Nearly Perfect Single-Channel Conduction in Disordered Armchair Nanoribbons
具有扶手椅型边缘的石墨烯纳米带（扶手椅型纳米带）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。然而，对于多通道能量区，发生平均电导的常规指数衰减。由于谷间散射不是完全不存在，扶手椅型纳米带可以被分类为正交普适类，而不管杂质的范围。在相当窄的纳米带中，几乎完美的单沟道传导主导了低能电子输运。
2009-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Optical selection rules of graphene nanoribbons
基于紧束缚模型，对一维石墨烯纳米带的光学选择规则进行了解析研究。通过分析速度矩阵元素和波函数的特征，可以从理论上解释这种选择规则，这种选择规则取决于纳米粒子的边缘结构，即扶手椅形或锯齿形边缘。扶手椅型纳米带的选择规则为ΔJ=0，光学跃迁发生在从导带到同指数的价电子带之间。这样的选择规则起源于两个子晶格之间的关系和传导和价带之间的关系。另一方面，锯齿形纳米带表现出选择规则|ΔJ| =奇数，这是由随着子带索引增加而交替改变的对称性特性引起的。应用选择定则得到了跃迁能的有效理论预测。此外，通过光学测量，带边态的能量变得可以通过实验获得。
2011-04-14 cond-mat.mes-hall
Alkali-induced rich properties in graphene nanoribbons: Chemical bonding
碱金属吸附的石墨烯纳米带具有丰富的电、磁特性。从第一性原理计算可知，只有少数的adatom主导的导带，其他的导带和价带都是由碳原子引起的。大量的自由电子出现在被占据的碱金属和碳金属的导带中。能带对吸附原子的浓度、分布、种类和边缘结构都很敏感，而总的线自由载流子密度只依赖于第一种。这些主要来自于吸附原子-碳键中的单个$s-2p_z$轨道杂化。具体而言，锯齿形系统可以呈现跨两个边缘的反铁磁有序，沿一个边缘的铁磁有序和非磁性，反映在具有或不具有自旋分裂的边缘局域能带中。不同的能量色散贡献了许多特殊的态密度峰。临界化学键和独特的自旋组态可以从实验测量中得到验证。
2016-09-18 cond-mat.mes-hall
Absence of Casimir regime in two-dimensional nanoribbon phonon conduction
与三维（3D）纳米结构形成鲜明对比，我们发现，在二维（2D）纳米带的边界散射单独不会导致一个有限的声子平均自由程。如果结合一个固有的散射机制，2D边界散射确实减少了整体的平均自由程，但后者不成比例的带宽度，不像众所周知的Casimir制度发生在3D纳米线。我们表明，边界散射可以占一个简单的Mathiessen型的方法为许多不同的3D纳米线的横截面形状，但这是不可能的，在2D纳米线的情况下，需要一个完整的解决方案的玻尔兹曼输运方程。这些事实对悬浮纳米结构的热导率有很强的影响。
2018-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The electronic and optical properties of graphene nanoribbons under the influence of the periodic strain
本研究通过多种最近邻跃迁模式分析单轴周期性应变下石墨烯纳米带的特性，发现跃迁模式可调控能带与态密度，明确了波函数宇称与光学选择定则的关系，揭示了吸收曲线的形成机制。
2024-11-02 cond-mat.mes-hall
One-dimensional magnetic conduction channels across zigzag graphene nanoribbon/hexagonal boron nitride heterojunctions
本研究利用第一性原理和平均场Hubbard模型，揭示了之字形石墨烯纳米带/六方氮化硼异质结中由电荷转移引起的一维磁传导通道，并证明其自旋劈裂可受外场调控，为原子级薄自旋电子器件提供了平台。
2024-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Finite-size effect in shot noise in hopping conduction
本文研究了基于GaAs二维电子系统的宏观绝缘体中的电流散粒噪声。在低温和充分耗尽的样品中，测量到接近全泊松值的散粒噪声。这表明在VRH传导中观察到散粒噪声的有限尺寸效应，并证明了在绝缘制度中精确的准粒子电荷测量的可能性。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Hopping conduction in strongly insulating states of a diffusive bent quantum Hall junction
在整数填充因子的弯曲量子霍尔结的输运研究表明，在较高的领域强绝缘状态。在本文中，我们分析了作为温度T和直流偏置V的函数的强绝缘行为，为了分类的本地化机制负责的绝缘状态。温度依赖性表明，从激活的最近邻跳跃在较高的T到可变范围的跳跃传导在较低的T的交叉。的基础温度电场的依赖性是一致的一维可变范围跳跃传导。我们观察到几乎相同的行为在填充因子1和2，并讨论如何弯曲量子霍尔结电导似乎是独立的体自旋状态。比较了包含或忽略相互作用的一维变程跳跃的各种模型，它们都与无序耦合反向传播量子霍尔边的基本模型一致.
2008-07-15 cond-mat.mes-hall
Edge States of Monolayer and Bilayer Graphene Nanoribbons
在紧束缚晶格模型的基础上，研究了单层和双层石墨烯纳米带（GNR）的边缘态。讨论了边跳调制、自旋轨道耦合（SOC）和偏置电压对双层GNRs的影响。我们观察到：（i）通过对单层GNR的边缘跳跃调制，可以产生一些新的额外边缘态。(ii)对于单层和双层GNR，层内Rashba SOC在抑制由本征SOC打开的能隙$E_g$中起作用。几乎线性相关关系，即，（iii）虽然偏置电压有利于无本征SOC的双层石墨烯的体能隙，但它倾向于减小由本征SOC引起的能隙。（iv）对于双层GNR，层间Rashba SOC可以完全破坏量子自旋霍尔效应的拓扑相。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall
Metal-adsorbed graphene nanoribbons
金属原子（碱金属原子除外）可能提供多个最外层轨道，用于与蜂窝晶格上的面外$π$键的多轨道杂化。这将主导Al-，Ti-和Bi-吸附的石墨烯纳米带的基本性质，其中它们被彻底探索通过使用第一性原理计算。主要的焦点是吸附原子相关的结合能，吸附原子-碳长度，最佳位置，最大吸附原子浓度，每个吸附原子转移的自由电子密度，与吸附原子相关的价带和导带，DOS中的各种van Hove奇异性，过渡金属诱导的磁性，锯齿形边缘碳原子和金属/过渡金属吸附原子在自旋构型上的竞争。在精细的物理量作用下，三种金属吸附原子间的化学键结清晰可辨。Al-/Ti-/Bi-和碱吸附的石墨烯纳米带之间的重要差异将被详细讨论，包括能带结构，传导电子密度和吸附原子浓度的关系，空间电荷分布，轨道分解的DOS，和磁配置$\&$矩。
2018-06-13 cond-mat.mes-hall
Hopping Conduction in Disordered Carbon Nanotubes
我们报告电传输测量个别无序碳纳米管，催化生长在纳米多孔阳极氧化铝模板。在生长和退火类型的纳米管中，低场电导显示为exp[-（T_{0} /T）^{1/2}]对温度T的依赖性，表明跳跃传导是主要的输运机制，尽管具有不同的无序相关系数T_{0}。低温电导的场依赖性表现为exp[-（xi_{0} /xi）^{1/2}]，在足够低的T下具有高的电场xi。最后，退火和未退火的纳米管在低T = 1.7K下都表现出弱的正磁阻。与理论的比较表明，我们的数据是最好的解释库仑隙可变范围跳跃传导，并允许提取的无序依赖的本地化长度和介电常数。
2006-10-26 cond-mat.mes-hall
Electronic and thermal conduction properties of halogenated porous graphene nanoribbons
在密度泛函理论（DFT）计算的框架下，我们研究了卤素原子钝化的多孔石墨烯（PG）结构作为高效热电器件的可能候选者的电子和热性质。对扶手椅型和锯齿型卤化PG纳米带进行了比较分析。的电子性质是一致的预期行为的两种类型的终端，但与不同的卤素原子引入的显着影响。取决于孔径和卤素类型，声子能带结构中的伪间隙在低频范围内是可见的，这对于低温下的热传导特别重要。当卤素的原子序数增加时，能隙系统地向较低能量移动。同时，电子能隙减小，这对于在热电器件中获得大的品质因数也是必不可少的。这表明通过卤素钝化来调节PG结构的电子和热性质的可能性。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear high-frequency hopping conduction in two-dimensional arrays of Ge-in-Si quantum dots: Acoustic methods
利用声学方法，我们测量了二维锗硅量子点阵列的非线性交流电导。结合实验结果和局域态的密集晶格的AC电导的建模导致我们的结论，在跳跃系统具有大的本地化长度的AC导电的主要机制是由于大集群内的电荷转移，而其非欧姆行为背后的主要机制是通过吸收功率的电荷加热。
2012-03-15 cond-mat.mes-hall
Gate Tunable Relativistic Mass and Berry$'$s phase in Topological Insulator Nanoribbon Field Effect Devices
在拓扑绝缘体中，自旋螺旋无质量Dirac费米子表面态的输运对于实现从量子反常霍尔效应到Majorana费米子等各种新的物理现象具有重要意义.然而，拓扑表面状态的最重要的标志之一，狄拉克线性带色散，一直难以直接在输运测量中揭示。在这里，我们报告的实验Bi 2 Te 3纳米双极场效应器件上的高k SrTiO 3衬底，在那里我们实现了栅极调谐的体金属-绝缘体过渡和拓扑传输制度与大量的表面态传导。在这方面，我们报告了两个明确的传输证据门可调狄拉克费米子通过π Berry $'$的相位Shubnikov-de Haas振荡和有效质量成正比的费米动量，表明线性能量动量色散。我们还测量了一个门可调弱反局域化（WAL）与2个相干导电通道（表示2去耦表面）附近的电荷中性点，和一个过渡到弱本地化（表示崩溃的Berry $'$ s相）时，费米能量接近体导带。门可调谐狄拉克费米子拓扑表面态为各种拓扑电子器件的发展铺平了道路。
2014-02-11 cond-mat.mes-hall
Understanding of hopping matrix for 2D materials taking 2D honeycomb and square lattices as study cases
本文尝试性地理解了在Heisenberg模型（紧束缚模型）中构造二维材料交换（跳跃）矩阵$\mathbf{E}$的物理基础。研究发现，$\mathbf{E}$矩阵描述了短程（最近邻）跳跃相互作用下的粒子交换流，这种跳跃相互作用受晶格几何形状的影响。这种理解，然后用来解释的2D蜂窝状晶格与锯齿形和扶手椅边缘获得的石墨烯纳米带和磁条的色散关系。研究发现，锯齿型纳米带中的粒子流是平移流，并表现出$\mathbf{\cos^2}(q_xa)$依赖性，而扶手椅型纳米带中的粒子流是旋转流。在$q_xa/π=0.5$处，颗粒在锯齿形纳米带的边缘位置中流动，其中$\mathbf{\cos^2}(q_xa)$的依赖性等于零。同时，在这些边缘位置没有垂直跳跃，这导致了特殊的锯齿形平坦局域边缘态的出现。
2011-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Observation of Partially Suppressed Shot Noise in Hopping Conduction
我们在p型SiGe量子阱中二维载流子的跳跃传导中观察到了散粒噪声。此外，相对于其“经典”值2 eI，散粒噪声被抑制了取决于样品长度和载流子密度的量，载流子密度由栅极电压控制。我们发现，对于2 $μ$ m长的样本，经典值的抑制因子约为一半，对于5 $μ$ m长的样本，经典值的抑制因子约为五分之一。在每种情况下，该因子随着密度向绝缘体-金属过渡的增加而略有下降。我们解释这些结果的特征长度（$\simeq 1μ$ m在我们的情况下）的固有的不均匀性跳跃运输。
2000-02-28 cond-mat.mes-hall
Coulomb Blockade and Hopping Conduction in Graphene Quantum Dots Array
我们发现，化学功能化的石墨烯的低温电子输运性质可以解释为通过石墨烯量子点（GQD）的二维阵列的电荷的顺序隧穿。在15 K以下，由于GQD阵列的库仑阻塞，观察到电流的总抑制。随温度变化的电流栅电压特性显示库仑振荡与能量尺度为6.2-10 meV对应的GQD尺寸为5-8 nm，而电阻数据表现出Efros-Shklovskii可变范围跳跃所产生的结构和尺寸引起的障碍。
2011-02-03 cond-mat.mes-hall
Electron Transport in Disordered Graphene Nanoribbons
我们报道了在不同温度下对不同宽度和长度的石墨烯纳米带进行的电子输运研究。在电荷中性点处，形成长度无关的输运能隙，其大小与宽度成反比。在这个间隙中，电子被局部化，并且电荷传输表现出在较高温度下的简单热激活行为和在较低温度下的可变范围跳跃之间的转变。通过改变几何电容，通过添加顶栅，我们发现，充电效应构成的激活能的一个重要部分。
2009-10-26 cond-mat.mes-hall
Paramagnetic centers in graphene nanoribbons prepared from longitudinal unzipping of carbon nanotubes
电子自旋共振（ESR）研究了通过纵向解链多壁碳纳米管（MWCNTs）制备的石墨烯纳米带（GNRs），发现存在与C相关的悬挂键中心，表现出顺磁性特征。原始或氧化的石墨烯纳米带（OGNR）的ESR信号展宽是根据未分辨的超精细结构来解释的，并且在还原的GNR（RGNR）的情况下，ESR信号的展宽可能是由于还原时电导率的增强。从ESR线宽-温度数据观察到的自旋动力学反映了通过局域态的可变范围跳跃（VRH）机制，与电阻-温度数据一致。
2010-06-25 cond-mat.mes-hall
Third edge for a graphene nanoribbon: A tight-binding model calculation
在紧束缚模型的方法，一个扩展的线性缺陷嵌入在一个锯齿形纳米线的实际宽度的电子和输运性质进行了研究。我们的研究结果表明，这样的缺陷深刻地修改纳米晶体的属性，引入新的电导量子化值和修改的电导量子化阈值。沿着纳米取向的线性缺陷表现为系统的有效第三边缘，其显示出金属行为，产生了新的传导路径，可以在纳米级电路中用作量子线。
2011-04-25 cond-mat.mes-hall
Controlling charge transport mechanisms in molecular junctions: Distilling thermally-induced hopping from coherent-resonant conduction
在两种不同的机制下，分子结的电导可能强烈地依赖于温度，而弱地依赖于分子长度：相位相干共振传导，电荷通过离域分子轨道进行，和非相干热辅助多步跳跃。而在相干传导的情况下，温度依赖性来自于金属电极中费米分布的加宽，在后一种情况下，它对应于结上的电子振动相互作用效应。与蒸馏的热激活的跳跃组件的目的，从而暴露内在的电子振动相互作用的结的现象，我们建议的分子结的设计与“间隔”，扩展锚定基团的作用，以过滤出相位相干的共振电子。具体来说，我们研究了固定间隙和可变间隙的结，包括隧道块的电导，在边界处的间隔。使用数值模拟和分析的考虑，我们表明，在我们的设计，谐振传导被抑制。因此，电导由两种（而不是三种）机制主导：超交换（深隧穿）和多步热诱导跳跃。我们进一步分析了以A：T块作为隧道势垒的DNA连接。在这里，我们表明，电导是不敏感的G：C碱基对的数量在边界处。这表明，在这样的序列中揭示的隧道跳跃交叉真正对应于A：T势垒的属性。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Charged Topological Solitons in Zigzag Graphene Nanoribbons
具有锯齿形终止边缘的石墨烯纳米带具有以边缘铁磁性和反铁磁性边缘间耦合为特征的磁性基态。这种对称性破缺状态是退化的自旋取向，我们表明，与此相关的简并，系统具有拓扑孤子。孤子出现在简并基态之间的界面上。这些孤子是系统中的相关电荷激发。当电荷被添加到纳米晶体时，系统在能量上倾向于创建磁畴并将额外的电子容纳在界面孤子中，而不是将它们设置在导带中。
2017-05-22 cond-mat.mes-hall
Shot noise fluctuations in disordered graphene nanoribbons near the Dirac point
研究了无序石墨烯纳米带中散粒噪声功率的随机涨落。特别是，我们计算的分布的散粒噪声的锯齿形和扶手椅边缘终端的纳米带。我们发现，散粒噪声统计是不同的每种类型的这两种石墨烯结构，这是存在不同的电子局域化的结果：而在锯齿形纳米带的电子边缘状态是安德森本地化，在扶手椅纳米带的边缘状态是不存在的，但电子是被动本地化。我们的分析结果得到了验证紧束缚数值模拟与随机跳跃元素，即，非对角无序，这保持了石墨烯子晶格的对称性。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall
Charge transport mechanism in networks of armchair graphene nanoribbons
在石墨烯纳米带（GNR）中，载流子的横向限制打开了带隙，这是实现新型石墨烯基电子器件的关键特征。GNRs的成功合成引发了实现基于单带的场效应晶体管（FET）的努力。尽管取得了很大进展，但可靠和可重复的单带FET制造仍然是一个挑战，阻碍了电荷传输的应用和理解。在这里，我们提出了基于纳米带网络的扶手椅GNR-FET的可重复制造，并使用9个原子宽，特别是具有前所未有的导电性的5个原子宽GNRs分析电荷传输机制。我们表明，形成可靠的欧姆接触和产量的功能FET接近统一的GNRs层压在电极上。在网络中的载流子运输的建模表明，这个过程是由核隧穿介导的带间跳跃，跳跃长度与GNRs的物理长度相当。此外，我们证明了核隧穿是一个一般的电荷传输特性的GNR网络，通过使用两个不同的GNR。通过网络克服低产率单带晶体管的挑战并确定相应的电荷传输机制，使基于GNR的电子器件处于一个新的视角。
2018-06-04 cond-mat.mes-hall
Unconventional Rashba spin splitting and persistent spin helices based on SU(2) symmetry in PtSe$_2$ nanoribbons
本文通过第一性原理与低能模型研究PtSe$_2$纳米带，发现其低能带具有非常规Rashba劈裂和双重SU(2)自旋对称性，可实现持久自旋螺旋及近完美Dirac费米子系统。
2024-12-30 cond-mat.mes-hall
A steep-slope MoS2-nanoribbon MOSFET based on an intrinsic cold-contact effect
我们提出了一种陡斜率的二硫化钼纳米晶场效应晶体管，利用窄能量导带本质上过滤出的电子能量分布的电子尾。通过原子自洽量子模拟，研究了器件的工作原理和性能与设计参数的关系。我们的研究结果表明，该器件可以提供高的离子/IOFF比，与电子应用兼容，尽管偏置在0.1 V左右的超低电压。
2020-02-17 cond-mat.mes-hall
Sodium-terminated zigzag graphene nanoribbon: A one-dimensional semimetal with a tilted Dirac cone
利用第一性原理赝势密度泛函理论计算，我们发现在较低的浓度下，用一价碱原子终止锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）对其性质有显著的影响.特别是，使用钠原子使ZGNR边缘饱和，边缘碳原子的浓度为一半，使其成为一维的完美半金属，其中价带和导带仅在一个单一的Dirac点处相遇。与原始石墨烯不同，Na-ZGNR的狄拉克“锥”相对于波矢量不对称，而是倾斜的。
2011-05-03 cond-mat.mes-hall
Ballistic Graphene Nanoribbon MOSFETs: a full quantum real-space simulation study
开发了碳纳米管（CNR）MOSFET的实空间量子输运模拟器。使用该模拟器，碳纳米管（CNR）MOSFET的性能进行了检查在弹道极限。研究了量子效应对CNR MOSFET器件性能的影响。我们发现，2D半无限石墨烯接触在CNR沟道中提供金属诱导能隙态（MIGS）。这些状态将在短沟道器件中提供量子隧穿并引起费米能级钉扎。这些效应导致器件在导通状态和关断状态下的性能下降。然而，纯1D器件（无限接触）不显示MIGS。量子隧穿效应在器件特性中仍然起着重要的作用。在我们的模拟中准确地捕获了由于带间隧穿引起的传导。这是很重要的，在这些设备，并发现占主导地位的关态电流。基于我们的模拟，1.4nm宽和1.8nm宽的CNR，沟道长度为12.5nm，可以优于超规模的硅器件的驱动电流能力和静电控制。虽然正向偏置导通的亚阈值斜率优于Si晶体管，但隧穿电流很重要，并阻止实现60 mV/dec的理论极限。
2007-05-04 cond-mat.mes-hall
Edge magnetization and local density of states in chiral nanoribbons
在平均场近似下，利用π轨道哈伯德模型研究了手性石墨烯纳米带的边缘磁化强度和局域态密度.结果表明，在紧束缚哈密顿量中引入次近邻跳跃项可以显著改变石墨烯纳米带的能带结构，并影响其磁性.我们研究了离开半填充时的边缘磁化的行为作为纳米线的手征性和宽度的函数。我们发现，边缘磁化强度依赖于非常弱的纳米尺度的宽度，无论手征性，只要带是足够宽。我们比较我们的结果，最近的扫描隧道显微镜实验报告签名的手性纳米带中的磁有序，并提供了一个解释所观察到的峰值在本地的状态密度，不依赖于反铁磁interedge相互作用。
2014-07-03 cond-mat.mes-hall
A critical path approach for elucidating the temperature dependence of granular hopping conduction
我们重新审视了经典的问题，颗粒跳跃传导的温度依赖性，并提供一个简单明了的解释的现象，被广泛观察到在不同的材料系统，但仍然是一个谜，尽管其解释的各种努力。
2019-07-29 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Gap engineering and wave function symmetry in C and BN armchair nanoribbons
本研究通过密度泛函理论计算与紧束缚杂原子梯型模型分析，揭示扶手椅型石墨烯与氮化硼纳米带对多种带隙调控手段的相反响应源于波函数对称性差异，为两类纳米带的能隙工程提供互补策略依据。
2024-03-13 cond-mat.mes-hall
Tuning edge state localization in graphene nanoribbons by in-plane bending
石墨烯的电子性质受几何约束和应变的影响。我们研究了平面内弯曲的石墨烯纳米带的电子结构，其中限制和应变相结合的系统。为了了解它的电子性质，我们开发了一个紧束缚模型，具有较小的计算成本，是基于指数衰减的跳跃和重叠参数。使用这个模型，我们表明，锯齿形石墨烯纳米带的边缘状态是敏感的弯曲和开发一个有效的分散，可以描述的一维原子链模型。由于电子在边缘的速度与色散的斜率成比例，因此随着弯曲强度的增加，边缘态逐渐离域。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
Electron polarization function and plasmons in metallic armchair graphene nanoribbons
我们计算了任意温度和掺杂下金属扶手椅型石墨烯纳米带中狄拉克费米子的极化函数。我们发现，在有限的温度下，由于导带和价带中的带间和带内电子跃迁之间的相空间重新分配，全极化函数变得与温度和化学势的位置无关。因此，对于给定宽度的纳米带，存在单个等离子体激元模式，其中能量色散由石墨烯的精细结构常数确定。在库仑耦合纳米带中，该等离子体分裂成基本的同相和异相等离子体模式，分裂能量另外由带间间距确定。
2015-05-11 cond-mat.mes-hall
1/f noise in hopping conduction: Role of multi-site aggregates
我们提出了一种机制，1/f型噪声跳跃绝缘体的基础上的多电子电荷重新分配内的特定聚集的局域态位于附近的临界电阻。我们预测，1/f型频谱的噪声延伸到几乎任意低的频率。
2005-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
3D Hopping Conduction in SnO2 nanobelts
在黑暗中，从400到5 K，测量单个氧化锡纳米带的电输运的温度依赖性。我们发现了四种内在的电传输机制，通过纳米带。它开始于400和314 K之间的热激活传导，268和115 K之间的最近邻跳跃传导，以及低于58 K的可变范围跳跃传导，在16 K处从3D-Mott到3D-Efros-Shklovskii政权的交叉。我们声称，这个序列揭示了三维性质的电输运的SnO 2纳米带，即使他们预计表现为一维系统。
2012-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Andreev reflection in graphene nanoribbons
我们研究了石墨烯纳米颗粒/超导体混合结中的Andreev反射。通过使用紧束缚的方法和散射形式主义，我们表明，有限尺寸效应导致显着的差异，相对于散装石墨烯的情况。在亚带隙电压下，赝宇称守恒（表征带态的量子数）产生Andreev反射的抑制（当带在横向方向上具有偶数个位点时）或完美Andreev反射（当带具有奇数个位点时）。在前一种情况下，Andreev反射的抑制即使在结被偏置时也会引起绝缘行为;然而，电子传导可以通过施加栅极电压来恢复。
2008-06-27 cond-mat.mes-hall
The effect of magnetic field and disorders on the electronic transport in graphene nanoribbons
我们发展了一个统一的介观输运模型的石墨烯纳米带，它结合了非平衡格林函数（NEGF）的形式主义与实空间π轨道模型。基于这个模型，我们探测了电子在磁场下的空间分布，以深入了解无序扶手椅型石墨烯纳米带（AGNR）中的各种特征霍尔效应。在均匀垂直磁场（B \perp -field）的存在下，一个理想的AGNR在平衡时显示出三个不同的空间电流分布，这取决于它的宽度。在非平衡条件下（即在存在外加偏压的情况下），净电子流被限制在边缘，并且根据费米能级是否位于价带或导带内而以相反的方向发生。对于低于传导窗口的能级的电子，B \perp场引起局部电子通量环流，尽管全局通量为零。我们的研究还揭示了由于B \perp场诱导的边缘输运对电子背散射的抑制。这种现象可以潜在地减轻不期望的影响的障碍，如体积和边缘的空缺，对输运性质的AGNR。最后，我们表明，B \perp -场对电子输运的影响是不太显着的多模相比，单模电子输运。
2010-08-03 cond-mat.mes-hall
Electronic Band Dispersion of Graphene Nanoribbons via Fourier-Transformed Scanning Tunneling Spectroscopy
用扫描隧道谱（STS）研究了Au（111）衬底上原子精确的扶手椅型石墨烯纳米带（7-AGNR），宽度为$N=7$.通过对有限长带的能量依赖型驻波模式的分析，利用傅里叶变换，可以直接得到前线电子态的色散关系。借助密度泛函理论计算，我们将态分配到7-AGNR的价带、导带和下一个空带，分别确定了$0.42\pm 0.08\,m_e$、$0.40\pm 0.18\,m_e$和$0.20\pm 0.03\,m_e$的有效质量，以及$2.37\pm 0.06$ eV的带隙.
2014-12-05 cond-mat.mes-hall
Optical spectrum of bottom-up graphene nanoribbons: towards efficient atom-thick excitonic solar cells
最近，原子定义良好的凸形石墨烯纳米带已经获得使用自下而上的合成。这些纳米带在光谱的可见光范围内具有光学带隙，这使得它们成为光伏器件中的供体材料的候选者。从原子论的观点来看，它们的电子和光学性质还不清楚。因此，本论文采用从头算密度泛函理论结合多体微扰方法研究了它们的电子和光学性质。通过与实验测量结果的比较，我们表明，纳米晶体的光学性质的准确描述需要包括电子空穴相关效应。分析了它们的能量、结合能和相应的激子跃迁。我们发现，与锯齿形石墨烯纳米带相反，吸收光谱中的激子峰是涉及第一和第二导带和价带的一组跃迁的结果。最后，我们估计一些相关的光学性质，加强这些纳米带作为光伏施主材料的潜力。
2014-11-16 cond-mat.mes-hall
Pseudo Landau levels, negative strain resistivity, and enhanced thermopower in twisted graphene nanoribbons
作为对外加磁场的正则响应，金属的电子态从根本上重组为朗道能级。在狄拉克金属中，朗道能级可以在没有磁场的情况下实现，只要施加一个不均匀的应变，以类似于阿哈罗诺夫-玻姆相的方式对电子跳跃进行空间调制。我们在这里预测，扭曲的锯齿形纳米石墨烯表现出应变诱导的伪朗道水平的未开发的，但在低能量解析可解的分散体。这种分散的伪朗道能级的存在导致表征$(1+1)$维手性异常的负应变电阻率，如果部分填充，并且当完全填充时可以大大提高热电势。
2021-08-12 cond-mat.mes-hall
Spin Relaxation at Graphene Nanoribbons in the presence of Substrate Surface Roughness
本文研究了褶皱扶手椅型石墨烯纳米带（AGNR）中的自旋输运。我们采用非平衡格林函数方法和四轨道紧束缚模型研究了自旋轨道相互作用和表面粗糙度的综合效应。我们修改跳跃参数的弯曲和波纹碳原子的距离。研究了表面粗糙度参数，如粗糙度振幅和相关长度，对石墨烯纳米带自旋输运的影响。我们发现，增加表面粗糙度幅度打破AGNR对称性和杂化$\mathitσ$和$\mathitπ$轨道，导致更多的自旋翻转，因此减少极化。与粗糙度振幅不同，较长的相关长度使AGNR表面更光滑，并增加极化。此外，提取载流子的自旋扩散长度，并研究其对粗糙度参数的依赖性。我们发现自旋扩散长度为1至80微米的顺序为各种表面的振幅。
2019-10-26 cond-mat.mes-hall
Unexpected Thermal Conductivity Enhancement in Pillared Graphene Nanoribbon with Isotopic Resonance
基于纳米颗粒的纳米结构中的热输运对于推进其应用至关重要。声子的波动效应可以引起纳米结构中热传导的可控性，而不仅仅是粒子散射。本文通过引入柱体形成结构共振，采用非平衡态分子动力学模拟方法系统研究了石墨烯基声子超材料（GNPM）的热导率。有趣的是，发现GNPM的热导率通过同位素工程而被反直观地增强，进一步的模式分析和原子格林函数计算表明，热导率的意外增加是由于共振模和传播模之间的共振杂化波效应被打破，从而导致了热导率的增加。同位素工程此外，系统宽度和柱体高度等因素也可以有效地调节GNPM的导热系数。这一反常机制为通过波动效应控制纳米晶体中的声子输运提供了一个新的方向。
2018-11-20 cond-mat.mes-hall
Negative Differential Resistance and Steep Switching in Chevron Graphene Nanoribbon Field Effect Transistors
基于非平衡格林函数理论的弹道量子输运计算表明，由人字形石墨烯纳米带（CGNR）制成的场效应晶体管器件在室温下可以表现出峰谷比超过4800的负微分电阻，以及6 mV/decade的陡斜率开关，子阈值摆幅超过五个数量级，导通电流为88 $μ$ A/$μ$ m.这是通过这些带的超晶格状结构实现的，这些带具有大的周期性单位晶胞，其具有不同有效带隙的区域，导致导带边缘上方的态密度中的能带和带隙。在我们提出的设备中使用的CGNR带先前已经制造了自下而上的化学合成技术，并可以被纳入一个实验上可实现的结构。
2017-03-17 cond-mat.mes-hall
Transport in disordered graphene nanoribbons
我们研究了具有粗糙边缘的石墨烯纳米带中的电子输运。我们首先考虑一个弱无序的模型，对应于扶手椅带的宽度随机变化的一个单一的晶胞大小。我们发现，在这种情况下，低温电导率是由不同的能带结构段之间的有效一维跳跃。然后，我们提供了数值证据和定性参数，类似的行为也发生在强不相关的边界无序的限制。
2009-07-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Enhanced thermoelectric figure of merit in edge disordered zigzag graphene nanoribbons
我们基于非平衡格林函数的相同方法工具研究了电子和声子通过边缘无序锯齿形石墨烯纳米带的输运。我们发现，边缘无序显着降低声子的热输运，而只有微弱的有害电子传导。电子和声子的弹性平均自由程的行为指向实现电子晶体与声子玻璃共存的可能性。计算出的热电优值（ZT）的值资格锯齿形石墨烯纳米带作为一个非常有前途的材料热电应用。
2009-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective mass versus band gap in graphene nanoribbons: influence of H-passivation and uniaxial strain
利用紧束缚近似和第一性原理计算的参数建立了一个简单的模型，研究了边缘钝化和单轴应变对扶手椅型石墨烯纳米带（AGNRs）电子有效质量的影响.我们表明，这些影响可以通过简单地修改模型参数，即在相同的模型哈密顿描述，跳跃积分和现场能量。我们的模型揭示了一个线性的有效质量对带隙的H-钝化AGNRs的小带隙。对于大的带隙，有效质量与带隙的关系是抛物线型的，并对不同族的AGNR进行了解析拟合。带隙和有效质量在应变下都呈现出近似周期性的锯齿形变化，表明即使施加应变，有效质量仍与带隙成比例。我们的计算可用于研究载流子迁移率在本征AGNRs半导体中的声子散射的载流子是占主导地位的散射机制。
2014-06-04 cond-mat.mes-hall
Optical selection rules of zigzag graphene nanoribbons
本文利用紧束缚传递矩阵方法推导出锯齿形石墨烯纳米带的光学选择定则，揭示其与扶手椅型碳纳米管吸收光谱之间的隐含关联，并分析了窄带中矩阵元在狄拉克点等处的平滑行为。
2018-01-20 cond-mat.mes-hall
Conductance across strain junctions in graphene nanoribbons
为了解决由石墨烯纳米结构中的局部应变区域引起的输运能隙的鲁棒性，在Landauer-Büttiker形式主义内研究了界面区域的无序和平滑的影响。在石墨烯纳米带的应变结和障碍的电子电导进行了数值计算，有和没有各种类型的障碍，并比较光滑和尖锐的应变结。石墨烯中的平滑应变势垒被认为在抑制低密度下的传输方面与尖锐的应变势垒一样有效，并且传输开始的临界密度（或能量）取决于相对于带的应变取向。此外，跳跃（或应变）的不均匀性和功函数不匹配的界面区域不明显降低的传输带隙。这些结果表明，在应变结处的应变诱导的输运间隙对于更现实的应变条件是稳健的。
2013-10-30 cond-mat.mes-hall
Conductance recovery and spin polarization in boron and nitrogen codoped graphene nanoribbons
我们提出了一个从头算研究的结构，电子和量子输运性质的B-N复合边缘掺杂的石墨烯纳米带（GNRs）。我们发现B-N边共掺杂在能量上是一个非常有利的过程，而且可以获得单一的B或N掺杂所没有的新的掺杂效应。预计B和N之间的补偿效应通常会恢复原始GNR的优异电子输运性质。然而，对于锯齿形GNR，空间局域B-N缺陷态选择性地破坏掺杂侧自旋极化GNR的价带和导带边缘的边缘电流。我们表明，即使在完全铁磁金属态和异质结配置中，能量和空间自旋极化电流也存在。这表明了一种简单而有效的方案来实现有效平滑的GNR边缘和石墨烯基自旋电子器件。
2014-07-08 cond-mat.mes-hall
Coherent Optical Control of Electron Dynamics in Patterned Graphene Nanoribbons
提出利用控制电极周期性排列展平扶手椅型石墨烯纳米带能带结构，设计最优驱动场脉冲实现能带间集体Rabi振荡，通过$π$和$π/2$脉冲可逆反转电子布居数并产生交变光电流，为固态相干电子器件提供新途径。
2025-10-13 cond-mat.mes-hall
Embedded Boron Nitride Domains In Graphene Nanoribbons For Transport Gap Engineering
我们数值研究了氮化硼（BN）域对石墨烯纳米带的输运性质的影响，石墨烯纳米带的长度范围从几个到几百个纳米，横向尺寸可达4 nm。通过改变嵌入石墨烯基质中的BN岛的尺寸和形态，获得了从完美绝缘界面到不对称电子-空穴传输分布的宽传输可调性，从而提供了设计迁移率间隙以改善器件性能的可能性。即使在低密度限制的嵌入式BN岛，输运性能被发现是高度依赖于BN域的形状和大小具有强烈的倾向，朝着绝缘制度时，增加的离子键的数量在带。这种多功能性的导电性能提供了显着的机会，运输间隙工程设计的复杂设备架构的基础上新合成的单原子混合层状材料。
2012-10-25 cond-mat.mes-hall
Engineering Delocalization in Graphene Nanoribbons via Quasiperiodic Edges and Electronic Interactions
Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）；Universidade Federal Rural de Pernambuco（伯南布哥联邦农村大学）
研究准周期边结构与电子相互作用对石墨烯纳米带局域化的影响，揭示了三种传输特性：非相互作用时的几何局域化，弱相互作用下的导电性振荡，以及强相互作用下的局域化恢复。
2026-05-14 cond-mat.mes-hall
Charge Localization and Hopping in a Topologically Engineered GNR
University of Brasília（巴西利亚大学）；State University of Goiás（戈亚斯州立大学）
本研究针对拓扑工程化的7/9-AGNR交替异质结石墨烯纳米带，通过二维扩展Su-Schrieffer-Heeger模型研究其带电态特性，发现注入电荷形成的极化子严格局域于9-AGNR段且迁移受拓扑抑制，并揭示了9-AGNR段间跳跃的电荷输运机制。
2020-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene Nanoribbons with Smooth Edges Behave as Quantum Wires
具有完美边缘的石墨烯纳米带被预测表现出有趣的电子和自旋电子学性质，特别是量子限制带隙和磁性边缘状态。然而，到目前为止，通过光刻法生产的石墨烯纳米带表现出粗糙的边缘和由缺陷主导的低温传输特性，主要是狄拉克点附近的传输间隙中的局域态之间的可变范围跳跃。在这里，我们报道了通过解链碳纳米管10制成的单层和双层纳米带量子点表现出定义明确的量子输运现象，包括库仑阻塞、近藤效应、高达~ 20 meV的清晰激发态和非弹性共隧穿。随着本征量子限制带隙和高电导率的签名，我们的数据表明，纳米带在低温下表现为干净的量子线，并且不受缺陷的支配。
2011-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
