Plasmon and dielectric background inhomogeneity enhancement of Coulomb drag in graphene double-layer structures
在较宽的温度范围和层间距离下，研究了无质量费米子在石墨烯双层结构中的阻力。我们表明，在这样的石墨烯结构的实验相关参数的介电背景的不均匀性的结果在一个显着增强的阻力。在中等温度下，通过等离子体介导的阻力的动态屏蔽增强了阻力电阻率，并导致其行为在大的层间分离的好转。在一个范围内的层间分离，对应于强到弱的交叉耦合的石墨烯层，我们发现，阻力随层间间距近似平方下降。这种依赖性随着层间间距的减小而减弱，而对于较大的分离，我们在中（低）温下恢复立方（四次）依赖性。
2012-04-20 cond-mat.mes-hall
Density inhomogeneity driven percolation metal-insulator transition and dimensional crossover in graphene nanoribbons
在石墨烯纳米带中的传输与能隙的频谱被认为是在存在的随机带电杂质中心。在低载流子密度下，我们预测并确定该系统表现出密度不均匀性驱动的二维金属-绝缘体转变，这是在渗流普适类。对于非常窄的石墨烯纳米带（宽度小于无序诱导的长度尺度），我们预测，应该有一个维度交叉的1D渗流普适性类与可观察到的签名在运输间隙。此外，在高载流子密度下，应该存在到玻尔兹曼输运状态的交叉。测得的电导率指数和临界密度与这种渗流过渡的情况是一致的。
2008-07-23 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
Substrate dopant induced electronic inhomogeneity in epitaxial bilayer graphene
二维（2D）材料由于其优异的可调谐性而成为探索新性质和功能的新领域。2D材料前所未有的可调性也伴随着许多同样巨大的挑战，因为它们容易出现缺陷和紊乱。缺陷和无序的存在会导致电子态的不均匀性，通常难以直接探测材料的固有性质。因此，许多努力致力于改善电子均匀性，例如，通过降低材料中和界面处的缺陷和无序的密度。然而，很少有人注意到嵌入在底层基板的障碍。本文利用低温扫描隧道显微镜（STM）和光谱学（STS）研究了衬底中的单个掺杂剂如何与二维材料相互作用并产生电子-空穴水坑。具体而言，我们以氮掺杂碳化硅（SiC）衬底上生长的外延双层石墨烯作为模型系统，它在许多应用和基础研究中发挥了重要作用。利用扫描隧道显微镜（STM）首次在外延石墨烯上对SiC衬底中的氮掺杂进行了成像。来自衬底的带电氮掺杂剂通过库仑相互作用在石墨烯中诱导直径约为2nm的缺电子水坑。相对于狄拉克点的费米能级被振幅为~40 meV的水坑调制，导致外延石墨烯的电子不均匀性。我们对这种原型材料的研究结果有望促进石墨烯和其他2D材料的质量改进。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall
STM/S study of electronic inhomogeneity evolution with gate voltage in graphene: role of screening and charge-state of interface defects
利用室温扫描隧道显微镜和光谱研究了SiO $_2$上石墨烯电子不均匀性随背栅电压的演化。当石墨烯费米能接近其狄拉克点时，STS图中某些地方的局部对比度的逆转以及地形图和电导图之间的互相关的急剧变化归因于界面缺陷的电荷状态的变化。在电导图中的空间相关性，描述了两个不同的长度尺度和他们的增长过程中的狄拉克点的方法，显示出与石墨烯的屏蔽理论的预测定性协议。因此，在我们的实验中看到的狄拉克点附近的两个长度尺度的急剧变化，被解释为一些界面缺陷的电荷状态的变化。系统地理解和控制缺陷的电荷状态将有助于石墨烯的存储器应用。
2017-06-27 cond-mat.mes-hall
Charge Transport and Inhomogeneity near the Charge Neutrality Point in Graphene
在1.6 K到室温的温度范围内测量了二氧化硅衬底上石墨烯的电阻率rho_xx（H）和rho_xy（H）的磁场依赖的纵向和霍尔分量。在电荷密度接近电中性点时，rho_xx（H）大大增强，而rho_xy（H）受到抑制，表明电子和空穴对输运电流的贡献几乎相等。这些数据是不一致的均匀分布的电子和空穴浓度（双流体模型），但在最近的理论预测的不均匀分布的电子和空穴区域的相等的流动性非常一致。在低温和高磁场下，rho_xx（H）饱和到~h/e^2，霍尔电导率<< e^2/h，这可能表明局部v = 2和v = -2量子霍尔水坑的状态。
2007-05-22 cond-mat.mes-hall
Energetic stability and spatial inhomogeneity in the local electronic structure of relaxed twisted trilayer graphene
利用$θ$和$θ'$方法研究了一般扭曲三层石墨烯（TTG）的能量稳定性和局域电子结构.在周期性边界条件下，建立了用$θ$和$1^{\circ}\sim 2^{\circ}$中的$θ^{\prime}$构成的Moiré-of-Moiré超晶格的近似超原胞来描述弛豫TTG的结构和电子性质.完全弛豫表明，与$θ=θ^{\prime}$相称的TTG在固定的$θ$处具有局部最小总能量（$E_{tol}$），而$E_{tol}$首先达到局部最大值，并开始随着$θ^{\prime} < θ$的$θ^{\prime}$的减小而下降。一些区域在顶层和底层中表现出增强的面内弛豫，但在中间层中表现出抑制的弛豫，并形成具有莫尔-莫尔长度尺度的六边形网络。在$1.6^{\circ}$周围的$θ$和$1.4^{\circ}$周围的$θ^{\prime}$处，三层中的原子在弛豫TTG超晶胞的原点处垂直对齐的堆叠构型在费米能级（$E_F$）附近具有高的态密度（DOS），其可以达到具有约$1.7^{\circ}$的等扭转角的镜像对称TTG的态密度。相比之下，其他一些堆栈在$E_F$周围的DOS可能相当低。一些TTG超晶胞的DOS的显着的堆叠依赖性表明，TTG的局部电子结构可以表现出强烈的空间不均匀性时，扭曲角是稍微远离那些小的超晶胞与DOS之间的大的变化不同的堆叠。此外，TTG的结构弛豫在高DOS和其强堆叠依赖性中…
2022-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent inhomogeneity and non-locality in a graphene field-effect transistor on a near-parallel moire superlattice of transition metal dichalcogenides
本文研究了3R堆叠扭曲双层WSe2上双栅极石墨烯场效应晶体管的电输运，发现界面铁电性引发的电荷非均匀性与非局域边缘输运，为twistronic应用提供了新器件架构。
2024-05-28 cond-mat.mes-hall
Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy study of charge inhomogeneities in bilayer Graphene
本文报道了在SiO $_2$ /Si表面通过机械剥离制备的双层石墨烯的室温扫描隧道显微镜和光谱研究，并使用机械掩模与金焊盘电接触。体电导率显示来自不同电子密度的区域的贡献，表明显著的电荷不均匀性。大尺度形貌图像显示波纹状结构，粗糙度为$\sim$ 1 nm，而小尺度原子分辨率图像显示石墨状三角晶格。局部dI/dV-V隧道谱具有不对称的V形，最小值位置显示出显着的空间变化，表明10 $^{11}$ cm-2量级的电子密度不均匀。在一个固定的位置处的光谱的最小值也与栅极电压的斜率一致的场致载流子密度线性移动。
2010-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatial Charge Inhomogeneity and Defect States in Topological Dirac Semimetal Thin Films
狄拉克半金属的费米能EF接近狄拉克点ED揭示了新的物理，如速度重整化，1，2，3和狄拉克等离子体4，5，|EF -ED|其中kBT是热能。在石墨烯中，衬底无序驱动EF的波动。三维拓扑狄拉克半金属（TDS）6，7覆盖衬底，并应显示减少EF波动由于更好的金属屏蔽和更高的介电常数。在这里，我们使用扫描隧道显微镜映射TDS Na 3Bi的电位波动。均方根电位波动明显小于室温（ΔEF，rms = 4-6 meV = 40-70 K），与h-BN上的最高质量石墨烯相当; 8远小于SiO2上的石墨烯，9，10或拓扑绝缘体的狄拉克表面态。11表面Na空位以惊人的大空间范围在狄拉克点附近产生新颖的共振，并提供了一种独特的方式以调节TDS薄膜材料中的表面态密度。
2016-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical and plasmonic properties of twisted bilayer graphene: Impact of interlayer tunneling asymmetry and ground-state charge inhomogeneity
本文对不同填充因子和扭曲角$θ$下扭曲双层石墨烯（TBG）的局域光学电导率、等离子体光谱和热电性能进行了理论研究。我们的计算是基于从一个连续模型，有两个可调参数，$u_0$和$u_1$，参数化的亚晶格层间和亚晶格层间隧道速率，分别获得的电子能带结构。在这篇文章中，我们专注于两个关键方面：i）我们研究我们的结果对$u_0$值的依赖性，探索整个范围$0\leq u_0\leq u_1$ ; ii）我们考虑到TBG中存在的本征电荷密度不均匀性所产生的影响，通过计算自洽Hartree近似内的能带结构。在零填充因子处，即在电荷中性点处，光学电导率对$u_0$的值和扭转角非常敏感，而电荷不均匀性仅引起适度的校正。另一方面，远离零填充，静电屏蔽占主导地位，光学电导率明显受到电荷不均匀性的影响，最大的影响被认为是带内贡献。这些发现也反映了等离子体光谱。我们将我们的结果与文献中现有的结果进行了比较，其中上述效应i）和ii）尚未得到系统的研究。作为我们计算的自然副产品，我们得到了Drude重量和Seebeck系数。前者表现出增强的粒子-空穴不对称性，这是由于不均匀的基态电荷分布造成的。与单层石墨烯相比，后者显示出即使在低温（$\approx 5~{\rm K}$）下也显示出宽的符号变化特征，这是由于带的斜率减小。
2020-09-02 cond-mat.mes-hall
Effect of nonhomogenous dielectric background on the plasmon modes in graphene double-layer structures at finite temperatures
我们计算了有限温度下石墨烯双层结构中的等离子体激元模式，考虑到系统介电背景的不均匀性。有效介电函数是从三层介电介质的泊松方程的解获得的，石墨烯片位于界面处，将不同的材料分开。由于有效介电函数的动量色散，石墨烯双层系统中的层内和层间裸库仑相互作用获得了额外的动量依赖性-一种与层间相互作用本身相当的效应。我们表明，在相位和异相等离子体激元模式的能量在很大程度上取决于不同的值的空间相关的有效介电函数。介电不均匀性的影响随着温度而增加，并且即使在高温下，由介电不均匀性和温度本身引起的能量偏移仍然大于由于朗道阻尼引起的等离子体能量色散的加宽。在摩擦阻力测量和非弹性光散射和电子能量损失谱中可以观察到所获得的等离子体分散体的新特征。
2013-12-14 cond-mat.mes-hall
Scanning gate microscopy of current-annealed single layer graphene
我们已经使用扫描门显微镜来探索电流退火的石墨烯片的局部导电性。在低电流密度下退火后的局部中性点（NP）的地图表现出微米级的不均匀性。局部e-h跃迁的加宽也与NP的不均匀性相关。在更高的电流密度下退火降低了NP的不均匀性，但我们仍然观察到一些不对称的e-h传导。我们将此归因于靠近金属接触之一的空穴掺杂域与局部NP中的底层条纹相结合。
2009-11-20 cond-mat.mes-hall
Local moment formation in bilayer graphene
双层石墨烯（BLG）由于其子晶格的空间不均匀性的局部性质是感兴趣的。我们应用安德森杂质模型来研究磁性杂质吸附在BLG不同子晶格上的局域磁矩形成。我们发现杂质吸附在A和B亚晶格上的磁化强度有不同的特征。吸附在A亚晶格上的杂质即使在费米能级以上，在位库仑能很小的情况下也能磁化。但当杂质吸附在B亚晶格上时，在杂质能级和在位库仑能有限的情况下，磁化是可能的。这是由于在A和B亚晶格的低能态的不同的局域密度，这源于它们的空间不均匀性。此外，我们还表明，电控制吸附原子的磁化强度，除了它的不均匀性在BLG允许的可能性，使用BLG在自旋电子器件具有更高的电位比石墨烯。
2014-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of transport-induced charge inhomogeneity on point-contact Andreev reflection spectra at ferromagnet-superconductor interfaces
本文在改进的三维Blonder-Tinkham-Klapwijk模型框架内研究了铁磁-超导界面的输运性质。特别是，我们提出，电荷不均匀性形式通过两个独特的传输机制，即倏逝Andreev反射和倏逝准粒子传输。此外，我们考虑了电荷不均匀性对界面势垒的影响，并计算了电导作为偏压的函数。点接触Andreev反射（PCAR）光谱经常显示出凹陷结构，大的零偏压电导增强，和额外的零偏压电导峰。我们的研究结果表明，运输引起的电荷不均匀性可能是所有这些异常特征的PCAR光谱的来源。
2012-06-06 cond-mat.mes-hall
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
Density fluctuation effects on the exciton condensate in double layer graphene
我们描述了双层石墨烯中激子凝聚体对层密度波动和相关电荷不均匀性的鲁棒性，并讨论了在当前实验条件下观察凝聚体的影响。我们解决了平均场方程的有限的费米能量在每一层的不平衡，并利用两个唯象模型的不均匀性的结果。我们发现，激子凝聚体对密度波动的稳定性是强烈依赖于激子间隙的大小，和运输实验（如库仑阻力），依赖于渗透的激子电流通过不均匀的样品是很有前途的方法观察凝聚体。
2012-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Inhomogeneous screening of gate electric field by interface states in graphene FETs
利用扫描隧道显微镜获得的局域隧道谱的背栅电压依赖性研究了石墨烯-SiO $_2$界面的电子态及其不均匀性。电导谱显示两个，或偶尔三个，最小值，沿偏置电压轴与背栅电压。这种演变是使用尖端门控和界面状态建模。能量依赖的界面态的密度，$D_{it}(E)$，需要模拟背栅演化的最小值，被发现有显着的不均匀性，在其能量宽度。宽的$D_{it}(E)$导致类似于费米速度降低的效应，而窄的$D_{it}(E)$导致费米能量钉扎在狄拉克点附近，如在某些地方所观察到的，这是由于窄的$D_{it}(E)$增强了栅极电场的屏蔽
2016-12-31 cond-mat.mes-hall
How close can one approach the Dirac point in graphene experimentally?
对石墨烯作为模型系统感兴趣的理论家经常会问到上述问题，特别是在相对论量子物理学的背景下。我们通过描述悬浮器件中的电子输运来给出实验答案，悬浮器件的载流子迁移率为几个10^6 cm ^2 V ^-1 s ^-1，朗道量子化的开始发生在低于5 mT的磁场中。观察到的电荷不均匀性低至\approx 10^8 cm^-2，使得每个微米级器件中只有少量载流子的中性态。在液氦温度以上，这种器件的电子特性是固有的，只受热激发的影响。这产生了狄拉克点可以在1 meV内接近，这是目前由剩余电荷不均匀性设定的限制。没有观察到绝缘状态的迹象下降到1 K，这建立了可能的带隙的上限。
2012-09-03 cond-mat.mes-hall
Origin of electrical noise near charge neutrality in dual gated graphene device
本文通过双栅hBN封装石墨烯器件研究低频1/f噪声，发现噪声峰出现在电荷不均匀性区域，并证明电荷中性点附近噪声来源于电荷数与迁移率涨落的共同作用。
2023-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlinear screening of charge impurities in graphene
结果表明，在石墨烯中库仑势引起的"真空极化“导致了电荷的强烈抑制，即使在未掺杂的情况下（没有载流子）。因此，标准线性响应理论不适用于描述石墨烯中电荷杂质的筛选。特别是，它高估了电荷杂质对石墨烯电阻率的贡献。
2006-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrostatics of Graphene: Charge Distribution and Capacitance
采用原子电荷-偶极相互作用本构模型和拉普拉斯方程的近似解析解，研究了石墨烯中净电荷的分布。我们证明了一个强大的尺寸依赖性的电荷分布在有限尺寸，无限长和多层矩形石墨烯片，分别。我们发现，在石墨烯的几何边缘，电荷密度可以自然地增强高达13倍。当石墨烯的长度或宽度增加时，这种边缘电荷增强效应变得更加显著。发现电荷增强比与层数成线性关系。这些结果可以用来理解新的实验观察到的二维纳米结构中的电子发射，电荷杂质和化学掺杂现象。
2009-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging van Hove Singularity Heterogeneity in Overdoped Graphene
本研究利用SI-STM发现过掺杂石墨烯中vHS位置存在显著不均匀性，其源于插层Yb的空间不均（3nm屏蔽长度）与取代型Yb掺杂剂的局部影响，为理解掺杂空间结构与电子结构的关联提供依据。
2025-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge accumulation at the boundaries of a graphene strip induced by a gate voltage: Electrostatic approach
研究了栅压作用下石墨烯带中感应电荷的分布。我们计算分析的电荷分布，并证明了强大的（宏观）电荷积累沿微米宽的带的边界。这种电荷的不均匀性是特别重要的，在量子霍尔制度，我们预测的边缘状态和两种不同类型的这种状态的共存的数量增加了一倍。石墨烯为基础的纳米电子学的应用进行了讨论。
2008-06-03 cond-mat.mes-hall
Exchange induced charge inhomogeneities in rippled neutral graphene
提出了一种新的机制，诱导的电荷密度变化的波纹石墨烯。这里显示了晶格变形和交换相互作用之间的相互作用如何引起电荷分离，即，电子和空穴的水坑，用于石墨烯片的真实变形值。感应电荷密度在$10^{11}-10^{12}$ cm $^{-2}$范围内，这与最近的测量结果一致。
2007-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge transfer and trapping as origin of a double dip in the transfer characteristics of graphene based field-effect transistors
我们讨论的起源以外的石墨烯基场效应晶体管的传输特性中观察到的电荷中性点的额外的下降。考虑到从中性点到沟道的费米能级不同以及接触处的部分电荷钉扎，我们提出了一个模型来解释栅电压环的所有特征.
2011-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge and spin Hall effect in graphene with magnetic impurities
我们指出，存在的自旋轨道相互作用（SOI）和本地化的磁性杂质的石墨烯的有限的电荷和自旋霍尔电导率。石墨烯中的SOI在两个自旋通道上产生不同的横向力，从而产生自旋霍尔电流。磁散射体作为自旋相关的势垒，并与SOI效应相结合，导致边界处的电荷不平衡。如这里所指出的，通过改变靠近带隙的化学势，在石墨烯中应该可以观察到电荷和自旋霍尔效应。
2009-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Screening of a hypercritical charge in graphene
研究了石墨烯中大外电荷的屏蔽。假设电荷被转移或涂抹在石墨烯平面的有限区域上。屏蔽电位随距离的初始衰减遵循3/2幂。在半径与外电荷成正比的超临界核外，它逐渐转变为库仑定律。
2007-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long-Lived Charge Separation Following Pump-Energy Dependent Ultrafast Charge Transfer in Graphene/WS$_2$ Heterostructures
由石墨烯和过渡金属二硫属化合物（TMDC）组成的范德华异质结构最近在高性能光电应用中显示出巨大的前景。然而，深入了解器件操作的关键过程，即界面电荷转移（CT）和复合，迄今为止仍然难以捉摸。在这里，我们研究这些过程中的石墨烯WS $_2$异质结构，通过互补探测超快太赫兹光电导石墨烯和WS $_2$的瞬态吸收动力学光激发。我们发现，CT通过石墨烯-WS $_2$界面发生的亚A激子激发的光电子发射，和直接从WS $_2$的价带的石墨烯的A激子激发的空穴转移。值得注意的是，我们观察到，在CT后的异质结构中分离的电荷寿命非常长：超过1 ns，与以前的研究中报道的~1 ps电荷分离相反。这导致石墨烯的有效光选通。这些发现为进一步优化光电子器件的性能，特别是光电探测性能提供了相关的见解。
2020-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extrinsic and Intrinsic Charge Trapping at the Graphene/Ferroelectric Interface
研究了石墨烯与铁电超晶格$\mathrm{PbTiO_3/SrTiO_3}$（PTO/STO）之间的界面。通过PTO/STO体积分数调整转变温度使石墨烯-铁电界面处的吸附物最小化，从而允许证明稳健的铁电滞后。来自铁电表面缺陷的本征电荷陷阱会对石墨烯沟道滞后产生不利影响，并且可以通过仔细的样品处理来控制，从而能够系统地研究电荷陷阱机制。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable spin-charge conversion and a role of spin-orbit interaction in graphene
石墨烯中碳原子的小自旋-轨道相互作用保证了长的自旋扩散长度和创建自旋场效应晶体管的潜力。然而，由于这个原因，石墨烯作为一种可能的自旋电荷转换材料在很大程度上被忽视了。我们报告了单层石墨烯中自旋电荷转换电压信号的电栅极调谐。利用钇铁石榴石亚铁磁绝缘体和离子液体顶栅的自旋泵，我们确定了逆自旋霍尔效应是单层石墨烯中占主导地位的自旋-电荷转换机制。从电动势的栅极依赖性，我们显示了Rashba自旋轨道相互作用的内在优势：石墨烯研究中的一个长期问题。
2016-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport across twist angle domains in moiré graphene
扭曲双层石墨烯（TBG）的许多实验在它们的相图的细节方面彼此不同。除了几个可控方面之外，这种差异在很大程度上被认为是由于不同样品之间存在不同程度的扭转角不均匀性而引起的。真实空间图确实揭示了TBG器件分裂成几个不同扭曲角的大域。出于这些观察，我们研究了量子力学隧道穿过域壁（DW），分隔两个这样的区域。我们表明，隧道的莫尔粒子可以理解的形成一个有效的步骤潜在的DW。该阶跃电位的高度仅仅是扭转角差异的量度。这些计算使我们能够识别用于检测和量化局部扭转角变化的全局传输签名。特别地，使用Landauer-Büttiker形式主义，我们计算单通道电导（$dI/dV$）和Fano因子的散粒噪声（噪声功率和平均电流的比率）。一个零偏置，亚毫电子伏的运输间隙中观察到的电导与台阶电位的高度成比例。我们的工作的一个关键发现是，在扭曲角不均匀性的存在下，运输是“嘈杂”的，虽然亚泊松。特别地，微分Fano因子在对应于样品中的域的van Hove能量附近达到峰值。峰值的位置和强度只是扭转角不均匀性程度的量度。
2020-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transient Zitterbewegung of charge carriers in graphene and carbon nanotubes
计算了双层石墨烯、单层石墨烯和碳纳米管中载流子的振动效应。结果表明，当载流子以高斯波包的形式存在时，ZB具有瞬态特性，其衰减时间在石墨烯中为飞秒，在纳米管中为皮秒.双层石墨烯的分析结果使我们能够研究伴随着颤抖运动的现象。特别是，它示出了在石墨烯中的ZB的瞬态特性是由于这样的事实，即与正电子能量和负电子能量相关的波子包在相反的方向上移动，因此它们的重叠随着时间的推移而减小。这种行为类似于真空中代表相对论电子的波包。
2007-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of charged impurities on graphene thermoelectric power near the Dirac point
在具有不同程度的无序的石墨烯器件中，其特征在于它们的载流子迁移率和最小电导率，我们研究了在宽温度范围内的热电功率以及电导率。我们已经发现，莫特关系失败的狄拉克点附近的高迁移率石墨烯。通过适当地考虑高温效应，我们得到的玻尔兹曼输运理论和我们的实验数据之间的良好协议。在低迁移率石墨烯中，其中带电杂质诱导相对高的残余载流子密度，莫特关系在所有栅极电压下成立。
2011-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scattering of charge carriers by point defects in bilayer graphene
发展了双层石墨烯中大量手征费米子在径向对称势作用下的散射理论。结果表明，当电子波长远大于势半径时，散射截面与电子波长成正比。这导致迁移率与电子浓度无关。与单层的情况相比，中性和带电缺陷通常与双层石墨烯的电阻率同样相关。
2007-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The role of charge traps in inducing hysteresis: capacitance - voltage measurements on top gated bilayer graphene
理解来自顶栅石墨烯晶体管的沟道电阻中的滞后的起源对于晶体管应用是重要的。跨顶部栅控双层石墨烯上的栅极氧化物的电容-电压测量显示具有约100 μs的充电和放电时间常数的滞后。然而，石墨烯沟道两端的测量电容没有显示出任何滞后，但是由于出现了阶而显示出在高沟道电压下的突然跳跃，这表明栅极和源极之间的滞后的起源是由于栅极氧化物和石墨烯界面中存在的电荷陷阱。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatially resolved electronic inhomogeneities of graphene due to subsurface charges
我们探测的局部不均匀性，在剥离的石墨烯的电子性质，由于带电杂质的存在下，在SiO2基板使用相结合的扫描隧道和静电力显微镜。使用静电力显微镜的接触电势差测量允许我们获得平均电荷密度，但它不提供足够的分辨率来识别单个电荷。我们发现，隧道电流衰减常数，这是有关的本地隧道势垒的高度，使人们能够探测的电子性质的石墨烯扭曲在纳米尺度上的个别带电杂质。我们观察到，这种不均匀性不显示长程有序和它们的表面密度通过直接计数得到的宏观电荷密度测量值是一致的。载流子密度的这些微观扰动显著改变了石墨烯的电子性质，并且它们的表征对于改善石墨烯基器件的性能是必不可少的。
2011-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-linear screening of external charge by doped graphene
我们解决了一个非线性积分方程的静电势在掺杂石墨烯由于外部电荷，所产生的屏蔽石墨烯的$π$的电子带的T-F（TF）模型。特别地，我们研究了石墨烯中的有限平衡载流子密度、非零温度、石墨烯与电介质衬底之间的非零间隙以及能带态密度的非线性的影响。交换和关联相互作用的影响也简要讨论了未掺杂的石墨烯在零温度。非线性的结果进行了比较与线性TF模型和随机相位近似（RPA）内的介质屏蔽模型。此外，从非线性积分方程的解决方案的外部电荷的图像电位进行评估，并比较线性模型的结果。我们已经发现，在掺杂石墨烯的非线性TF模型和RPA模型的结果之间的一般良好的协议，除了弗里德尔振荡在后者的模型。然而，相对较强的非线性效应被发现在TF模型中持续存在，即使在高掺杂密度和大的外部电荷的距离。
2009-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
1/f noise in graphene
我们提出了一种新颖而全面的纳米级石墨烯器件1/f噪声模型，该模型解释了迄今为止不寻常且无法解释的实验特性。我们发现，噪声功率谱密度与载流子浓度的单层片器件具有的行为特征的形状从M到伽马型的材料不均匀性的增加，而形状成为V型的双层片器件的任何不均匀性，或M型在高载流子浓度。相反，在单层纳米带中，噪声与电阻的比率与后者的量近似恒定，而在双层的情况下，随着电阻的增加，它表现出对数尺度上的线性下降，并且其零电阻的极限等于单层值。在狄拉克点的噪声是更大的单层比双层设备，它随着温度的增加。1/f噪声的起源归因于器件中的陷阱及其弛豫时间色散。陷阱电荷波动与电极电流的耦合计算根据电动力学定理，考虑到它们对电子和空穴以及设备的不均匀性的相反影响。计算结果与实验结果吻合较好。
2013-09-13 cond-mat.mes-hall
Subwavelength THz imaging of graphene photoconductivity
使用空间结构的光泵浦脉冲与太赫兹探测脉冲，我们能够确定超快太赫兹光电导的空间变化与亚波长分辨率（75 $μm \approx λ/5$在0.8太赫兹）在平面石墨烯样品。我们将我们的结果与拉曼光谱进行比较，并将两种测量之间的空间不均匀性的存在关联起来。我们发现一个很强的相关性与电子密度的不均匀性。这证明了在CVD生长和光电导器件制造过程中消除掺杂密度不均匀性的重要性。
2016-10-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Theory of electric polarization induced by inhomogeneity in crystals
本文发展了晶体中不均匀性引起的电极化的强度的一般理论。我们发现，贡献极化可以分类的权力的梯度的序参量。零阶贡献简化为King-Smith和Vanderbilt对均匀系统的著名结果。当用两点公式表示时，一阶贡献采用从Bloch波函数导出的矢量势的Chern-Simons 3-形式。利用极化和电荷密度之间的关系，我们证明了我们的公式通过研究最近提出的二维二聚体模型中的电荷分馏。
2007-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dual top gated graphene transistor in the quantum Hall regime
我们研究了使用双顶栅几何结构的石墨烯场效应晶体管中的电荷密度和载流子类型的局部调制的效果。两个顶栅导致多个\emph{p-n}结的形成。在低温和磁场存在下的电子输运测量显示了不同的整数和分数量子化电导平台。我们解释这些结果的基础上的边缘通道的混合，并发现，不均匀性起着重要的作用，在定义这些高原，计量应用的\emph{p-n}结的关键问题的精确量化。
2011-08-16 cond-mat.mes-hall
From diffusive to ballistic transport in etched graphene constrictions and nanoribbons
石墨烯纳米带和收缩被设想为未来碳基纳米电子和自旋电子器件的基本组成部分。在纳米尺度下，这些器件中的电子效应在很大程度上取决于有源沟道的尺寸和边缘的性质。因此，控制这两个参数对于理解此类系统中的物理至关重要。本文从低温量子输运的角度综述了石墨烯纳米带的制备和收缩的研究进展。特别是，最近的进展，使用封装的石墨烯允许量子化电导和未来的实验对探索这些设备中的自旋效应。讨论了高质量样品中载流子不均匀性和对输运起关键作用的重要长度尺度的影响。
2017-06-29 cond-mat.mes-hall
Observation of time-reversal symmetric Hall effect in graphene-WSe2 heterostructures at room temperature
本研究在高迁移率石墨烯/WSe$_2$异质结构中观测到可室温持续、由垂直电场调控符号的时间反演对称霍尔效应，并通过实验与理论联合证实该效应源于晶格失配或角度不均匀性引起的应变所致的能带各向异性与反演对称性破缺。
2023-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dirac electron in graphene under supersymmetry generated magnetic fields
本文利用超对称变换得到了新的单参数非均匀磁场族$\mathbf{B} = \widetilde{\mathcal{B}}(x,λ) \hat{e}_z$，无质量Dirac电子对该族具有精确解。出现在$\widetilde{\mathcal{B}}(x,λ)$中的不均匀性可以由参数$λ$控制。所获得的磁场被解释为一些物理上可获得的众所周知的磁场的变形变体。一个特殊的例子，当一个恒定的磁场被变形，被认为是表明，等距朗道水平存在，即使在存在无限数量的特别设计的非均匀磁场。
2014-07-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tip induced doping effects in local tunnel spectra of graphene
利用室温扫描隧道显微镜和光谱仪（STM/S）研究了具有可调背栅的单层石墨烯（SLG）的尖端诱导掺杂局域隧道谱。用剥离法在二氧化硅表面制备的SLG样品经拉曼光谱证实，具有原子分辨的蜂窝状晶格结构。局部隧道谱显示两个极小值，在背栅掺杂的情况下，两者的位置都有明显的演变。由于电荷的不均匀性，在空间上也观察到类似的光谱变化。随着掺杂，两个最小值在相反的方向上移动，其中一个显示出接近平方根的依赖性，另一个显示出对栅极电压的线性依赖性。我们解释这些功能所产生的STM尖端诱导和偏置电压依赖的SLG掺杂。
2010-08-21 cond-mat.mes-hall
The enigma of the nu=0 quantum Hall effect in graphene
我们应用Laughlin的规范参数分析了当费米能级位于狄拉克点附近时在石墨烯中观察到的$ν=0$量子霍尔效应，并得出结论，这必然导致零温度热力学极限下的发散体纵向电阻率。我们进一步预测，在Corbino几何测量中，边缘输运和其他介观效应不重要，应该发现纵向电导率在所有具有潜在的$ν=0$量化霍尔效应的石墨烯样品中消失。我们认为，这种$ν=0$石墨烯量子霍尔态在性质上类似于普通半导体二维电子系统的最低朗道能级中的高场绝缘相（也称为霍尔绝缘体）。我们建立了具有高磁场和高迁移率样品的必要性，用于观察在石墨烯狄拉克点处存在的无序诱导的密度不均匀性所引起的发散电阻率。
2009-08-09 cond-mat.mes-hall
Observation of reduced 1/f noise in Graphene field effect transistors on Boron Nitride substrates
我们已经研究了h-BN（放置在SiO2/Si上）上的单层石墨烯器件以及SiO2/Si上的单层石墨烯器件的低频（f）闪烁（也称为1/f）噪声。我们观察到，在h-BN上制造的器件与在SiO2/Si上制造的器件相比具有平均低一个数量级的噪声幅度。我们将这种噪声降低与h-BN中的杂质和陷阱位点的密度比SiO2中的低相关联。此外，与SiO2上的器件在狄拉克点处示出最小值的M形行为相反，h-BN上的器件的栅极电压相关噪声幅度在狄拉克点处示出宽的最大值，这与h-BN上的石墨烯的电荷不均匀性（水坑）降低一致。这项研究表明，使用h-BN作为衬底或电介质可以是一种简单有效的降噪技术，对石墨烯和其他纳米材料的电子应用有价值。
2015-08-11 cond-mat.mes-hall
Suspended Graphene: a bridge to the Dirac point
最近发现的分离石墨烯（一种单原子厚的结晶碳层）的方法，提高了基于这种材料非凡的电传输和不寻常的物理特性的新型纳米电子器件的可能性。然而，到目前为止，显示这些特性的设备的实验实现受到周围环境的影响，主要是基板的影响。在这里，我们报告的悬浮石墨烯设备的制造和研究其电输运特性。在这些设备中，环境干扰被最小化，允许前所未有地接近狄拉克点（DP）的石墨烯的固有特性，其中载流子的能量色散及其状态密度线性消失，从而产生一系列奇异的物理特性。我们发现，电荷不均匀性减少了近一个数量级相比，在非悬浮石墨烯设备。此外，在DP附近，迁移率超过100，000 cm 2/Vs，接近弹道模型中的倏逝波传输的理论预测。
2008-02-20 cond-mat.mes-hall
Electronic response of graphene to linelike charge perturbations
未掺杂或弱掺杂的石墨烯对带电线的静电屏蔽的问题被处理为超出线性响应理论。在离带电线的中间距离x处，感生电子密度近似与掺杂无关，为n（x）~（logx）^2/x^2。在较大的x处，如果外部扰动对于石墨烯载流子是排斥的，则可以形成双pn结。计算了这种非均匀性对石墨烯电导和量子电容的影响。结果是相关的石墨烯晶界的输运性质和局部静电控制的石墨烯与双栅极。
2015-05-02 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of mesoscopic graphene structures: charge confinement and control of spin and charge transport
这篇简短的综述讨论了介观石墨烯基结构的电子性质。这些允许控制电荷和自旋的限制和传输;因此，它们不仅对基础研究感兴趣，而且对应用感兴趣。这里涉及的石墨烯相关主题是：边缘，纳米带，量子点，$pn$ -结，$pnp$ -结构，量子势垒和波导。这篇评论的部分目的是作为一个简短的介绍石墨烯介观。
2011-04-12 cond-mat.mes-hall
Electric charge and potential distribution in twisted multilayer graphene
从理论上分析了置于带电基底之间的多层石墨烯薄膜的电荷屏蔽和静电势空间分布特性。它示出，通过改变衬底上的面电荷密度和/或石墨烯堆叠的厚度，可以调整掺杂载流子在系统上的分布。当衬底上的电荷密度较低时，载流子分布和静电势分布符合石墨烯的半金属特性。然而，当所给予的电荷的量足够大时，发生向石墨烯层的类金属行为的转变。预测的过渡实验观察的可能性进行了讨论。
2013-11-03 cond-mat.mes-hall
Reading and writing charge on graphene devices
我们使用电荷写入和扫描栅显微镜的组合来映射和修改石墨烯场效应器件的局部电荷中性点。我们通过在石墨烯-金属界面上的薄电介质层中写入远程电荷并检测局部电荷中性点的偏移来演示该技术。我们进行静电模拟，以表征一个现实的扫描探针针尖上的石墨烯双层的门控效应，并找到一个很好的协议与实验结果。
2011-11-02 cond-mat.mes-hall
Spin- and valley-dependent Goos-Hanchen effect in silicene and gapped graphene structures
我们研究了Goos-Hänchen位移的弹道电子（i）反映从一个台阶状的不均匀性的势能和（或）有效质量，（ii）通过单层硅烯或带隙石墨烯的铁磁势垒区传输。对于从单一界面反射的电子，我们发现Goos-Hänchen位移对于带隙的石墨烯结构是谷极化的，而对于硅烯，由于自旋-谷耦合，谷极化和自旋极化。与此相反，例如，对于无间隙石墨烯，有间隙结构中的横向光束偏移不仅发生在全反射的情况下，而且发生在部分反射的情况下，即在小于全反射的临界角的角度下。我们还证明了谷和自旋极化位移的电子束，通过铁磁硅势垒传输，共振依赖于势垒的宽度。通过调节电势、外部垂直电场和绝缘铁磁衬底感应的交换场，可以控制位移的谐振值。
2016-10-18 cond-mat.mes-hall
