Edge modes and non local conductance in graphene superlattices
研究了石墨烯带隙莫尔超晶格中边缘模的存在性。我们发现超晶格能带获得有限的陈氏数，这导致了谷霍尔效应。色散边缘模式的存在下，证实了现实的纳米带的能带结构的计算使用紧束缚方法。这些边缘状态对无序只有微弱的敏感性，因为短程散射过程导致微米量级的平均自由程。这些结果解释了当化学势位于体超晶格间隙内时边缘电流的存在，并为氮化硼上石墨烯带中现有的非局部电阻率测量提供了解释。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent THz oscillator based on hybrid graphene superlattices
我们从理论上研究了具有自旋相关超晶格的偏置石墨烯杂化系统中布洛赫振荡的发生。自旋相关电位是通过沉积在带隙石墨烯纳米颗粒顶部的一组铁磁绝缘体条带来实现的，这诱导了石墨烯单层中电子态的邻近交换分裂。数值求解了Dirac方程，研究了自旋相关超晶格最低导带中的Bloch振荡。虽然两种自旋的布洛赫频率相同，但我们发现布洛赫振幅与自旋有关。这种差异导致太赫兹范围内的自旋极化交流电流。
2014-09-09 cond-mat.mes-hall
Tunable valley Hall effect in gate-defined graphene superlattices
我们从理论上研究了作为实现可调谷依赖输运的平台的具有破缺反转对称性的栅极限定的石墨烯超晶格。我们的分析是基于最近的实验[C. Forsythe等人，Nat. Nanotechnol. 13，566（2018）]，其中通过纳米结构化石墨烯/图案化电介质/栅极结构中的电介质，在石墨烯上诱导了栅极可调超晶格电势。我们演示了如何电子紧束缚结构的超晶格系统类似于一个缺口狄拉克模型与相关的谷依赖运输使用展开程序。以这种方式，我们得到的谷霍尔电导率从超晶格布里渊区的Berry曲率分布，并证明了这种电导率的可调谐性的超晶格势。最后，我们计算了与横向谷电流和纵向充电电流相关的谷霍尔角，并证明了谷电流对图案化电介质中不规则性的鲁棒性。
2019-10-18 cond-mat.mes-hall
Valley-selective Klein tunneling through superlattice barrier in graphene
石墨烯电子的特征是在两个谷处有一对赝旋手征相反的无质量狄拉克锥。克莱因隧穿是指这些手征电子穿透高而宽的势垒的有趣能力。这两个谷已被独立处理的文献中，时间反演对称性规定，无论是正常入射传输，也没有角度平均的一个可以有任何谷偏振。在这里，我们表明，当考虑势垒的谷间散射时，通常入射在超晶格势垒处的石墨烯电子可以经历完全谷选择性的克莱因隧穿，即在一个谷中完美透射，在另一个谷中完美反射。谷间背散射在超晶格势垒中产生交错的赝自旋能隙，结合赝自旋手征中的谷对比度，决定了克莱因隧穿的谷极性。角平均透射对于5周期势垒可以具有20%的净谷偏振，并且对于20周期势垒可以超过75%。我们的发现指出了一个意想不到的机会，实现石墨烯电子谷功能。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall
Parity- and Chirality-Selected Dirac Masses in Hybrid Moiré--1D Superlattices
Arts and Sciences, NYU Shanghai（纽约大学上海分校文理学院）；NYU-ECNU Institute of Physics at NYU Shanghai（纽约大学上海分校纽约大学-华东师范大学物理研究所）；Department of Physics, New York University（纽约大学物理系）；Department of Physics, Hanyang University（汉阳大学物理系）
通过结合扭曲莫尔系统与1D超晶格，实现可编程的狄拉克能带和电可选质量通道。
2026-08-27 cond-mat.mes-hall
Topological Valley Currents in Bilayer Graphene/Hexagonal Boron Nitride Superlattices
石墨烯超晶格作为一种新兴的量子超材料，最近引起了人们越来越多的兴趣。本文报道了在双层石墨烯（BLG）超晶格中观察到的非局域输运，这种超晶格被两层六方氮化硼（hBN）层包裹，形成hBN/BLG/hBN莫尔超晶格。然后，我们采用这些超晶格检测使用全电方法的长程电荷中性谷电流。反转对称性破缺的云纹超晶格导致在电荷中性点（CNP）处积累具有Berry曲率的热点，并且它包含CNP的卫星。我们观察到非局部电阻的顺序为1 $\text{k}Ω$，它服从一个标度关系。这种非局域电阻是从量子霍尔效应演化而来的，但没有磁场/时间反演对称性破缺，这与热点诱导的拓扑谷电流有关。这项研究将为发展一种贝里相敏探针探测具有反转对称性破缺的带隙狄拉克材料中的热点铺平道路。
2019-06-23 cond-mat.mes-hall
Electronic Band gaps and transport properties inside graphene superlattices with one-dimensional periodic squared potentials
研究了具有周期性平方势的石墨烯基一维超晶格的电子输运性质和能带结构。发现在一维周期势中形成了一个新的狄拉克点，它正好位于对应于零（体积）平均波数的能量处。这种新的狄拉克点的位置对晶格常数的变化是鲁棒的，并且它只依赖于势宽的比值。与新的狄拉克点相关联的零平均波数隙对晶格常数和结构无序都不敏感，并且零平均波数隙中的缺陷模对载流子的夹角有微弱的依赖性。
2010-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gate-Tunable Topological Flat Bands in Trilayer Graphene-Boron Nitride Moiré Superlattices
我们研究了由莫尔超晶格和电场在几乎对齐的ABC三层石墨烯-氮化硼界面中诱导的平带的电子结构，其中库仑效应可以导致相关的带隙相。我们的计算结果表明，谷自旋解决孤立的超晶格平带进行有限的陈数$C = 3$成比例的层数可以出现附近的电荷中性适当的垂直电场和扭转角。当库仑相互作用提升能带的简并度时，这些拓扑能带可以导致体现轨道磁性和自旋磁性的反常量子霍尔相。窄带宽的$\sim10$毫电子伏可实现连续范围的扭转角$θ\lesssim 0.6^{\circ}$与适度的层间电势差$\sim$ 50毫电子伏的TLG/BN系统的电场可调谐库仑相互作用驱动的自发霍尔相位的研究一个有前途的平台。
2018-06-01 cond-mat.mes-hall
Double-periodic quasi-periodic graphene superlattice: non-Bragg band gap and electronic transport
研究了双周期序列的准周期石墨烯超晶格中的电子带隙和输运性质。发现这种准周期结构可以具有零平均波数（零- $\bar{k}$）带隙，它与一个不寻常的狄拉克点有关.与布喇格带隙不同，零$\bar{k}$带隙对入射角不敏感，对晶格常数具有鲁棒性。比较了不同序列的石墨烯超晶格中Dirac点和多Dirac点的位置。在石墨烯超晶格中的零- $\bar{k}$带隙上的电子输运的控制可以促进许多石墨烯基电子器件的开发。
2012-09-26 cond-mat.mes-hall
Field-induced insulating states in a graphene superlattice
我们报告的高场磁输运（B高达35 T）上的门控超晶格的基础上排列的六方氮化硼顶部的单层石墨烯。大周期莫尔调制（15 nm）使我们能够在每个超晶格晶胞的一个通量量子附近和之上访问Hofstadter光谱（在B = 22 T时Phi/Phi_0 = 1）。由此我们揭示了除了nu = 0的自旋谷反铁磁体外，在正、负有效磁场中分别从nu = 1和nu = -2量子霍尔态发展出两个绝缘态.我们调查与这些绝缘状态，我们从温度激活的峰值电阻量化的能隙的字段依赖性。利用Phi/Phi_0 = 1的第三代狄拉克费米子局域朗道量子化的简单模型，描述了绝缘态的不同微观起源，并实验测定了出射能隙狄拉克准粒子的能量-动量色散.
2019-02-04 cond-mat.mes-hall
Nodal band-off-diagonal superconductivity in twisted graphene superlattices
本研究证明扭转石墨烯中超导与味极化共存产生对称性保证的带外对角配对，可解释节点与有隙转变等实验观测。
2023-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of a gap opening on the conductance of graphene superlattices
利用传输矩阵方法计算了带隙石墨烯超晶格的电子传输和电导。我们所研究的系统由一系列的电子掺杂的石墨烯作为阱和空穴掺杂的石墨烯作为势垒组成。我们表明，在某些临界值的差距，传输概率接近统一。我们还发现，有一个区域附近的临界间隙值的系统的电导达到其最大值。
2009-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic band gaps and transport in aperiodic graphene superlattices of Thue-Morse sequence
研究了Thue-Morse序列非周期石墨烯超晶格的电子性质。虽然该结构是非周期性的，但确实存在一个不寻常的狄拉克点（DP），其位置正好在零平均波数（零- $\bar{k})$）的位置。此外，与DP相关联的零$\bar{k}$带隙对晶格常数和入射角是稳健的，并且在适当的条件下可以出现多DP。预测了Thue-Morse序列中电子输运的可控性，这可能有助于许多石墨烯基电子学的发展。
2012-05-30 cond-mat.mes-hall
Design of quasiperiodic magnetic superlattices and domain walls supporting bound states
本研究分析石墨烯中Lamé磁超晶格的能带与带边态，通过Darboux变换设计可添加任意有限个束缚态的准周期磁超晶格，揭示其与有能隙石墨烯畴壁在大振荡周期极限下的关联及束缚态的性质保持特性。
2023-06-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Valley Hall Effect and Non-Local Resistance in Locally Gapped Graphene
我们报告了石墨烯基器件中大量谷极化电流的出现，这些电流由空间变化的亚晶格对称性破缺区域驱动，并由非局部电阻（$R_\mathrm{NL}$）指纹揭示。通过使用的量子传输形式主义的组合，获得大量的属性以及多终端设备的响应，一个不均匀的本地带隙的存在下示出引起谷依赖的散射和有限的费米表面贡献的谷霍尔电导率，相关的特性$R_\mathrm{NL}$。这些功能是强大的，对无序，并提供了一个合理的解释有争议的实验在石墨烯/hBN超晶格。我们的研究结果表明，在石墨烯中产生谷霍尔效应的替代机制，以及通过材料和器件工程实现谷依赖电子光学的途径。
2021-01-25 cond-mat.mes-hall
Touching points in the energy band structure of bilayer graphene superlattices
在四带连续介质模型下研究了具有零平均周期$δ$函数势的双层石墨烯超晶格的能带结构.利用传输矩阵方法，主要研究了相邻微带之间的接触点。对于零能接触点，导出的色散关系呈现出类Dirac-like双锥形状，群速度在势强$P$中随$π$的周期变化，当$P$较大时，色散关系变为各向异性.从有限能量接触点，我们已经确定了那些位于零波数。结果表明，对于这些有限能量接触点的色散是方向依赖的意义上说，它是线性或抛物线的方向平行或垂直于超晶格方向，分别。我们还计算了态密度和电导率，证明了感兴趣的接触点的表现。
2014-07-12 cond-mat.mes-hall
The transmission spectra of the graphene-based Fibonacci superlattice
我们考虑按照斐波那契规则构造的带隙石墨烯超晶格。准周期调制是由于不同SL元件中的能隙的值的差异。它表明，有效的分裂的允许带，从而形成一系列的差距实现下的SL上的电子的垂直入射以及斜入射下。能谱在整个能量标度上具有周期性。允许频带的分裂服从膨胀斐波那契规则。与新狄拉克点相关的间隙在每一代斐波那契中都形成。该间隙的位置对SL周期的变化是鲁棒的，但同时它对势垒和阱宽度的比率是敏感的;它也弱依赖于哈密顿量中的质量项的值。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Local thermodynamic DOS measurement and twist-angle mapping in graphene-hBN superlattices
针对扭曲范德华堆叠器件扭转角不均匀掩盖电子效应的问题，本文采用调制化学势的开尔文探针力显微镜（KPFM）提取局域热力学态密度，实现扭转角映射并识别气泡界面，为莫尔系统研究与器件设计提供工具。
2025-11-11 cond-mat.mes-hall
Electronic band gaps and transport properties in periodically alternating mono- and bi-layer graphene superlattices
研究了周期交替单层和双层石墨烯超晶格的电子能带结构和输运性质。在这种MBLG SL中，存在对晶格常数不敏感的零平均波矢量（零- $\overline{k}$）间隙。这种零- $\overline{k}$间隙可以通过改变双层石墨烯的势宽比和层间耦合系数来控制。我们还表明，存在额外的狄拉克点，这些额外的狄拉克点的条件解析。最后，通过调节单层和双层周期性石墨烯的层间耦合和宽度比，我们证明了MBLG SL中前两个能带的电子输运性质和能隙是可调的.
2015-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological charge density waves at half-integer filling of a moiré superlattice
在部分填充的平带，强的电子相互作用可能有利于间隙状态窝藏紧急拓扑与量子化霍尔电导率。在部分填充的朗道能级和霍夫施塔特能带中已经发现了涌现的拓扑态;在这两种情况下，都需要一个大的磁场来设计下面的平带。最近在窄带莫尔系统中观察到量子反常霍尔效应（QAH），理论预言这种相位甚至可以在零磁场下实现。在这里，我们报告的实验观察的绝缘体陈数$C=1$在零磁场极限在$ν=3/2$和$7/2$填充的莫尔超晶格单胞在扭曲的单层-双层石墨烯（tMBG）。我们在$ν$的半整数值处对陈氏绝缘体的观察表明，除了自旋和谷铁磁性之外，超晶格晶胞还具有自发加倍。Hartree-Fock计算证实了这一点，该计算在底层$C=2$能带的半填充处发现了拓扑电荷密度波基态，其中Berry曲率在占据态和未占据态之间均匀分配。我们发现平移对称破缺序参量均匀分布在整个折叠超晶格布里渊区，表明系统处于平带、强关联极限。我们的研究结果表明，量子几何和库仑相互作用的相互作用在莫尔带允许拓扑相位在分数超晶格填充自发地打破时间反演对称性，在追求零磁场相位窝藏分数统计作为元激发或绑定到晶格位错的先决条件。
2021-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Insulators at Fractional Fillings in Twisted Bilayer Graphene Partially Aligned to Hexagonal Boron Nitride
本文利用扫描隧道显微镜与光谱学研究了部分对准六方氮化硼的魔角扭转双层石墨烯，在中间子晶格极化条件下发现了电荷中性点及分数填充±1/3和±1/6处新的单粒子起源有能隙相，展示了STS区分单粒子与多体有能隙相的能力。
2023-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry breaking in the double moiré superlattices of relaxed twisted bilayer graphene on hexagonal boron nitride
我们研究了完全弛豫的扭曲双层石墨烯（TBG）中与六方氮化硼（BN）几乎对齐的相称双莫尔超晶格的原子和电子结构。建立了考虑弛豫效应的TBG/BN单粒子有效哈密顿量（$\hat{H}^0$）和BN引入的全莫尔哈密顿量。基于类平面波基下的$\hat{H}^0$，计算了自洽Hartree-Fock（SCHF）基态在不同填充平带数（$ν$）下的平均场能带结构.由于$\hat{H}^0$的对称性破缺，TBG/BN中的单粒子平带被CNP处的开隙分开。我们发现，$\hat{H}^0$中$C_2$对称性的破缺主要来源于邻近BN的石墨烯层中的层内反转非对称结构变形，它引入了层内哈密顿量的空间非均匀修正.带隙的平带具有有限的Chern数。对于具有魔扭角的TBG/BN，$|ν|$ = 1-3的SCHF基态都是绝缘的，具有窄的MF带隙。当平坦导带被填充时，$ν$ = 1处的带隙小于$ν$ = 3处的带隙，这表明与平坦陈氏带相关的非平凡拓扑性质更可能在$ν= 3$处观察到。这与具有空价带的负$ν$类似。TBG/BN的电子结构对正$ν$的依赖性与最近的实验观察大致一致。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Density of states in d-wave superconductors of finite size
我们考虑了ab平面上有限尺寸对纯d波超导体表面态密度的影响。在体中，DoS是沿节点方向的无隙，而表面的存在导致形成另一种类型的低能态，具有零能量的中隙态。我们证明了超导体在一维的有限性为除θ=45度（θ是轨道与表面法线之间的夹角）以外的所有准粒子运动方向提供了能隙;然后角平均的DoS在小能量下表现为线性。除非晶体为0或45度取向（α \ne为0或45度，其中α为a轴与表面法线之间的角度），否则此结果有效。在α=0的特殊情况下，所有轨迹θ的频谱都是有间隙的;角度平均的DoS也是有间隙的。在α=45的特殊情况下，所有轨迹θ的谱都是无间隙的;角度平均的DoS在低能量时很大。在所有的情况下，角分辨DoS由类似于Kronig-Penney模型形成的能带组成。分析结果得到了自洽数值计算的证实。
2004-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Moiré Fractional Chern Insulators III: Hartree-Fock Phase Diagram, Magic Angle Regime for Chern Insulator States, the Role of the Moiré Potential and Goldstone Gaps in Rhombohedral Graphene Superlattices
本研究通过Hartree-Fock计算，系统揭示了菱方石墨烯/hBN体系中位移场调控的相图，发现莫尔势可破坏连续平移对称性并影响陈绝缘体态的拓扑性质，为理解相关相提供了关键理论依据。
2023-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Identification of superconducting pairing symmetry in twisted bilayer graphene using in-plane magnetic field and strain
我们展示了如何通过理论研究外加面内磁场和应变的影响，在扭曲的双层石墨烯超导态的配对对称性可以在实验上确定。在低场区，超导临界温度$T_c$在单线态通道中被面内磁场$\boldsymbol{B}_{\parallel}$抑制，但在三线态通道中被弱$\boldsymbol{B}_{\parallel}$增强，提供了重要的区别。临界$\boldsymbol{B}_{\parallel, c}$的面内角度依赖性具有六重旋转对称性，当存在应变时，该对称性被破坏。我们表明，在$\boldsymbol{B}_{\parallel, c}$的应变产生的各向异性可以是相似的$s$ -和$d$ -波通道莫尔超晶格。$d$ -波态被应变钉扎为带隙的，因此是无隙的，这是通过扫描隧道测量与完全带隙的$s$ -波态区分开的。
2019-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The effect of atomic-scale defects and dopants on graphene electronic structure
单原子厚的石墨烯对吸附的原子和分子的存在极其敏感，并且更一般地，对诸如空位、空穴和/或取代掺杂剂的缺陷极其敏感。这种性质除了可直接用于分子传感器设备之外，还可以用于调节石墨烯的电子性质。在这里，我们简要回顾了原子尺度缺陷的基本特征，这些缺陷对材料设计很有用。在简单介绍了孤立的$p_z$缺陷后，我们分析了多个缺陷石墨烯衬底的电子结构，并展示了如何预测微观有序磁结构的存在。随后，我们分析了更复杂的情况下，电子结构，修改的存在下，一些缺陷，影响化学反应的基板对吸附（化学吸附）的原子/分子物种，导致优先坚持特定的晶格位置。然后，我们考虑了反向问题，即如何利用缺陷来设计石墨烯的电子性质。在这种情况下，我们表明，安排缺陷，形成蜂窝状超晶格（我们可以称之为“supergraphenes”）的能带结构中打开一个相当大的差距和新的狄拉克锥创建的权利接近的间隙区域。类似地，我们发现，替代掺杂剂，如IIIA/VA族元素可能有间隙的准圆锥形结构对应于大量狄拉克载波。所有这些可能的结构都可能在石墨烯逻辑晶体管的开发中找到重要的技术应用。
2011-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synergistic correlated states and nontrivial topology in coupled graphene-insulator heterostructures
本研究提出在库仑耦合的石墨烯-绝缘体异质结构中，通过栅极调控能带对齐实现协同关联态，发现层间库仑作用可诱导基底形成长波长电子晶体，进而使石墨烯产生有能隙的狄拉克态与拓扑非平庸子能带，并通过高通量计算筛选出候选绝缘基底。
2023-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strongly correlated Hofstadter subbands in minimally twisted bilayer graphene
本文在θ=0.41°最小扭转角双层石墨烯中，通过垂直磁场抑制动能并增强库仑交换作用，发现了具有能隙的平Hofstadter子带及其关联绝缘态，为研究强关联Hofstadter谱的相变提供了新平台。
2024-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlated Hofstadter Spectrum and Flavor Phase Diagram in Magic Angle Graphene
在魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）中，莫尔超晶格势产生了支持大量多体量子相的窄电子带1。在垂直磁场的存在下，莫尔条纹和磁长度尺度之间的相互作用导致分形霍夫施塔特子带的出现，进一步丰富。在这个强相关的Hofstadter平台，多个实验已经确定了间隙的拓扑和相关的状态，但很少有人知道他们之间的相变在干预可压缩制度。在这里，使用扫描单电子晶体管显微镜测量局部电子可压缩性，我们同时揭示了对称性破缺的陈绝缘体（CI）的新颖序列，并解决了具有不同拓扑量子数和自旋/谷味的竞争状态之间的急剧相变。占领。我们的测量提供了一个完整的实验映射的能量谱和热力学相图的相互作用的霍夫施塔特子带在MATBG。此外，我们观察到完全解除的第零朗道能级（zLLs）的简并与水平交叉，表明莫尔谷分裂。我们提出了一个统一的味道极化机制来理解复杂的相互作用的拓扑结构，相互作用，对称性破缺的密度和应用磁场在这个系统中的函数。
2021-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Collective excitations in twisted bilayer graphene close to the magic angle
扭曲双层石墨烯（TBG）的电子性质可以与单个石墨烯层的电子性质显著不同，特别是当两个层相对于彼此旋转小角度时。TBG最近吸引了大量的兴趣，引发了相关的绝缘和超导状态的发现，扭曲角$θ$接近所谓的“魔角”$\approx 1.1°$。在这项工作中，我们揭示，通过近场光学显微镜，集体等离子体激元模式的电荷中性TBG附近的魔角，这是显着不同于普通的单层石墨烯带内等离子体激元。在我们的样品的选定区域中，我们发现了一个带隙的集体模式与线性色散，类似于一个二维（2D）电子气的体磁等离子体。我们将这些解释为带间等离子体激元，并将其与源自莫尔超晶格的准局域态之间的光学跃迁相关联。令人惊讶的是，我们发现一个更高的等离子体群速度比预期的，这意味着相应的光学跃迁的强度增强。这表明AA区的层间耦合较弱。这些有趣的光学性质提供了新的见解，补充其他技术，在这个新的量子电子系统的载流子动力学。
2019-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Wave functions in the Critical Phase: a Planar \textit{Sierpiński} Fractal Lattice
研究 Sierpiński Carpet 分形晶格中的临界电子态，揭示其空间重叠、多重分形标度及次扩散关联。
2024-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
