Photo-induced valley currents in strained graphene
理论结果表明，石墨烯光谱的应变诱导各向异性引起的谷电流下，垂直入射光的照明。两个石墨烯谷的电流相互补偿，提供零净电流。谷电流的大小和方向由应变和光偏振参数决定。对于不太高的光子能量，应变诱导的谷电流超过由于石墨烯光谱的固有弯曲，这表明应变介导的谷电子学的可行性。
2014-06-04 cond-mat.mes-hall
Misfit strain-induced energy dissipation for graphene/MoS2 heterostructure nanomechanical resonators
失配应变在各种异质结构如石墨烯/MoS 2范德华异质结构中是不可避免的。尽管失配应变对电子和其他物理性质的影响已经得到了很好的研究，但仍然不清楚失配应变将如何影响基于石墨烯/MoS 2异质结构的纳米机械谐振器的性能。通过进行分子动力学模拟，我们揭示了异质结构共振振荡过程中石墨烯层和MoS 2层之间的失配应变诱导解耦现象。通过回缩力分析，成功地建立了失配应变和解耦机制之间的直接关系。我们进一步建议使用石墨烯/MoS 2 /石墨烯三明治异质结构的纳米机械谐振器的应用，这是能够防止失配应变相关的去耦现象。这些结果为石墨烯/MoS 2异质结构在纳米机械谐振器领域的应用提供了有价值的信息。
2019-01-10 cond-mat.mes-hall
Greater than 5 Percent Compressive Strain in Graphene via the Self Rolled up Membrane Platform
石墨烯是一种原子级薄的金属薄膜，能够承受可逆的应变，并提供了一个诱人的前景，通过应变控制其光电性能。石墨烯优异的机械柔性和拉伸强度为应变工程提供了很大的空间。在这里，我们使用自卷起的膜平台的应变工程和石墨烯与应力介电薄膜的集成。石墨烯在从衬底释放时与应力膜一起卷起或卷起，并且卷起的膜堆叠的曲率使得能够对石墨烯单层进行应变调节。拉曼光谱被用于通过量化双简并E2g光学模式中G峰的红移和分裂来表征卷起的石墨烯中的单轴应变。使用大约2微米的SRuM直径实现大约5%的压缩应变。通过减小SRuM结构的直径，甚至可以达到更高的应变水平。SRuM方法也可以容易地应用于在其他材料中诱导应变，超过使用传统方法可以实现的水平。
2022-06-03 cond-mat.mes-hall
Preparing local strain patterns in graphene by atomic force microscope based indentation
通过光刻技术将石墨烯图案化成各种介观器件，例如纳米带、量子点等，使得能够引导和操纵石墨烯的Dirac型载流子。石墨烯具有明确的应变模式，具有类似丰富的物理特性，同时避免了难以控制光刻制备设备的边缘配置所产生的问题。为了通过机械变形来设计石墨烯的特性，需要多功能的新技术来以受控的方式图案化应变分布。在这里，我们提出了一种方法，通过该方法可以在衬底支撑的石墨烯层中产生应变。我们基于原子力显微镜的技术开辟了利用机械应变定制石墨烯特性的新可能性。
2017-06-08 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport properties across nonuniform strain barriers in graphene
我们研究了单轴应变对石墨烯中应变诱导势垒的透射率和电导率的影响。与传统的研究，考虑尖锐的障碍，我们认为一个更现实的，光滑的障碍，其特征在于由一个不均匀的，连续的应变分布。我们的研究结果有助于更好地理解波纹石墨烯的输运性质。
2011-12-16 cond-mat.mes-hall
Band engineering and elastic properties of strained armchair graphene nanoribbons: semiconductor vs metallic characteristics
扶手椅型石墨烯纳米带中的奇数个锯齿形边缘及其机械性能（例如，杨氏模量、泊松比和剪切模量）对于石墨烯基光电子器件中的带隙工程具有潜在的兴趣。在本文中，我们考虑在扶手椅型石墨烯纳米带的扶手椅型边缘处用氢钝化，然后施加应变来调节带隙。使用密度泛函理论计算，我们的研究发现，精确控制应变可以允许调整带隙从半导体到金属，然后再次切换回半导体。此外，我们还表明，氢分子钝化的应变石墨烯纳米晶可以具有大的面外变形，展示了松弛形状石墨烯的性质。我们用结合能来表示氢引起的应变。最后，我们研究了应变对石墨烯纳米带力学性能的影响，这些力学性能可用于制作基于石墨烯纳米带的应变电子器件。
2019-01-03 cond-mat.mes-hall
Conduction gap in graphene strain junctions: direction dependence
最近的一项研究表明[Nguyen et al.，纳米技术。\textbf{25}，165201（2014）]，未应变/应变石墨烯结是改善石墨烯晶体管性能的有希望的候选物，石墨烯晶体管的性能通常受到石墨烯的无间隙性质的阻碍。尽管应变石墨烯的能带隙仍然保持为零，但是由于石墨烯晶格的应变诱导变形而导致的\textbf{\emph{k}}空间中的狄拉克点的移位可以导致在应变仅为百分之几的应变结中出现几百meV的有限导电间隙。然而，由于它基本上取决于狄拉克点位移的大小，这个传导间隙强烈地依赖于施加的应变的方向和传输方向。在这项工作中，一个系统的研究相对于这些量的传导间隙属性，并仔细分析了结果。我们的研究提供了有用的信息，进一步调查，利用石墨烯应变结在电子应用。
2014-04-07 cond-mat.mes-hall
Transport properties through graphene grain boundaries: strain effects versus lattice symmetry
与大多数宏观量可用的材料一样，石墨烯以多晶形式出现，因此含有晶界。在目前的工作中，单轴应变的电子输运性质通过石墨烯晶界的影响进行了研究，使用原子模拟。提供了关于边界两侧石墨烯域的应变和晶格对称性的输运性质的系统图。特别是，它表明，应变工程可以用来打开一个有限的运输间隙在所有的石墨烯系统，其中两个域表现出不同的取向。发现该间隙值取决于应变大小、应变方向和石墨烯域的晶格对称性。通过适当地选择应变方向，当施加仅几倍的小应变时，可以实现几百meV的大传输带隙。对于特定类别的石墨烯晶界系统，应变工程也可以用于减少缺陷上的散射，从而显著增强电导。这些石墨烯异质结构具有较大的应变诱导间隙，有望用于高灵敏度应变传感器、柔性晶体管和具有较强非线性I-V特性的pn结。
2016-01-26 cond-mat.mes-hall
Tunable dichroism and optical absorption of graphene by strain engineering
本文从理论上研究了线偏振光垂直入射时，在应变石墨烯单分子层分隔的两种介质之间的透射率。我们解析表征的程度的二向色性和石墨烯的透明度作为一个任意的均匀应变和入射偏振的函数。我们讨论了如何测量的二向色性和透明度为两个不同的偏振方向可以用来确定的大小和方向的应变。我们的研究结果是非常有用的工具，可以通过机械应变来调整石墨烯的吸收，以及设计纳米器件来确定材料中的裂纹扩展。
2017-01-29 cond-mat.mes-hall
Spontaneous Strains and Gap in Graphene on Boron Nitride
石墨烯层和六方氮化硼（hBN）衬底之间的相互作用在石墨烯层中引起横向位移和应变。位移导致相称的区域的外观和石墨烯的电子光谱中的平均间隙的存在。我们提出了一个简单的，但现实的模型，通过它的位移，应变和光谱间隙可以推导出解析hBN和石墨烯之间的粘附力。当石墨烯和衬底的晶格轴对齐时，应变达到2%量级的值，导致100 T以上的有效磁场。应变和诱导标量势的组合对电子能隙有相当大的贡献。由于石墨烯的刚度大，因此可忽略不计补偿效应。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall
Theory of the Strain Engineering of Graphene Nanoconstrictions
应变工程是将石墨烯用作电子器件的关键技术之一：应变诱导的赝规范场反射狄拉克电子，从而打开所谓的导电带隙。由于应变在收缩中积累，石墨烯纳米收缩可以成为该技术的良好平台。另一方面，在石墨烯纳米收缩中，法布里-珀罗型量子干涉在低偏压下主导导电。我们认为，这两种效应有不同的应变依赖性，伪规范场的贡献是对称的正（拉伸）和负（压缩）应变，而量子干涉是反对称的。其结果是，一个特殊的应变依赖性的电导出现，即使在室温下。
2020-10-19 cond-mat.mes-hall
Introducing Nonuniform Strain to Graphene Using Dielectric Nanopillars
提出了一种在石墨烯薄膜中诱导非均匀应变的方法。由介电材料（电子束抗蚀剂）制成的柱被放置在石墨烯和衬底之间，并且柱之间的石墨烯部分被附接到衬底。应变的强度和空间模式可以通过柱的尺寸和间隔来控制。通过拉曼光谱以及扫描电子显微镜（SEM）图像证实了应变的应用。从SEM图像来看，石墨烯膜的最大拉伸达到约20%。这种技术可以应用于石墨烯带隙的形成。
2011-06-08 cond-mat.mes-hall
Manipulation of Valley Isospins in Strained Graphene for Valleytronics
石墨烯出色的机械性能有助于应变工程，允许未来的谷电子和纳米机电应用。在这项工作中，我们已经发现，在石墨烯pn结上的高斯形应变导致量子霍尔电导振荡由于在石墨烯扶手椅边缘的谷isospins之间的旋转角。此外，额外的Fano共振观察到的值的应变诱导的伪磁场的方法，外部磁场。由实磁场和伪磁场之间的相互作用产生的提升的谷简并导致清楚的谷分辨Fano共振。探索应变工程作为一种手段，以控制电导通过谷同位旋操纵被认为是打开大门，以潜在的石墨烯valleytronic设备。
2019-07-22 cond-mat.mes-hall
Effect of uniaxial strain on plasmon excitations in graphene
已知单轴应变显著改变石墨烯（原子宽度的碳单层）的电子性质。本文研究了应变对石墨烯中载流子与等离子体激元耦合产生的复合激发的影响。具体来说，我们预测，等离子体子能量色散，这是最近在无应变石墨烯实验观察到的，被移动和扩大所施加的单轴应变。因此，应变构成了可用于调节等离子体器件中的石墨烯性质的附加参数。
2012-06-11 cond-mat.mes-hall
Effect of uniaxial strain on the reflectivity of graphene
我们评估的光学反射率之间的SiO2衬底和空气的单轴应变石墨烯单层。采用紧束缚模型描述石墨烯的能带色散。作为应变模量和方向的函数，石墨烯可以穿过几种电子拓扑转变之一，其特征在于其费米线的拓扑变化。这导致在光学范围内的电导率的特征，这可以通过实验观察到。
2009-12-18 cond-mat.mes-hall
Band Gap of Strained Graphene Nanoribbons
利用紧束缚哈密顿量研究了应变石墨烯纳米带（GNR）的能带结构，该紧束缚哈密顿量与应变的类型和强度直接相关。与即使施加大的应变也能保持带隙接近于零的二维石墨烯相比，石墨烯纳米颗粒（GNR）的带隙对单轴应变和剪切应变都敏感。应变对GNR电子结构的影响强烈地依赖于它的边缘形状和结构指数。对于扶手椅型GNR，单轴弱应变以线性方式改变带隙，并且对于大应变，它导致带隙的周期性振荡。另一方面，剪切应变总是倾向于减小带隙。对于锯齿形GNR，应变的作用是改变GNR边缘的自旋极化，从而调制带隙。提出了一个简单的分析模型来解释扶手椅型GNR的带隙对应变的响应，这与数值计算结果相一致。
2010-01-20 cond-mat.mes-hall
Linear response correlation functions in strained graphene
在推导出具有和不具有单轴应变的石墨烯中的线性响应关联函数之间的一般对应关系之后，我们研究了所选电子性质（例如等离子体色散关系、光学电导率以及磁和电双折射率）对应变模量和方向的依赖性。具体来说，我们发现，最近预测的横向等离子体激元模式的色散表现出各向异性偏离线性，从而有利于其在应变石墨烯样品的实验检测。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall
Strain-Modulated Graphene Heterostructure as a Valleytronic Current Switch
应变工程是一种很有前途的方法，用于抑制由克莱因隧道效应引起的石墨烯基器件的关态电导。在这项工作中，我们推导出一个全面的紧束缚哈密顿应变石墨烯，其中包括应变诱导的影响，迄今被忽略，如应变下的单位细胞的变形，应变对下一个最近邻耦合的影响，和应变张量的二阶贡献。我们推导出相应的低能有效哈密顿量的狄拉克点和重新制定的边界条件之间的界面应变和非应变石墨烯在光的额外条款的哈密顿量。通过应用这些边界条件，我们评估了应变石墨烯异质结构的传输，该异质结构由夹在两个无应变引线之间的中心段组成。传输电流的调制可以通过改变所施加的应变的大小和方向以及通过施加栅极电压来实现。基于实际的参数值，我们预测，高达$10^{12}$的高开-关比以及高电流谷极化可以在应变调制器件中实现。
2021-08-24 cond-mat.mes-hall
Effect of uniaxial strain on the Drude weight of graphene
我们研究了石墨烯导电性中的Drude重量对施加的单轴应变的强度和取向的依赖性。我们发现一个非单调应变依赖，这可能与接近几个应变诱导的电子拓扑转变。考虑到德鲁德重量和长波长等离子体频率之间的关系，这种应变依赖性可以通过红外光谱测量来证明。
2010-09-17 cond-mat.mes-hall
Tuning Optical Conductivity of Large-Scale CVD Graphene by Strain Engineering
应变工程最近被认为是一种有效的方式来定制石墨烯的电性能。在光学领域，诸如应变诱导的各向异性吸收等效应为石墨烯增加了吸引人的功能，为原子级薄光学元件开辟了前景。事实上，石墨烯目前是可弯曲，薄和便携式电子显示器的强烈驱动力中的显着参与者之一，其中其固有的金属，光学透明和机械坚固的性质是主要优势。考虑到石墨烯单层的固有透明度为97.7%，任何小的、可再现的、可控的和潜在可逆的透明度调制都可能对石墨烯作为可行的透明导电电极产生重大影响。如果调制的程度是偏振相关的，则更是如此。在这里，我们表明，在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）衬底上预应变的石墨烯在可见光范围内的透明度表现出作为偏振方向的函数的周期性调制（0.1%），我们将其解释为应变诱导的光学各向异性。各向异性的程度是不同的可逆的外部操纵的水平的预应变。通过光吸收和拉曼光谱独立地监测应变的大小，并且实验观察结果与石墨烯的电子色散中的应变引起的变化所产生的石墨烯的光学电导率的理论预期的修改是一致的。在这项研究中所展示的石墨烯的光学响应的应变灵敏度可以潜在地用于新型超薄光学器件和应变传感应用。
2013-12-29 cond-mat.mes-hall
Effective Hamiltonian of Strained Graphene
基于石墨烯晶格的对称性，推导了空间非均匀声光应变下石墨烯的有效哈密顿量。我们表明，适当选择的参数，所得到的哈密顿再现的第一原理谱计算的结果，声应变高达10%。结果被推广的情况下，石墨烯的平面反射对称性，这对应于，例如，石墨烯放置在基板上的情况。在这里，必要的修改产生的哈密顿量，特别是在光谱中的光应变的平面外分量的存在下，这是由于子晶格对称性的提升的间隙开口。该有效哈密顿量可以作为一种方便的工具，用于分析各种应变相关的影响，包括电子-声子相互作用或伪磁场引起的非均匀应变。
2011-12-19 cond-mat.mes-hall
Raman spectroscopy of graphene and bilayer under biaxial strain: bubbles and balloons
在这封信中，我们使用石墨烯气泡研究双轴（例如各向同性）应变下的石墨烯的拉曼光谱。我们的Gruneisen参数与理论值非常吻合。先前报道的值的差异归因于石墨烯与基底的相互作用。双层气球（有意加压的膜）已被用来避免基底的影响并研究应变对层间相互作用的依赖性。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall
Nanomechanical strain concentration on a 2D nanobridge within a large suspended bilayer graphene for molecular mass detection
应变梯度工程的出现直接影响到二维材料的纳米力学、光电子学和热输运等领域。更具体地说，在非常高的应力下的大悬浮石墨烯代表了通过独特的分子反应进行纳米机械质量检测的精髓。已经使用不同的技术来在2D材料中诱导应变，例如通过在石墨烯膜上施加尖端压痕、压力或衬底弯曲。然而，控制结构应变的有效方法是设计系统几何形状，如日常生活中的建筑和声学所示。类似地，我们研究了具有不同几何形状和长度范围从10到40微米的悬浮外延双层石墨烯膜中的人工纳米收缩（~100 nm）中的应变浓度。我们仔细地从显微拉曼测量中分离出应变特征，并通过分析我们的拉曼峰的加宽形状（高达100 cm-1）来提取低于激光光斑尺寸的尺度上的信息。我们可能在纳米收缩中测量到高达5%的强应变集中，这是原生外延石墨烯应变的20倍。此外，对于双层石墨烯，我们的配置自然地增强了上下石墨烯层之间的天然不对称应变。与以前的结果相反，由于我们的结构方法，我们可以在石墨烯中实现任何类型的复杂应变张量。该方法完善了以前的应变诱导技术，并为基于双层石墨烯和2D异质结构的器件开辟了新的前景。
2019-01-24 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
Strain impacts on commensurate bilayer graphene superlattices: distorted trigonal warping, emergence of bandgap and direct-indirect bandgap transition
由于低维度，石墨烯膜的受控堆叠及其电子性质容易受到包括应变在内的环境变化的影响。应变引起的电子性质的改变，如带隙的出现和调制，关键取决于石墨烯薄膜的堆叠。然而，迄今为止，只有应变对Bernal和AA堆叠的双层石墨烯的电子性质的影响在理论研究中得到了广泛的研究。利用密度泛函理论和紧束缚计算方法，研究了亚晶格交换宇称下平面应变对两种不同类型的偶/奇对称扭曲双层石墨烯（TBG）的影响.我们发现，当施加等双轴拉伸应变时，SE奇数TBG保持无带隙，而SE偶数TBG的带隙增加。此外，我们观察到，对于非常大的混合应变，两个调查TBG超结构表现出直接-间接带隙转变。
2018-09-23 cond-mat.mes-hall
Electronic and optical properties of strained graphene and other strained 2D materials: a review
本文综述了应变和波纹对石墨烯电子和光学性质的影响。它首先提供了机械变形的晶体学描述，以及不同类型的代表性变形场的衍射图案。然后，重点转向石墨烯独特的弹性特性，以及应变是如何产生的。此后，用于研究应变石墨烯的电子性质的各种理论方法进行了检查，讨论每一个的优点。这些方法提供了一个平台来描述奇异的性质，如与准晶相关的分形谱，混合的Dirac-薛定谔行为，涌现引力，拓扑绝缘体状态，在分子石墨烯和其他二维离散晶格。应变对光学性质的物理后果进行审查，重点是拉曼光谱。同时，还介绍了利用应变工程调控石墨烯光学电导率的最新进展，为器件应用开辟了新的途径。最后，在多层石墨烯和其他有前途的2D材料，如硅烯和其他IV族元素，磷烯，二硫属化物和单硫属化物单层材料的应变效应的简要回顾，与应变，热效应和照明之间的相互作用的简要讨论，在后者的材料家族。
2017-08-17 cond-mat.mes-hall
Modified spin-orbit couplings in uniaxially strained graphene
本征和Rashba自旋轨道相互作用在应变石墨烯的紧束缚（TB）的方法进行了研究。通过将\emph{ab initio}能带结构拟合到TB结果，提取了石墨烯Slater-Koster（SK）参数对应变的依赖性。针对外加垂直电场作用下的应变石墨烯，提出了一种考虑自旋轨道耦合的广义低能有效哈密顿量.计算了修正Rashba强度和有效哈密顿量的其它参数对应变和电场的依赖关系。为了分析施加的应变对石墨烯的电子性质的影响，必须考虑晶格变形、跳跃幅度的修改和狄拉克点的移位。我们发现，使用应变，它是可能的，以控制强度的Rashba和内在的自旋轨道耦合以及能隙在移动的狄拉克点。同时，应变轻微地改变了狄拉克点周围的低能色散拓扑。我们描述了SOC引起的能量分裂作为应变的函数。
2019-02-07 cond-mat.mes-hall
The two-dimensional Brillouin zone of uniaxially strained graphene
我们提出了一个深入的分析单轴应变石墨烯的电子和振动能带结构的从头计算。根据应变的方向和大小，费米交叉点远离$K$点。然而，石墨烯在小应变下保持半金属。在$K$点附近的狄拉克锥的变形引起二维拉曼模式的加宽。尽管在电子和振动能带结构的应变引起的频率偏移的拉曼活性E2g和2D模式的具体变化是独立的应变的方向。因此，应变的量可以直接从单个拉曼测量确定。
2009-08-06 cond-mat.mes-hall
Strained graphene based highly efficient quantum heat engine operating at maximum power
应变石墨烯单层被证明是一个高效的量子热机，提供最大的功率。所提出的设备的效率和功率超过了最近的建议。这些优异特性的原因是应变使得通过器件的透射率能够完全谷分离，这意味着增加应变导致非常高的塞贝克系数以及较低的电导。此外，由于时间反演对称性在我们的系统中是未破缺的，所提出的应变石墨烯量子热机也可以充当高性能制冷机。
2017-08-28 cond-mat.mes-hall
Magically strained bilayer graphene with flat bands
具有魔角的扭曲双层石墨烯具有近乎平坦的能带，形成强关联电子体系。在此，我们提出了另一种基于应变双层石墨烯的系统，该系统在本征费米能级处具有平带。顶层和底层沿不同方向单轴拉伸。当应变的强度和方向满足一定条件时，两层的周期晶格是相称的。具有AA、AB和BA堆叠的区域排列成三角形晶格。在魔应变作用下，本征费米能级附近的能带几乎是平坦的，并且与其它能带有很大的带隙。该系统可以为基于石墨烯的超导集成电子系统提供更可行的平台。
2019-01-25 cond-mat.mes-hall
Pseudomagnetic fields and strain engineering: graphene on GaN nanowires
具有不同形态的氮化镓纳米线和纳米棒衬底是允许控制它们顶部的石墨烯膜中的局部应变分布的有前景的平台，从而导致伪磁场的诱导。在Hybrid模式下进行的原子力显微镜测量，辅以扫描电子显微镜，可以详细观察石墨烯表面上的应变分布。与支撑区域直接接触的石墨烯是拉伸应变的，而位于两者之间的石墨烯的特征在于较低的应变。特征拉伸应变褶皱也出现在支撑区域之间的区域中。应变分布的详细分析表明，应变梯度和支持区边界之间的距离呈正相关关系。通过拉曼光谱分析谷内散射增强对D'带强度的影响，证实了上述结果。此外，扫描隧道光谱显示了石墨烯褶皱附近的态密度的局部修改和弱本地化测量表明伪磁场诱导的散射的增强。因此，我们表明，纳米线和纳米棒基板提供应变工程和诱导的伪磁场在石墨烯。通过改变支撑区域之间的距离来控制石墨烯形态，对于进一步的基础研究和探索制造基于伪磁场的器件（如传感器或滤波器）的创新方法都是有希望的。
2021-07-31 cond-mat.mes-hall
Theoretical 2D Raman band of strained graphene
在非正交紧束缚模型下研究了平面内单轴应变石墨烯的二维拉曼光谱。在非零应变下，所获得的2D带在应变角$0^{\circ}$和$30^{\circ}$处分裂成两个子带，或者在中间角处分裂成三个子带。系统地计算了在应变为-1%到3%的范围内，常用的激光光子能量为1.5 eV到3.0 eV时，二维子带的演化。导出了二维子带的应变率和色散率，并制成表格。特别地，这两个量显示高达50%的大变化。二维子带的结果可用于检测和监测纳米电子学应用中的石墨烯中的应变。
2013-03-26 cond-mat.mes-hall
Engineering the Quantum Anomalous Hall Effect in Graphene with Uniaxial Strains
从理论上研究了单轴应变对石墨烯量子反常霍尔效应的调控。Chern数和Hall电导的值表明，在Rashba自旋轨道耦合和交换场的存在下，对于消失的内禀自旋轨道耦合，应变石墨烯具有非平凡的拓扑相位，这对应变的方向和模量是鲁棒的。此外，我们还发现Rashba和内禀自旋轨道耦合的相互作用导致了应变石墨烯的拓扑相变。值得注意的是，当应变强度增加超过约7%时，用于触发量子反常霍尔相变的交换场的临界参数显示出明显的行为-对于沿Z字形（扶手椅）方向的应变减小（增加）。我们的研究结果开辟了一个新的平台，通过实验可访问的应变变形的石墨烯结构的QAHE的操作，具有广阔的应用前景的新型量子电子器件具有高能效性能。
2013-11-13 cond-mat.mes-hall
Valley-dependent Brewster angles and Goos-Hanchen effect in strained graphene
我们从理论上证明了如何在石墨烯的局部应变可以定制产生谷极化电流。通过适当的局部应变分布的工程，我们发现，在相反的谷（K或K '）的电子显示不同的布鲁斯特角和古斯-汉欣位移，表现出与光传播行为的密切相似。在应变诱导波导中，K谷和K'谷中的电子具有不同的群速度，这可以用于在石墨烯中构建谷滤波器而不需要任何外部场。
2011-09-26 cond-mat.mes-hall
Optical Properties of Strained Graphene
在Kubo-Greenwood理论框架内研究了单轴应变石墨烯的光学电导率。聚焦于带间吸收，我们分析和量化了在光谱的可见光区域中的通用透明性的击穿，并且解析地表征了作为应变和偏振的函数的透明性。测量作为入射偏振的函数的透射率直接反映应变的大小和方向。此外，方向相关的选择规则允许识别的晶格取向，通过监测的范霍夫转换。石墨烯中的这些光弹性效应可以朝向原子级薄的宽带光学元件进行探索。
2010-12-01 cond-mat.mes-hall
Mobility enhancement in graphene by in situ reduction of random strain fluctuations
微观波纹在石墨烯中是普遍存在的，即使当放置在原子级平坦的衬底上时。这些导致随机局部应变波动，限制了高质量hBN支撑的石墨烯器件的载流子迁移率。我们目前的运输测量hBN封装的设备，这种应变波动可以在原位减少通过增加平均单轴应变。当将单轴应变的$\sim0.2\%$施加到石墨烯时，观察到载流子迁移率增加了$\sim35\%$，而残留掺杂减少了$\sim39\%$。我们证明了迁移率和残余掺杂之间的强相关性，从我们得出的结论是随机的局部应变波动是限制这些设备中的迁移率的无序的主要来源。我们的研究结果也支持拉曼光谱测量。
2019-09-30 cond-mat.mes-hall
Anisotropic AC conductivity of strained graphene
使用一个新的狄拉克哈密顿量，考虑到改变应变石墨烯的电子性质的主要三个成分：费米能的实际位移，倒易晶格应变和原子轨道重叠的变化计算的状态密度和均匀应变下的石墨烯的AC电导率。我们的状态密度和AC电导率的简单的解析表达式概括了以前的表达式只适用于单轴应变。结果表明，一种方法来测量Gruneisen参数，出现在任何计算应变石墨烯，以及出现一种霍尔效应由于剪切应变。
2014-05-30 cond-mat.mes-hall
Improved performance of graphene transistors by strain engineering
通过数值模拟，我们研究了单轴应变对应变石墨烯异质结输运特性的影响，并探索了利用这些异质沟道实现石墨烯晶体管良好性能的可能性。结果表明，由于应变引起的石墨烯能带结构的变形，在应变结中可以打开有限的导电带隙。这些异质沟道，然后证明显着改善石墨烯场效应晶体管（FET）的操作。特别地，通/断电流比可以达到超过10 $^5$的值。在石墨烯普通FET中，尽管与未应变器件的情况相比减小了，但是在可以获得良好的电流饱和的同时，仍然很高。这导致对于80 nm的栅极长度的高电压增益和几百GHz的高过渡频率。在石墨烯隧穿FET中，观察到低于30 mV/dec的亚阈值摆幅、强非线性效应，例如栅极可控负微分电导和电流整流。
2013-12-20 cond-mat.mes-hall
Dirac-Kronig-Penney model for strain-engineered graphene
受最近关于石墨烯电子电路应变工程的建议的启发，我们计算了周期性变形石墨烯的电导率、散粒噪声和态密度。我们提供的解决方案的Dirac-Kronig-Penney模型，它描述了在清洁的单层样品的相位相干传输的应变和静电势的一维调制。我们比较准确的结果，一个定性的能带结构分析。我们发现，周期性的应变诱导大的赝隙和抑制应变调制方向上的电荷输运。应变诱导的最小值的栅极电压依赖性的导电性的石墨烯超结构的质量的特征。如果原子间距离的变化超过值a^2/l，则该效应特别强，其中a是自由石墨烯的晶格间距，l是超晶格的周期。由于克莱因隧穿效应，周期性静电势引起的类似效应被削弱。
2010-09-13 cond-mat.mes-hall
Electronic states in a graphene flake strained by a Gaussian bump
石墨烯中应变的影响通常由伪磁矢量势来模拟，然而，伪磁矢量势是在小应变的极限下导出的。在实际情况下，考虑到石墨烯的非常高的应变容限（其可以高达25%），预期偏差。在这里，我们调查的伪磁场产生的高斯凸点，我们表明，它表现出显着的差异与数值紧束缚的结果。此外，我们还计算了具有扶手椅形边缘的六边形薄片的应变区的电子态。我们发现高斯凸块内部波函数的六重对称性与石墨烯基本方向上的应变效应直接相关：锯齿形和扶手椅形。低能电子被强烈地限制在扶手椅方向上，并且局限于单个子晶格的碳原子上。
2013-07-19 cond-mat.mes-hall
Strain-induced conduction gap in vertical devices made of twisted graphene layers
我们研究了单轴应变对由两个扭曲的石墨烯层制成的垂直器件的输运性质的影响，这两个石墨烯层彼此部分重叠。我们发现，由于两种石墨烯晶格的取向不同，它们的Dirac点在$k-$空间中会受到应变的影响而发生位移和分离。因此，一个有限的导电间隙大到几百毫电子伏，可以在设备中获得只有百分之几的小应变。这种导电间隙的应变强度，应变方向，运输方向和扭转角的依赖关系被澄清和提出。在此基础上，研究了电导的强烈调制和塞贝克系数的显著提高。因此，所提出的器件对于改善石墨烯的应用可能是非常有前途的，例如，如晶体管或应变和热传感器。
2014-12-23 cond-mat.mes-hall
Piezoresistive Properties of Suspended Graphene Membranes under Uniaxial and Biaxial Strain in Nanoelectromechanical Pressure Sensors
石墨烯膜由于其极薄而在纳米机电装置中充当高灵敏度换能器。之前，压阻效应已经在石墨烯中使用石墨烯中的单轴应变进行了实验验证。在这里，我们报告的实验和理论数据的单轴和双轴压阻性能的悬浮石墨烯膜应用于压阻式压力传感器。利用线性化的玻尔兹曼输运方程的详细模型准确地描述了应变石墨烯中的载流子密度和迁移率，从而精确地描述了规范因子。的规范因子被发现是几乎独立的掺杂浓度和石墨烯薄膜的结晶取向。这些调查提供了更深入的了解石墨烯膜的压阻行为。
2017-08-13 cond-mat.mes-hall
Controllable Spin-Charge Transport in Strained Graphene Nanoribbon Devices
我们从理论上研究了在均匀单轴应变、自旋轨道耦合、交换场和光滑交错势作用下石墨烯纳米带两端器件中的自旋电荷输运。我们发现施加的应变方向可以有效地调节扶手椅型石墨烯纳米晶（AGNR）的应变强度诱导的带隙振荡。还发现，在AGNR和锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）的电子电导振荡与Rashba自旋轨道耦合类似的Datta-Das场效应晶体管。研究发现，ZGNR的电导随自旋轨道耦合（SOC）大小的变化呈现两种不同的应变响应区域：在小应变区域，ZGNR的电导沿应变纵向呈现较强的应变依赖性;而对于高应变值，横向方向的影响较大。此外，局域态密度（LDOS）表明，根据交错势的平滑程度，AGNR的边缘态可以出现或被抑制。这些新出现的状态可以通过执行空间扫描隧道显微镜或扫描隧道光谱实验确定。我们的发现为应变石墨烯纳米结构在新型拓扑量子器件上的应用开辟了新的操作和控制范例。
2014-05-11 cond-mat.mes-hall
Modulation of Landau levels and de Haas-van Alphen oscillation in magnetized graphene by uniaxial tensile strain/ stress
应变工程技术使我们能够以各种方式改变石墨烯的电子特性。在连续近似下，应变的影响导致赝规范场的出现和费米速度的调制。在这项研究中，我们从理论上研究了线性单轴拉伸应变和/或应力的影响，这使得费米速度各向异性，在一个磁化的石墨烯片上施加的静电电压的存在下。更具体地，我们分析了费米速度的各向异性性质对磁化石墨烯片中的结构朗道能级和de Haas-van Alphen（dHvA）量子振荡的影响。还讨论了外加应变方向的影响。
2020-09-30 cond-mat.mes-hall
Effect of uniaxial strain on the optical Drude scattering in graphene
石墨烯是一种机械坚固的2D材料，有望用于柔性光电应用。然而，其在应变下的电磁特性在实验上知之甚少。在这里，我们提出的远红外透射光谱的大面积化学气相沉积单层石墨烯上的聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底进行单轴应变。使用拉曼光谱法校准有效应变值，并针对原子力显微镜直接看到的皱纹和褶皱的松弛进行校正。我们发现，而德鲁德重量和费米能级保持不变，散射率增加超过10%，每1%的施加应变，应变循环过程中表现出高水平的再现性。因此，石墨烯在太赫兹和更低频率下的电子迁移率和光吸收似乎也对应变敏感，这为机械控制这些关键参数开辟了途径。我们建议，这样的功能可以潜在地用于基于石墨烯的柔性光电和微机电系统。通过结合我们的研究结果与现有的理论模型，我们讨论了应变控制Drude散射的可能机制。
2017-02-19 cond-mat.mes-hall
Strain-induced pseudo-magnetic field for novel graphene electronics
石墨烯中特殊的应变几何结构可以导致10 T量级的均匀伪磁场，并可能在石墨烯纳米电子学中开辟有趣的应用。通过对100 nm大小的实际应变石墨烯片的量子输运计算，我们研究了利用这种效应用于实际电子和谷电子设备的可能方法。首先，我们发现，在粗糙的边缘的弹性背散射导致形成良好定义的运输间隙的顺序为100meV下的适度的最大应变为10%。其次，实际磁场的应用引起了来自不同谷的状态在空间和能量上的分离，从而产生了一种引起对短程散射不敏感的体谷极化的方式。
2010-09-20 cond-mat.mes-hall
Analytic approach to magneto-strain tuning of electronic transport through a graphene nanobubble: Perspectives for a strain sensor
我们考虑了在外加磁场和机械应变的叠加作用下，Dirac粒子在石墨烯中的散射。作为一个模型的石墨烯纳米气泡，我们发现精确的解析解的单粒子状态内部和外部的圆形区域提交的领域。最后，我们得到的散射截面的解析表达式，以及通过圆形区域的朗道电流。我们的研究结果提供了一个完整的分析处理通过石墨烯纳米气泡的电子输运，表明物理磁场和应变的组合导致谷极化和过滤的电子电流。此外，我们的分析模型提供了一个明确的计量学原理来测量应变下施加在样品上的受控磁场进行电导实验。
2017-09-04 cond-mat.mes-hall
Kohn anomaly of optical zone boundary phonons in uniaxial strained graphene: role of the electronic band structure
石墨烯的独特性质之一是其极高的机械强度。一些研究表明，石墨烯片在拉伸应变下的机械失效是由于区带边界横向光学声子模式的Kohn异常的增强。在这项工作中，我们推导出的Kohn异常参数$α_{\vec{K}}$的这些声子在石墨烯沿扶手椅方向的单轴应变变形的解析表达式。我们发现，狄拉克锥的倾斜，引起的应变，有助于增强的Kohn异常下的拉伸变形，并引起了所谓的{ \it外}谷间介导的声子过程的主要贡献。此外，Kohn异常被发现是各向异性的声子波矢量的K点。这种各向异性可能是应变石墨烯的拉曼2D带的光偏振依赖性的起源。我们的研究结果不仅揭示了Kohn异常在石墨烯片的各向异性机械失效中的作用，在沿扶手椅和Z字形方向施加的应变下，而且还揭示了掺杂诱导的应变石墨烯的强化。
2018-03-27 cond-mat.mes-hall
Tuning Strain in Flexible Graphene Nanoelectromechanical Resonators
低维纳米材料的结构灵活性为研究应变对其物理特性的影响以及利用应变工程开发创新设备提供了独特的机会。实现这些目标的关键是一个设备平台，该平台允许对应变进行独立调整和可靠校准。在这里，我们报告的柔性基板上的石墨烯纳米机电谐振器（GNEMR）的制造和表征。结合衬底弯曲和静电门控，我们实现了石墨烯中应变和下垂的独立调节，并在很宽的参数空间上探索了非线性动力学。分析和数值研究的连续介质力学模型，包括竞争的高阶非线性项，揭示了一个全面的非线性动力学相图，定量地解释了复杂的行为GNEMRs。
2015-11-01 cond-mat.mes-hall
Generalizing the Fermi velocity of strained graphene from uniform to nonuniform strain
应变引起的狄拉克点位移的相关性，以获得适当的各向异性费米速度的应变石墨烯被证明。然后，通过详细研究均匀应变的极限情况，对现有的有效狄拉克哈密顿量进行了严格的修正。一个有效的狄拉克哈密顿量的非均匀应变，从而报告，它考虑到所有的应变引起的影响：最近邻跳跃参数的变化，倒易晶格变形和真实的位移的狄拉克点。因此，赝磁场可以用依赖于位置的狄拉克锥来解释，而复杂的规范场则是依赖于位置的费米速度的结果。此外，位置相关的费米速度对旋量波函数的影响被认为是有趣的情况下的变形，如弯曲模式。
2015-08-29 cond-mat.mes-hall
Strain and rotation fields of dislocations in graphene
在最近的实验中，单层石墨烯中位错的应变场和旋转场已经被绘制出来。这些领域是有限的无处不在，并从不同的线性弹性，不考虑旋转明确和预测无限的旋转和应变的位错点。二维线性弹性的导数正则化修正了这些缺点。该理论将转动能、位错能和残余应变能加入到通常的弹性能中。有两个额外的材料常数决定了位错核心的大小，并从实验数据中确定。这些发现对于研究石墨烯中的位错和分析二维晶体中的初始塑性是有用的。
2012-07-24 cond-mat.mes-hall
Spin-Strain Phase Diagram of Defective Graphene
使用从第一性原理计算有缺陷的石墨烯，我们在这里考虑各向同性应变下的石墨烯的单空位的属性的依赖性，特别关注自旋矩。在零应变下，空位显示出1.5 $μ_B$的自旋力矩，当石墨烯处于张力下时，该自旋力矩增加到$\sim$ 2 $μ_B$。这种变化在压缩下更加剧烈，因为当石墨烯被压缩超过2%时，空位变得非磁性。这种转变与空位周围发生的原子结构的变化有关，并与波纹的形成有关。对于压缩略大于3%，这种波纹导致形成一个严重重建的空位结构，由两个变形的六边形和五边形。我们的研究结果表明，石墨烯中发生的任何缺陷诱导的磁性都可以通过施加应变或其他机械变形来控制。
2010-12-15 cond-mat.mes-hall
Strain effect on Goos-Hänchen shifts and group delay time in gapped graphene barrier
研究了应变对带隙石墨烯中狄拉克费米子的古斯-汉欣位移和群延迟时间的影响.利用能谱的解计算了透射概率、GH位移和群延迟时间。我们的结果表明，后两个量强烈依赖于是否沿扶手椅或锯齿形方向施加应变。特别地，发现这两个量可以随着施加的应变而增强。
2022-01-18 cond-mat.mes-hall
Pseudo-magnetoexcitons in strained graphene bilayers without external magnetic fields
石墨烯的结构和电子性质使得其载流子具有相对论性粒子的行为，这可以用类狄拉克哈密顿量来描述。由于石墨烯是碳原子的单层，由于弹性形变引起的应变将在石墨烯片中产生所谓的“伪磁场（PMF）”，并且这已经在应变石墨烯样品中实验实现。在此，我们提出了一个实际的应变石墨烯双层（SGB）器件，在没有外部磁场的情况下检测赝磁激子（PME）。由于应变工程，每个石墨烯层中的载流子遭受不同的强PMF，这引起朗道量子化。在不考虑库仑相互作用的情况下，解析地得到了非均匀保偏光纤中电子空穴对的赝朗道能级。基于PME的一般解析吸收选择规则，我们证明了光吸收谱可以解释相应的Dirac型PME的形成。我们还预测，在非均匀保偏光纤的存在下，超流正常相变温度的PME是大于均匀保偏光纤下。
2012-06-01 cond-mat.mes-hall
