光，电场的两个分量具有$π/2$相位差，使得两种类型的跳跃被$π/2$相位差周期性地扰动，这修改了有效的层间跳跃。我们重点研究了反铁磁范德华自旋阀异质结构中的双层石墨烯模型。辐照的幅度可以调节体态的带隙和拓扑性质。预言了自旋极化的量子反常Hall相位，其Chern数为1。照射的入射角可以调节锯齿形纳米带的带隙和边缘态的色散。
2021-05-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Valley-Polarized Quantum Anomalous Hall Phase in Bilayer Graphene with Layer-Dependent Proximity Effects
在二维系统中实现某些拓扑相依赖于共同结合自旋轨道和磁交换相互作用的挑战。在这里，我们预测的形成和控制的一个完全谷极化的量子反常霍尔效应在双层石墨烯，通过分别印记自旋轨道和磁性邻近效应在不同的层。这导致导带和价带的自旋分裂不同，从而在单个狄拉克锥处产生拓扑能隙。拓扑相位可以由栅极电压控制，并通过反转交换相互作用的符号在谷之间切换。通过对无序系统的量子输运计算，证明了谷极化边缘态的手征性和弹性。我们的研究结果提供了一个很有前途的路线，工程师的拓扑相，可以使低功耗电子设备和valleytronic应用。
2021-10-22 cond-mat.mes-hall
Transport and drag in undoped electron-hole bilayers
我们研究了电子空穴双分子层系统的输运和库仑阻力性质。我们的计算的动机是最近的实验在未掺杂的电子-空穴双层结构的基础上GaAs-AlGaAs栅双量子阱系统。我们的结果表明，背景带电杂质散射是最主要的电阻散射机制在高迁移率的bilyers。我们还发现，由于交换诱导重整化的单层可压缩性，当电子空穴层间距较小时，拖曳跨阻率显著增强。
2008-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-Valley Polarized Quantum Anomalous Hall Effect and a Valley-Controlled Half Metal in Bilayer Graphene
研究了双层石墨烯在反铁磁交换场、层间偏压和光照下的拓扑相。我们发现在有限的偏压和光强下，系统跃迁到一个未知的自旋谷极化量子反常霍尔（SVP-QAH）绝缘体态，其中一个自旋的子系统是谷霍尔拓扑绝缘体（TI），另一个自旋的子系统是QAH绝缘体.我们评估的TI阶段发生在系统中通过分析计算的自旋谷依赖陈数，并通过考虑在纳米尺度的边缘状态来表征它们。我们证明了SVP-QAH边缘态导致了畴壁中独特的自旋整流效应。沿着相边界，我们观察到Berry相为2π的体半金属态。
2020-04-28 cond-mat.mes-hall
Ultrafast valley polarization in bilayer graphene
本文从理论上研究了单层石墨烯与斜入射单振荡圆偏振超快光脉冲的相互作用。脉冲的法向分量打破了系统的反转对称性，并打开了动态带隙，因此导带的谷选择性布居对脉冲的入射角变得敏感。研究表明，谷偏振的大小可以由手征光脉冲的入射角、振幅和面内偏振角来控制。随后，可以使用一系列圆偏振脉冲，然后是线性偏振的飞秒长脉冲来控制由前一脉冲产生的谷偏振。通常，线偏振脉冲使系统去偏振。这种去偏振的幅度取决于线性偏振脉冲的幅度和面内偏振角。我们的协议提供了一个良好的平台，应用在谷电子。
2021-05-17 cond-mat.mes-hall
Collective excitations in spin-polarized bilayer graphene
我们计算了自旋极化BLG系统中等离子体振荡的频率和阻尼率。利用动力学介电函数的长波近似，我们得到了等离子体频率的解析表达式，表明自旋极化度P对长波等离子体频率的影响可以忽略。数值计算表明，自旋极化度对等离子体频率的影响在小（大）波矢处较小（较大），且阻尼率的最大值随P的增大而增大。我们还研究了不同自旋极化度下载流子密度和衬底介电常数对等离子体特性的影响。数值计算的临界波矢，在等离子体色散曲线击中电子-空穴连续体的边缘，减少与P，可以用来确定实验的自旋极化的程度。
2020-10-21 cond-mat.mes-hall
Valley and Spin Polarized States in Bernal Bilayer Graphene
通过包含三角翘曲项的电子色散模型，研究了Bernal双层石墨烯在密度和位移场变化下的自旋与谷极化态，发现三角翘曲会导致低掺杂下出现多数与少数载流子共存的部分极化态，修正了以往完全极化的结论。
2025-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron Interactions in Bilayer Graphene: Marginal Fermi Liquid Behaviour and Zero Bias Anomaly
我们分析了双层石墨烯（BLG）在电荷中性，由电子之间的长程相互作用的多体性质。微扰理论在大量的口味中使用，其中的相互作用被描述在一个随机相位近似，考虑到动态屏蔽效应。关键是，动态屏蔽的相互作用保留了一些长程特征，导致关键量的$\log^2$重整化。我们对BLG进行了一个圈级的微扰重整化群计算，发现BLG表现为一个边缘费米液体。相互作用产生了准粒子残基和相互作用顶点函数的对数平方重整化，而所有其他量只在几何上重整化。我们以对数精度求解了格林函数的RG流方程，发现准粒子剩余流在RG下趋于零。同时，规范不变量，如压缩性，保持有限的$\log^2$阶，与subleading对数修正。这种边缘费米液体行为的关键实验特征是对隧穿态密度的强烈抑制，这表现为在可压缩性基本上与非相互作用值不变的情况下隧穿实验中的零偏异常。
2010-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic injection photocurrents in valley polarized states of twisted bilayer graphene
Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Department of Physics, Columbia University（哥伦比亚大学物理系）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊卡巴斯基克，巴斯克科学基金会）
本研究通过谷极化打破时间反演对称性，揭示了双层石墨烯中磁注入光电流的产生机制，用于区分不同自旋-谷极化场景。
2025-11-26 cond-mat.mes-hall
Valley-polarized domain wall magnons in 2D ferromagnetic bilayers
Valleytronics是一个开创性的技术领域，依靠谷自由度来实现新颖的电子功能。基于谷电子学中的电势，对双层石墨烯中局限于畴壁的拓扑谷极化电子进行了广泛的研究。在这里，我们研究磁振版本的畴壁激发在二维蜂窝铁磁双层膜（FBL）共线秩序。特别是，我们探讨的影响Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（ESTA）和静电掺杂（ED）的存在和特性的一维磁振子局限于层堆叠畴壁FBL。研究发现，电畴和电畴的共存丰富了FBL中的拓扑结构，但相应的畴壁磁振子并没有明确的谷指数。另一方面，我们表明，层堆叠畴壁在DMI自由FBL构成一维通道的弹道输运的拓扑谷极化磁振子。我们的理论结果为基于原子级薄拓扑磁性材料的磁振子谷电子器件的发展带来了希望。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Strain-Tunable Harmonic Responses in Valley-Polarized Bilayer Graphene
Department of Theoretical and Nanophysics, Faculty of Physics, Alzahra University（阿尔扎拉大学物理学院理论与纳米物理系）
研究单轴应变下谷极化双层石墨烯的线性和二阶非线性光学响应，发现应变可调控二次谐波产生，实现机械控制开关。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall
Spin and Valley Polarized Multiple Fermi Surfaces of α-RuCl$_3$/Bilayer Graphene Heterostructure
本研究分析了$α$-RuCl$_3$/双层石墨烯异质结构的输运性质，揭示了由自旋选择性能带杂化引起的自旋和谷极化多重空穴型费米口袋，确立了该异质结构作为工程化低能能带结构的杰出平台。
2023-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Continuously Tunable Berry Phase and Valley-Polarized Energy Spectra in Bilayer Graphene Quantum Dots
Berry相位在决定量子系统的许多物理性质中起着重要的作用。然而，量子系统的Berry相变能谱是比较罕见的。在这里，我们报告了一个不寻常的可调谷极化的能量谱连续可调贝里相伯纳尔堆叠的双层石墨烯量子点。在我们的实验中，电子轨道态的Berry相位被垂直的磁场从π到2 π连续地调谐。当Berry相位等于π或2 π时，两个不等价谷中的电子态是能量简并的。通过改变Berry相位为π的非整数倍，在我们的实验中检测到大的和连续可调谐的谷偏振能谱。所观察到的Berry相位诱导的谷分裂，在1 T的磁场下约为10 meV，比自旋的塞曼分裂大约100倍，从而揭示了基于石墨烯的谷电子学。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-polarized Transport via Gate-defined 1D and 0D PN Junctions in Double Bilayer Graphene
School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学学院）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国立材料研究所电子光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国立材料研究所材料纳米构筑研究中心）
通过门定义的1D和0D PN结在双层石墨烯中实现层极化传输，揭示了层极化对带结构和量子振荡的影响。
2026-03-02 cond-mat.mes-hall
Cascades between light and heavy fermions in the normal state of magic angle twisted bilayer graphene
我们提出了一个框架来理解最近观察到的级联跃迁和朗道能级简并在每一个整数填充的扭曲双层石墨烯。投射到窄带上的库仑相互作用导致整数填充的带电激发分散，形成新的带。如果激发使填充物远离电荷中性点，则它在莫尔布里渊区中心处具有带最小值，具有与实验相当的小质量;如果朝向电荷中性点，则它具有大得多的质量和更高的简并度。在远离整数填充的非零密度处，激发相互作用。在小质量侧的系统具有大的带宽并且形成费米液体。在大质量侧，带宽是窄的，可压缩性是负的，并且费米液体可能是不稳定的。这就解释了观测到的压缩性中的非线性特征，朗道风扇指向远离电荷中性以及它们的简并性。通过提供正常状态下电荷流动的描述，这个框架为低温下的超导性奠定了基础。
2021-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Link between cascade transitions and correlated Chern insulators in magic-angle twisted bilayer graphene
本文通过里德堡激子传感光谱揭示魔角扭曲双层石墨烯中关联陈绝缘体与零场级联转变的直接联系，并给出准普尔关系 B_c=Φ₀Δν/C，支持拓扑重费米子模型。
2024-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic structure and layer-resolved transmission of bilayer graphene nanoribbon in the presence of vertical fields
由于其特殊的手征性质和激发载流子分散性，双层石墨烯的电子性质与传统的二维电子气和单层石墨烯不同。研究了应变对双层石墨烯纳米结构的电子结构、边缘态和零温下电荷输运的影响。我们证明了在垂直磁场作用下，双层石墨烯在偏压下会产生谷极化量子霍尔效应。在该系统中，通过调节面间应变，可以发生从量子谷霍尔到谷极化量子霍尔相的拓扑相变。此外，我们研究了层分辨输运性质，通过计算层极化量，使用递归格林函数技术，并表明所得到的层极化值确认所获得的相位。这些预测可以通过实验来验证，我们的结果表明，在电子和valleytronics设备的外部场的存在下，利用应变双层石墨烯的可能性。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical tuning of layer-polarized exciton gases in WSe2 bilayers
通过堆叠二维原子晶体形成的范德华异质结构是探索新现象和功能的独特平台。层间激子是范德华异质结构中空间分离的电子-空穴对的束缚态，已被证明具有丰富的谷物理和光电子学应用的潜力，并被提出用于促进高温超流性。在这里，我们展示了高度可调层极化激子的平面外电场在同质双层过渡金属二硫属化物。从负到正的层极性的连续调谐已经实现，这是不可能的异质双层由于存在大的内置界面电场。在激子共振能量中观察到了高达~ 100 meV的大的线性场致红移。斯塔克效应伴随着激子复合寿命的增强超过两个数量级至> 20 ns。长的复合寿命使得在中等连续波光泵浦下可以产生密度高达1.2*10^11 cm^-2的层极化激子气体。我们的结果为在原子级薄半导体中实现简并激子气体铺平了道路。
2017-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological superconductivity, ferromagnetism, and valley-polarized phases in moire systems: Renormalization group analysis for twisted double bilayer graphene
最近的实验已经在扭曲双层石墨烯中观察到可能的自旋和谷极化绝缘体和自旋三重态超导性，扭曲双层石墨烯是由一对Bernal堆叠的双层石墨烯组成的莫尔结构。除了连续可调的带宽控制施加的位移场和扭曲角，这些莫尔带也具有范霍夫奇点附近的费米面和场依赖嵌套这是远远不够完美的。本文采用微扰重整化群分析方法，无偏地研究了在有限弱排斥相互作用下，扭曲双层石墨烯及其相关系统中所有可能的不稳定性之间的竞争.我们的关键发现是，有几个竞争的磁，谷，电荷和超导不稳定性所产生的相互作用在扭曲的双层石墨烯，这可以通过控制位移场和扭转角进行调谐。特别是，我们表明，自旋或谷极化均匀不稳定性一般占主导地位的温和的相互作用小于带宽，而$p$波自旋三重态拓扑超导性和奇异自旋单重调制配对状态成为重要的相互作用减少。实现我们的研究结果在一般的莫尔系统与类似的范霍夫费米学应该开辟了新的机会，操纵拓扑超导性和自旋或谷极化状态在高度可调的平台。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Optical response and nonlinear Hall response of twisted bilayer graphene in the insulating state
在本工作中，我们计算了扭曲双层石墨烯（TBG）在绝缘态下的光学响应和非线性霍尔响应。考虑了不同的绝缘态，包括自旋谷极化（SPVP）态、自旋极化量子霍尔（SPQH）态、自旋极化谷霍尔（SPVH）态和自旋极化Kramers-intervalley coherence（SPKIVC）态.我们计算了这四个态的光学电导率（$σ_{xx}$），发现自旋谷极化态呈现出与其他三个态不同的双峰特征。为了区分其他三种状态，我们计算了与Berry曲率偶极成正比的非线性Hall响应，发现Berry曲率偶极的化学势依赖性可以区分这三种状态。我们的结果可以在光谱和输运实验中得到验证，并可能有助于确定TBG中绝缘态的性质。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Zigzag nanoribbon of gated bilayer hexagonal crystals with spontaneous edge magnetism
单层石墨烯类二维材料的锯齿形纳米带在锯齿形终端处具有自发边缘磁性，其配置控制带隙。本文研究了双层六方晶体锯齿形纳米带的边缘磁性。研究了双层石墨烯和双层硅烯的具体模型。随着门控电压的增加，基态和第一准稳定激发态的总能级、磁结构和能带结构被调谐。在一定的门控电压范围内，上自旋带隙打开，下自旋带隙关闭，系统处于自旋极化金属相。这种双层纳米带的自旋极化导电边带可以应用于栅可调谐自旋电子器件。
2021-10-17 cond-mat.mes-hall
Magnetization reversal in exchange-spring bilayer system under circularly polarized microwave field
在体双层交换耦合体系中研究了微波辅助磁化反转。利用Landau-Lifshitz方程研究了垂直交换弹簧介质中的非线性磁化反转动力学。在系统无限厚的极限下，传播场导致系统的反转。数值研究了扩展系统中开关场的减小和磁化分布。分析研究的动力学的可能性进行了讨论，并提出了一个近似的两个P-模式耦合的相互作用场。通过与数值计算结果的比较，验证了用于相互作用场的计算方法的有效性。这种方法被证明是等价于两个交换耦合macrospins。
2015-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunneling Spectroscopy of Quantum Hall States in Bilayer Graphene PN Networks
强磁场作用下的二维电子系统形成量子霍尔边缘态，该边缘态以无耗散电流沿样品边界传播。设计这些传播的一维手征模式的路径使得能够研究相邻QH状态之间的量子隧穿。在这里，我们报告双层石墨烯中QH边缘态的空间控制网络中的隧穿输运。我们观察到共振隧穿共同传播的QH边缘之间的障碍形成的电定义的不可压缩带。采用光谱隧道测量，使直接探测的空间分布，态密度，和压缩性的QH边缘状态与前所未有的能量分辨率。设计QH边缘网络的能力为构建由丰富的底层物理支持的未来量子电子设备提供了机会。
2017-11-08 cond-mat.mes-hall
Spin-layer Locked Gapless States in Gated Bilayer Graphene
门控双层石墨烯表现出自旋简并的无隙态，其拓扑特征位于堆叠畴壁。这些状态允许沿畴壁的一维电流。我们在此证明，当双层石墨烯包含用磁性缺陷装饰的堆叠畴壁时，这些拓扑保护的电流被自旋极化并锁定在单层中。磁缺陷，我们的模型为π-空位，扰动的拓扑状态，但也提升他们的自旋简并。一个无带隙状态生存这些缺陷的扰动，其自旋极化主要是本地化在一个层。在拓扑状态的自旋极化电流在一个单一的层中流动，这一发现表明，有效地利用这些国家在自旋电子学应用的可能性。
2019-06-18 cond-mat.mes-hall
Optically induced Lifshitz transition in bilayer graphene
从理论上证明了在强高频电磁场（修整场）作用下双层石墨烯电子能谱的重整化导致了Lifshitz跃迁--费米面在带边附近拓扑结构的突变。这种效应实质上取决于场的极化：线极化的修整场诱导从四端连接的费米面到双端连接的费米面的Lifshitz跃迁，而圆极化场诱导多临界点，在那里四种不同的费米拓扑可能共存。因此，所讨论的现象创建的物理基础，以控制双层石墨烯的电子性质与光。
2017-10-11 cond-mat.mes-hall
Electron-Hole Asymmetric Integer and Fractional Quantum Hall Effect in Bilayer Graphene
分数量子霍尔态的性质是由库仑相互作用和系统对称性之间的相互作用决定的。在双层石墨烯中，自旋、谷和轨道简并的独特组合被预测为产生新颖的和可调谐的CNOH基态。在这里，我们提出了在最低朗道水平的双层石墨烯的ECOH效应的局部电子压缩性测量。我们在填充因子v = 2 p + 2/3处观察到不可压缩的NH3态，并在v = 2 p + 3/5处出现了额外的状态，其中p =-2，-1，0和1。这种状态序列打破了粒子-空穴对称性，而是服从v -> v + 2对称性，这突出了双层石墨烯中多体状态的轨道简并的重要性。
2013-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Absence of inter-layer tunnel coupling of $K$-valley electrons in bilayer MoS$_{2}$
与单层石墨烯相比，在Bernal堆叠的双层石墨烯中，层间耦合显著影响电子能带结构。在这里，我们提出了高品质的$n$掺杂双层MoS $_{2}$的磁输运实验。通过测量作为电子密度和外加磁场的函数的朗道能级的演变，我们能够调查的占领导带状态，在原始双层MoS $_{2}$的层间耦合，以及这些效果是如何由电子-电子相互作用。我们发现双层MoS $_{2}$的两个层表现为两个独立的电子系统，其中对于每个MoS $_{2}$层观察到两倍朗道能级的简并。在发病的底部MoS $_{2}$层的人口，我们观察到一个大的负的可压缩性所造成的交换相互作用。这些观察，使我们的样品的高电子质量，表现出弱的层间隧道耦合，但在原始双层MoS $_{2}$强的层间静电耦合。实验的结论也可能与其他过渡金属二硫属化物材料有关。
2019-04-19 cond-mat.mes-hall
Tunable Layer Circular Photogalvanic Effect in Twisted Bilayers
提出了准二维手性双层膜中的层圆光电流效应（LCPGE）的一般理论，该理论是指在圆偏振光作用下，出现与偏振相关的面外偶极矩。我们阐明的几何起源的LCPGE作为两种类型的层间坐标移动加权的量子度量张量和Berry曲率，分别。作为一个具体的例子，我们计算了扭曲双层石墨烯中的LCPGE，发现它表现出一个共振峰，其频率可以从可见光调谐到红外线作为扭曲角度的变化。因此，LCPGE提供了一个有前途的途径，对频率敏感，圆偏振光检测，特别是在红外范围。
2019-11-11 cond-mat.mes-hall
Cascade of transitions in twisted and non-twisted graphene layers within the van Hove scenario
受扭曲双层石墨烯的压缩性和STM光谱测量的启发，我们分析了范霍夫奇点附近的巡游费米子的对称性破缺模式。利用Landau泛函的近似SU（4）对称性，我们证明了自旋/同位旋序参量的结构通过级联跃迁随填充的增加而变化.我们计算反馈从不同的自旋/同位旋费米子订单，并认为每个订单分裂最初的4倍简并范霍夫峰在一个特定的方式，符合STM数据和压缩性测量，提供了一个统一的解释的级联的过渡在扭曲的双层石墨烯。我们的结果来自SU（4）对称朗道泛函的一般分析，并且在特定的基础费米模型之外是有效的。我们认为，一个类似的范霍夫的情况下解释了级联的相变在非扭曲的Bernal双层和菱形三层石墨烯。
2022-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Hall Effect, Screening and Layer-Polarized Insulating States in Twisted Bilayer Graphene
我们研究了双栅扭曲双层石墨烯中的电子输运。尽管层之间的亚纳米接近，我们确定独立的贡献，从石墨烯朗道能级光谱的每一层的磁阻。我们证明，每一层的填充因子可以独立地控制通过双栅极，我们用它来诱导层之间的朗道能级交叉。通过分析朗道能级交叉的栅极依赖性，我们表征了有限的层间屏蔽，并提取原子间隔层之间的电容。在零填充因子下，我们观察到依赖于磁场和位移场的绝缘态，这表明存在层间耦合的反向传播边缘态。
2011-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
On-chip superconducting GHz RF reflectometry of the capacitance response in bilayer graphene
DGIST Research Institute, DGIST（大邱冈科学技术院研究院）；Department of Physics and Chemistry, DGIST（大邱冈科学技术院物理化学系）；Quantum Technology Institute, Korea Research Institute of Standards and Science（韩国标准科学研究院量子技术研究所）；Industrial AX Innovation Research Institute and Sensor Technology Support Center, DGIST（大邱冈科学技术院工业AX创新研究所和传感器技术支持中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构材料纳米结构研究中心）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构电子光学材料研究中心）；Department of Physics, Kyungpook National University（庆北大学物理系）；Department of Interdisciplinary Engineering, DGIST（大邱冈科学技术院交叉工程系）
利用片上超导LC谐振器在4.25 GHz进行射频反射测量，同时获取双层石墨烯的电阻和电容响应，揭示位移场诱导的带隙和电子-空穴不对称性。
2026-06-15 cond-mat.mes-hall
Valley separation of photoexcited carriers in bilayer graphene
University of St Andrews（圣安德鲁斯大学）；University of Exeter（埃克塞特大学）
通过考虑三角翘曲引起的低能带结构强各向异性，理论预测无带隙和带隙双层石墨烯中光激发载流子在不同谷间分离，并提出了基于线性偏振光增强谷极化和圆偏振光检测谷极化的光学谷霍尔效应。
2026-05-29 cond-mat.mes-hall
Pump-induced terahertz anisotropy in bilayer graphene
我们研究了强线偏振面内太赫兹场作用下掺杂双层石墨烯的带内非线性动力学。我们在低温（12 K）下对掺杂双层石墨烯进行了3.4 THz场的简并泵浦-探测实验，发现当泵浦光与探测光共偏振时，差分泵浦-探测信号几乎是交叉偏振情况下的两倍。我们表明，这种泵引起的各向异性的起源是在探测方向上的平均电子有效质量的差异时，由泵平行或垂直于探测极化的方向在k空间中的载流子被移位。我们使用一个简单的半经典模型和玻尔兹曼方程模拟的电子动力学与唯象散射的系统模型，并找到良好的定性与实验结果一致。
2022-01-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Superconducting Cavity-Based Sensing of Band Gaps in 2D Materials
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Research Center for Functional Materials（功能材料研究中心）
本文利用超导共面波导腔探测双层石墨烯的电荷压缩性，通过腔体共振频率偏移揭示二维材料的特性，为研究二维材料带隙提供新方法。
2024-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin polarized STM imaging of nanoscale Néel skyrmions in an SrIrO3/SrRuO3 Perovskite Bilayer
自旋极化扫描隧道显微镜（SPSTM）被用来直接成像纳米级Néel skyrmions在SrIrO 3/SrRuO 3双层系统，是迄今为止在任何系统中报道的最小的。离轴磁控溅射被用来盖外延膜的氧化物铁磁体SRO与2个单位电池的SrIrO 3，旨在提供界面自旋轨道耦合。原子分辨率STM成像和隧道光谱被用来识别岛状SrIrO 3晶粒和小区域的裸SrRuO 3。孤立的skyrmions只观察到SrIrO 3覆盖的区域的膜，并表现出的平均直径为3 nm的大小和形状的分布。我们发现，skyrmions必须完全包含在内，但可能小于，任何给定的SrIrO 3区域。此外，skyrmions观察到SrIrO 3岛的不同厚度的SPSTM对比度没有损失，这表明磁纹理位于SrIrO 3岛，而不是下面的铁磁SrRuO 3。密度泛函理论计算表明，这可能是由于一个小的感应磁矩与IrO层在SrIrO 3膜。
2020-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-Electrical Layer-Spintronics in Altermagnetic Bilayer
本研究提出反铁磁双层膜的层-自旋锁定方案，通过第一性原理计算证实CrS双层膜可利用面外电场实现室温下87%的可反转自旋极化，开创了层自旋电子学的新方向。
2024-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Chemical Potential and Quantum Hall Ferromagnetism in Bilayer Graphene
双层石墨烯具有受各种自由度之间的复杂相互作用影响的独特电子结构。我们使用双层石墨烯异质结构探测其化学势，由六方氮化硼电介质隔开。化学势具有非线性的载流子密度依赖性，并且具有电子-电子相互作用的特征。这些数据允许直接测量零磁场下的电场诱导带隙、轨道朗道能级（LLs）能量和高磁场下的对称性破缺量子霍尔态带隙。我们观察到自旋到谷极化跃迁的所有半填充的LL，以及新兴的阶段，填充因子ν= 0和ν= +-2。此外，数据显示相互作用驱动的负压缩性和电子空穴的不对称性在N = 0，1的LL。
2014-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-polarized Correlated Insulator and Superconductor in Twisted Double Bilayer Graphene
铁磁性和超导性通常彼此竞争，因为磁体中产生的内部磁场抑制常规超导体中自旋单线态库珀对的形成。在重费米子系统中，只有少数铁磁超导体是已知的，其中窄能带促进的多体电子相互作用在稳定这些涌现状态中起着关键作用。最近，相互作用驱动的超导性和铁磁性已被证明是由石墨烯莫尔超晶格实现的平带的不同密度区域中的单独现象。在单一基态中结合超导性和磁性可能会导致更奇异的量子相。在这里，采用范德华异质结构的扭曲双层石墨烯（TDBG），我们实现了一个平坦的电子带，是可调的垂直电场。与魔角扭曲双层石墨烯类似，TDBG在半和四分之一填充的平坦带处表现出能隙，表明相关绝缘态的出现。我们发现这些绝缘态的能隙随面内磁场的增加而增加，这表明了铁磁有序。在掺杂铁磁半填充绝缘体时，出现超导性，其临界温度由密度和电场两者控制。我们观察到，在低场区，面内磁场增强了超导电性，这表明自旋极化电子配对。在TDBG中发现的自旋极化超导态为相互作用驱动的拓扑超导性的工程化提供了一条新的途径。
2019-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
$φ_0$-Josephson junction in twisted bilayer graphene induced by a valley-polarized state
本研究提出 MATBG 中连接两个超导区的谷极化态可形成纯电控 $φ_0$-Josephson 结，并用非均匀谷极化序参量解释实验中的异常夫琅禾费图样。
2023-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coulomb-driven broken-symmetry states in doubly gated suspended bilayer graphene
石墨烯及其双层对应物的非相互作用能谱由由于固有的自旋、谷和层对称性而导致的多重简并组成。预计载流子之间的相互作用会自发地打破这些对称性，导致带隙有序态。在量子霍尔制度中，这些状态被预测为铁磁性的性质，从而系统成为自旋极化，层极化或两者兼而有之。在双层石墨烯中，由于其抛物线色散，已经预期在零磁场下相互作用诱导的对称性破缺。在这项工作中，底层的各种对称性破缺状态的顺序进行了研究，在双层石墨烯是悬浮在顶部和底部的栅电极之间。通过可控地打破自旋和亚晶格对称性，我们能够推导出各种量子霍尔铁磁态的序参量。在小的载流子密度，我们确定了第一次三个不同的对称性破缺状态，其中之一是一致的自发破缺的时间反转对称性或自发破缺的旋转对称性。
2010-10-05 cond-mat.mes-hall
