Mechanism for graphene-based optoelectronic switches by tuning surface plasmon-polaritons in monolayer graphene
它示出,人们可以探索石墨烯的光学电导率,连同通过施加的栅极电压控制其电子密度的能力,以实现外部电磁辐射和石墨烯层中的表面等离子体激元-极化激元之间的谐振耦合。这开启了通过在全反射和全吸收的状态之间切换来电控制放置在石墨烯层顶部上的棱镜内反射的光的强度的可能性。预测的效果可用于构建基于石墨烯的光电开关。
2011-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatial mapping of the Dirac point in monolayer and bilayer graphene
我们已经映射了狄拉克点在剥离单层和双层石墨烯使用空间分辨扫描隧道光谱(STS)测量在低温下。狄拉克点在石墨烯中的不同位置处的能量移动。然而,与地形的交叉相关显示没有相关性,表明地形特征,如波纹不是变化的主要来源。相反,我们将狄拉克点的位移归因于位于石墨烯附近的随机带电杂质。我们的研究结果强调需要推进剥离的石墨烯样品制备,以尽量减少杂质的影响。
2009-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nearly flat Chern band in periodically strained monolayer and bilayer graphene
本研究探究周期性应变下单层与双层石墨烯的平带形成条件,发现两类体系中均存在贝里曲率均匀的拓扑近平带,结合Jackiw-Rebbi模型解释单层近平带起源,证实应变石墨烯是强关联量子态的潜在平台。
2023-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron and hole lifetime in monolayer graphene
单层电子掺杂石墨烯中的激发传导电子、传导空穴和价空穴表现出不寻常的库仑衰减速率。利用屏蔽交换能研究了去激过程。它们可能利用带内单粒子激发(SPE),带间SPE和等离子体激元模式,这取决于准粒子态和费米能量。低位价空穴可以通过无阻尼的声等离子体衰减,因此它们呈现非常快的库仑退激,非单调的能量依赖性和各向异性行为。然而,低能量传导电子和空穴类似于二维电子气中的电子和空穴。高能量传导态和深能量价态在可用的去激发通道中的行为相似,并且具有与波矢${\bf k}$相似的衰减速率依赖性。
2019-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatially resolved spectroscopy of monolayer graphene on SiO2
我们对SiO $_2$上剥离的单层石墨烯进行了扫描隧道光谱测量,以探讨其电子和结构性质之间的相关性。局部态密度图的特征在于电子和空穴水坑,其产生的原因是从石墨烯和随机带电杂质中的固有波纹的长距离intravalley散射。在低能量下,我们观察到短距离谷间散射,我们归因于晶格缺陷。我们的研究结果表明,石墨烯的电子性质的影响,本征波纹,缺陷和底层的SiO $_2$衬底。
2009-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measurement of Conduction and Valence Bands g-factors in a Transition Metal Dichalcogenide Monolayer
在磁场中进行的光学和输运测量中,可以操纵单层过渡金属二硫属化物中的电子谷和自旋自由度。确定塞曼分裂的关键参数,即电子和空穴g因子的单独贡献,在大多数测量中是不可访问的。在这里,我们提出了一个原始的方法,使访问的导带和价带的测量塞曼分裂的各自的贡献。它利用了激子复合物的光学选择规则,特别是涉及谷间声子的规则,避免了在传输实验中损害单粒子g因子确定的强重整化效应。这些研究产生了一个直接确定的单带g因子。我们测量gc1= 0.86,gc2=3.84的底部(顶部)的导带和gv=6.1的单层WSe 2的价带。这些测量有助于对在磁场中进行的光学和输运测量进行定量解释。此外,测量的g因子是用于优化这些2D材料的能带结构计算的有价值的输入参数。
2020-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Stress Transfer in a Graphene Monolayer Nanocomposite
石墨烯是已知最坚硬的材料之一,杨氏模量为1 TPa,使其成为高性能复合材料中用作增强材料的理想候选材料。然而,作为一种单原子厚度的晶体材料,石墨烯提出了几个基本问题:(1)数十年来对碳基复合材料的研究能否应用于这种极薄的晶体材料?(2)传统上用于复合材料的连续介质力学在原子水平上是否仍然有效?(3)基质如何与石墨烯晶体相互作用,什么样的理论描述是合适的?我们已经明确地证明了应力从聚合物基质转移到单层石墨烯,表明石墨烯作为增强相。我们还使用剪切滞后理论对行为进行了建模,表明石墨烯单层纳米复合材料可以使用连续介质力学进行分析。此外,我们已经能够监测石墨烯/聚合物界面的应力传递效率和击穿。
2010-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge States at the Interface between Monolayer and Bilayer Graphene
采用Dirac方程和数值计算相结合的方法研究了锯齿形界面单双层石墨烯的电子性质。有两种类型的锯齿形接口堆栈。在费米能级处,由于边缘态的位置不同,色散和局域态密度沿界面的表现也不同。我们希望我们的研究能对理解输运和STM实验提供一些启示。
2011-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley lifetimes of conduction band electrons in monolayer WSe$_2$
二维过渡金属二硫族化合物研究的主要任务之一是谷寿命的测定。在这项工作中,我们结合时间分辨克尔旋转与电输运测量探索单层WSe $_2$的自由导带电子的栅极依赖的谷寿命。当把费米能调谐到导带中时,我们观察到各自的谷寿命的强烈降低,这与自旋轨道和电子-声子散射是一致的。我们解释了谷极化的形成由谷间散射的光激发谷极化亮trions到暗态的散射。此外,我们表明,传统的时间分辨克尔旋转测量方案进行了修改,以考虑光致栅极屏蔽效应。忽视这种适应可能导致从门依赖光学测量得出错误的结论,并且可能完全掩盖真正的门依赖谷动态。
2020-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatially resolving unconventional interface Landau quantization in a graphene monolayer-bilayer planar junction
石墨烯混合平面结构由具有不同量子霍尔(QH)状态的两个区域组成,表现出不寻常的传输特性1 -5,源于两个不同区域6界面处的手性边缘态平衡。在这里,我们提出了一个亚纳米分辨的扫描隧道显微镜(STM)和光谱(STS)研究的单双层石墨烯平面结在QH制度。原子定义良好的接口,这样的交界处,使我们能够在空间上解决接口的电子特性。在界面周围,我们检测到朗道量子化的无质量狄拉克费米子,如预期在石墨烯单层,低于电荷中性点Nc的结,而出乎意料的是,只有朗道量子化的大量狄拉克费米子,如预期在石墨烯双层,观察到以上的Nc。所观察到的非常规界面朗道量子化源于这样一个事实,即跨界面的量子电导仅由结的石墨烯单层和双层区域中的最小填充因子(边缘模式的数量)确定6,7。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ambipolar charge transport in quasi-free-standing monolayer graphene on SiC obtained by gold intercalation
我们提出了一个准独立的单层石墨烯的研究,通过在碳缓冲层(Bu-L)和硅终止面(0001)的4 H-碳化硅之间的界面处插入Au原子获得。通过在Bu-L上沉积原子级薄的Au,然后在氩气气氛中在850 °C下退火来实现Au嵌入。通过表面科学表征和顶栅电子器件中的电子输运,我们探索了Au的嵌入和Bu-L到准自支撑单层石墨烯中的去耦。通过依赖于栅极的磁输运,我们发现,Au嵌入缓冲层显示单层石墨烯的所有属性,即栅极可调双极传输跨狄拉克点,和n-或p-型掺杂取决于Au含量。
2020-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomistic Computational Modeling of Temperature Effects in Fracture Toughness and Degradation of Penta-graphene Monolayer
具有类似于开罗五边形镶嵌的碳原子的特定且独特的2D排列的新型碳同素异形体,具有$sp^{3}$和$sp^{2}$杂化碳原子的相互作用,被称为五石墨烯(PG)。先前的理论研究表明,PG单分子膜是机械和化学稳定的,也具有大的带隙$3.25eV$。这种具有独特的碳原子网络排列(非共面五边形)的新碳同素异形体是本工作理论研究的重点。采用非平衡态分子动力学模拟方法,结合反应型现代力场ReaxFF,对高温条件下五元石墨烯单层的纳米结构、动力学和力学性质进行了计算模拟。在我们的结果中,我们获得了温度对高达$2000K$的五-石墨烯单层的机械性能的影响,其中我们的结果表明,应变速率对机械性能具有强烈的影响,其中$67$减小,$ 227.15 - 154.76GPa.nm $的极限拉伸强度(UTS)$ 35.88 - 11.83GPa.nm $和杨氏模量($Y_{Mod}$)减小。在这项工作中,我们还计算了在温度变化的$10K$高达$2000K$的五-石墨烯单层的反应性降解。因此,我们的平均值表明,五-石墨烯单层损失原子配置与温度效应高达$600K$,其中单层显示纳米结构过渡与几个石墨烯岛,大区域的孔隙度,小的1D碳链,以及负弯曲层。
2021-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of Mismatch Strain and Substrate Surface Corrugation on Morphology of Supported Monolayer Graphene
氧化物衬底上的石墨烯单层已经被证明具有优异的电荷迁移率和热传输,用于潜在的器件应用。形貌的改变对石墨烯的输运性质有很大的影响。在本文中,我们从理论上分析了氧化物衬底上的石墨烯单层的形态稳定性,受到范德华相互作用和面内失配应变。首先,我们定义的平衡分离和界面粘附能作为两个关键参数,表征一个平坦的单层和一个平坦的基板表面之间的范德华相互作用。通过微扰分析,预测了临界压缩失配应变,超过该临界压缩失配应变,石墨烯单层经历应变诱导的不稳定性,在完全平坦的表面上形成具有增加的振幅和减小的波长的波纹。当衬底表面不完全平坦时,石墨烯的形态取决于表面反射的振幅和波长。预测从共形(波纹状)到非共形(平坦)形态的过渡。分析了衬底表面粗糙度对石墨烯平衡平均厚度和界面结合能的影响。此外,通过考虑衬底表面的应变和失配应变,人们发现,而拉伸失配应变降低石墨烯的应变幅度,波纹衬底表面促进应变诱导的不稳定性下的压缩应变。这些理论结果表明,通过表面图案化和应变工程来控制氧化物衬底上的石墨烯单层的形态的可能手段。
2010-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybridization of Graphene and a Ag Monolayer Supported on Re(0001)
利用角分辨光电子能谱测量和密度泛函理论计算,研究了Re(0001)负载的石墨烯在单层Ag嵌入前后的电子结构. Ag的嵌入降低了石墨烯与Re的相互作用,改变了石墨烯的电子能带结构。尽管石墨烯的π态在费米能级附近的线性色散突出了相当弱的石墨烯-贵金属层相互作用,但我们仍然观察到Ag带和较低能量区域中的π态之间的显著杂化。这些结果表明,用贵金属层覆盖表面确实使电子态解耦,但仍然导致石墨烯的电子结构发生显著变化。
2014-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heat conduction in graphene flakes with inhomogeneous mass interface
利用非平衡分子动力学模拟,研究了由两个区域组成的石墨烯薄片中的热传导。一个区域是质量加载的,另一个是完整的。结果表明,两个区域之间的物质界面大大降低了导热系数,但不会产生热整流效应。研究了导热系数随热流密度和质量差比的变化关系,验证了结果的通用性。研究了孤子的界面散射,解释了没有整流效应的原因。
2011-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selective Conduction of Organic Molecules via Free-Standing Graphene
通过分子动力学,在热梯度驱动下,在石墨烯衬底上的十种有机气体分子之间进行竞赛。观察到的分子的快速导电与芳香族化合物的选择性。这种选择性源于芳香分子的平面结构有助于保持与基底的较短距离,这是气固界面驱动力的关键。漂移速度随分子密度的降低而单调增加,即使对于单个分子也没有观察到弹道输运。发现了苯分子在大的热梯度下的非线性传导机制。在低温下,分子在石墨烯衬底中聚集并沿着特定的路径集体运动。
2020-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth of monolayer graphene on 8deg off-axis 4H-SiC (000-1) substrates with application to quantum transport devices
使用高温退火条件,其中石墨帽覆盖8度离轴4 H-SiC样品的C面,已经生长了大且均匀的单个外延石墨烯层。拉曼光谱显示这些单层石墨烯片的几乎独立的特征的证据,这是由磁输运测量证实。我们发现一个温和的p型掺杂,高载流子迁移率和半整数量子霍尔效应典型的高品质石墨烯样品。这为石墨烯与构成当今SiC行业标准的晶圆上的SiC器件的完全兼容集成开辟了道路。
2010-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Functional single-layer graphene sheets from aromatic monolayers
我们展示了如何使用低能电子辐照和随后的退火将铜基底上的芳香分子自组装单层转化为高质量的单层石墨烯。我们在原子尺度上表征了这种二维固态转变,并通过互补的显微镜和光谱技术以及电输运测量研究了所形成的石墨烯片的物理和化学性质。作为衬底,我们成功地使用Cu(111)单晶和技术相关的多晶铜箔。
2014-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermolubricity of Xe monolayers on graphene
用石英晶体微天平(QCM)研究了在25 ~ 50 K温度范围内沉积在石墨烯上的石墨烯单分子膜的纳米摩擦。石墨烯通过化学气相沉积生长,并用聚合物印模转移到QCM电极。在低温下,Xe单层完全固定在石墨烯表面。高于30 K时,薄膜开始滑动,脱钉起始覆盖率随温度的升高而降低。在裸金上重复的类似测量显示出增强的Ni-P膜的滑移和低于25 K的脱钉温度的降低。氪和氮的纳米摩擦测量证实了这种情况。这种热致伸缩行为的解释,在最近的理论的吸附岛和晶体衬底之间的静摩擦的尺寸依赖性。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Phenomenological Model for the Quantum Capacitance of Monolayer and Bilayer Graphene Devices
石墨烯纳米结构表现出与三端器件中的栅极延迟相关的固有优势,并且当在量子电容极限下操作时提供额外的益处。在本文中,我们开发了一个简单的模型,捕捉费米能量和温度依赖性的量子电容的单层和双层石墨烯器件。考虑到电子-空穴水坑和通过高斯加宽分布的电子态的可能有限寿命,从加宽的态密度计算量子电容。所获得的结果与最近在门控单层和双层石墨烯器件上的量子电容测量中观察到的许多特征一致。研究了电荷中性点附近的最小量子电容随温度的变化关系。
2011-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proximity-Induced Spin-Orbit Torque in Graphene on a Trigonal CrSBr Monolayer
研究揭示了石墨烯/CrSBr异质结构中近程诱导的自旋轨道扭矩机制,为室温二维自旋电子学提供了新平台。
2025-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unique excitonic effects in tungsten disulphide monolayers on two-layer graphene
已知原子级薄异质结构中的光发射取决于材料的类型、组成层的数量和堆叠顺序。在这里,我们表明,二维基板的厚度可以是至关重要的调制光发射。我们研究了单层二硫化钨(WS2)在单层和双层外延石墨烯上构建的垂直异质结构中的层依赖性电荷转移,揭示了层间电子耦合对这种异质结构的激子性质的影响。我们带来的证据表明,WS2的激子性质可以有效地调整支持石墨烯层的数量。将WS2单层与双层石墨烯集成导致光致发光响应的显著增强,与单层石墨烯上支撑的WS2相比高出一个数量级。我们的研究结果强调了在构建原子级薄层异质结构时衬底工程的重要性。
2018-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunneling conduction in graphene/(poly)vinyl alcohol composites
通过固化由分散的石墨烯纳米片组成的聚乙烯醇(PVA)溶液,制备了厚度为$60 μm$的石墨烯/聚乙烯醇(PVA)复合膜。石墨烯片的紧密接近使得波动引起的电子隧穿能够从一个片发生到另一个片。介电数据表明,本系统可以模拟为一个并联电阻电容网络。交流电导率的频率变化的高频指数表明载流子在二维空间中移动。样品制备技术将有助于柔性导体的合成。
2012-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-tunable band parameters of ZnO monolayer in graphene-like honeycomb structure
我们提出的从头计算结果表明,直接带隙,有效质量和载流子在ZnO单层(ML-ZnO)的石墨烯蜂窝结构中的费米速度都是可调的应用面内均匀双轴应变。在我们模拟的$\pm 10$ %的应变极限内,带隙保持直接,并显示出随应变的强非线性变化。此外,未应变的ML-ZnO中的电子的平均费米速度与石墨烯中的相同数量级。研究结果表明,ML-ZnO在机电/应变电子学和其他纳米器件如纳米机电系统(NEMS)和纳米光机械系统(NOMS)中具有潜在的应用前景。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-oscillations on specific heat of graphene monolayer
测量热力学量(如磁化强度和比热)的磁振荡是获得电子系统态密度的实验方法之一。因此,本文从理论上探讨了量子化磁场中石墨烯带隙和无隙情况下比热的振荡现象。还考虑了杂质、库仑相互作用和声子等因素的影响。然后,我们可以映射这些限制下的比热的石墨烯的磁振荡,所获得的结果是一个很好的起点,并指导进一步的实验工作。
2015-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Short-range defects contribution to the monolayer graphene resistivity
利用我们推导的单层石墨烯短程缺陷的电子散射矩阵描述了电阻率与电子密度的关系。有人认为,大的带电缺陷密度是不可能在悬浮的石墨烯和石墨烯躺在沟槽上方。
2011-11-03 cond-mat.mes-hall
Microwave and millimeterwave electrical permittivity of graphene monolayer
实验研究了石墨烯单层在5-40 GHz范围内的有效介电常数,该范围包括微波和毫米波频谱的较低部分。使用放置在沉积在Si/SiO2上的石墨烯单层薄片上的耦合共面波导进行测量。与一些初始预测相反,石墨烯单层的有效介电常数在上述频率范围内略有下降,平均值为3.3。
2013-09-04 cond-mat.mes-hall
Large contrast enhancement of graphene monolayers by angle detection
通过光学检查鉴定剥离的石墨烯单层。为了提高单层膜的检测性能,我们研究了90 nm SiO $_2$ /Si衬底上石墨烯的光学对比度随角度的变化关系。我们观察到通过改变偏振和光入射角的石墨烯的可见性的显着增强。该方法可用于检测新衬底设计上的石墨烯,例如基于GaAs/AlAs的材料,其具有更清洁的表面。
2009-06-22 cond-mat.mes-hall
Electron Tunneling in Monolayer and Bilayer Graphene
利用全紧束缚模型研究了单层和双层石墨烯晶格中电子隧穿势垒的行为。重点讨论了共振隧穿特性和谷间散射几率。结果表明,单层和双层石墨烯的垂直入射透射概率表现出不同的性质。计算结果表明,石墨烯体系中的谷电子可以通过改变外电势的结构参数来检测、产生和控制。
2008-08-22 cond-mat.mes-hall
Edge conduction in monolayer WTe2
二维拓扑绝缘体(2DTI)保证具有螺旋状的一维边缘模式,其中自旋被锁定到动量,产生量子自旋霍尔效应,并且在零磁场下禁止弹性背散射。没有单层材料已被证明是一个2DTI,但最近的Weyl半金属WTe2被预测成为一个2DTI在单层形式,如果散装间隙打开。在这里,我们报告说,在温度低于约100 K单层WTe2不成为绝缘在其内部,而边缘仍然进行。边缘传导强烈抑制面内磁场,是独立的栅极电压,除了由于零偏置异常,这降低了线性响应电导冷却增长的介观波动。双层WTe2在低温下也变得绝缘,但不显示边缘导电。这些观察结果中的许多与单层WTe2是2DTI一致。然而,对于低至150 nm的接触间距,低温边缘电导低于量化值,
2016-12-13 cond-mat.mes-hall
High-Harmonic Generation from Monolayer and Bilayer Graphene
固体中的高次谐波产生(HHG)是一种新兴的研究阿秒时间尺度下固体中超快电子动力学的方法。在这项工作中,我们研究了单层和双层石墨烯的HHG。在这项工作中考虑了AA和AB堆叠的双层石墨烯。发现单层和双层石墨烯具有明显不同的谐波谱。光谱的差异归因于两层之间的层间耦合。此外,总谐波频谱的带内和带间的贡献发挥了重要作用。此外,有趣的极化和椭圆率的依赖性,注意到在单层和双层石墨烯的总谐波谱。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropic quantum transport in monolayer graphene in the presence of Rashba spin-orbit coupling
我们研究了单层石墨烯晶格中自旋相关的电子隧穿Rashba势垒。利用传输矩阵方法,得到了手征粒子的自旋相关输运性质。结果表明,石墨烯片在Rashba自旋轨道势垒的存在下将充当电子自旋反转器。
2013-03-21 cond-mat.mes-hall
Energy levels of monolayer -- AA-stacked bilayer graphene quantum dots
本文研究了由单层石墨烯的圆形量子点和无限单层石墨烯的圆形量子点组成的混合系统的能谱电子性质。我们建立了相关的能级和波函数使用连续介质模型和锯齿形边界条件在石墨烯单层-双层界面的分析结果。我们研究了垂直磁场、量子点半径和电场对这两种混合量子点的影响。我们将我们的结果与以前发表的工作进行比较,并探索这种混合系统量子点的潜在用途。
2021-07-29 cond-mat.mes-hall
The Ground State of Monolayer Graphene in a Strong Magnetic Field
将石墨烯SU(4)量子霍尔对称性推广到SO(8),得到了石墨烯在磁场中自发破缺SU(4)的解析解.我们恢复了标准的石墨烯SU(4)物理作为一个限制,但发现新的相位和新的属性,可能是相关的理解基态。石墨烯SO(8)对称性被发现与原子核结构物理中广泛存在的对称性同构,并且与描述高温超导体的对称性非常相似,这表明这些物理上不同的费米子系统之间存在深刻的数学联系。
2015-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamical creation of gap in the monolayer graphene
单层石墨烯中的零能隙电子带相对于由于电子-声子相互作用引起的动态对称性破坏是不稳定的。
2009-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Suppression of decoherence in a graphene monolayer ring
研究了强磁场对相干输运的影响。制备了单层石墨烯量子环,观察到了Aharonov-Bohm效应。对于增加的磁场幅度,出现更高的谐波。这一现象是由于自旋翻转散射的减少而增加了相位相干长度。
2014-07-31 cond-mat.mes-hall
Rydberg series of dark excitons and the conduction band spin-orbit splitting in monolayer WSe$_2$
强库仑关联与多谷电子带的自旋轨道相互作用和可能的新的光电应用的存在下,在过渡金属二硫属化物(TMD)的单层半导体结构中的激子的丰富的物理研究的核心。在本征TMD单层中,基本的谷内激子由来自价带顶部的空穴和来自较低或较高自旋轨道分裂导带子带的电子形成:这些激子中的一个是光学活性的,第二个是“暗”的,尽管在特殊条件下可能观察到。在这里,我们证明了在单层WSe $_2$,除了出现在高面内磁场中测量的光致发光光谱中的传统的亮激子系列的S-系列的里德伯暗激子状态。亮和暗里德伯激子的能量阶梯的比较被证明是一种方法来实验评估的TMD单层中的丢失的带参数之一:导带的自旋轨道分裂的振幅。
2021-02-24 cond-mat.mes-hall
Enhancing infrared extinction and absorption in a monolayer graphene sheet by harvesting the electric dipolar mode of split ring resonators
研究了单层石墨烯片通过图案化开口环谐振器(SRR)在红外波段的消光和吸收增强。结果表明,与磁模和其他高阶模相比,电模对红外消光和吸收的增强作用更强。我们通过增加SRR单元电池设计中的石墨烯面积比来改善SRR石墨烯片的红外消光。随着石墨烯面积比的增加,电偶极模的辐射能力和石墨烯的耗散竞争约50%的最大红外吸收。通过捕获电偶极模来增强石墨烯片的红外消光和吸收的研究结果可能在石墨烯光子学和光电子学的太赫兹和红外检测和调制中具有潜在的应用。
2013-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Green functions of electrons in monolayer and bilayer graphene in a magnetic field
利用Whittaker函数,得到了磁场作用下电子在单层和双层石墨烯中运动的稳态二维二分量薛定谔方程的格林函数的封闭表达式.
2011-02-16 cond-mat.mes-hall
Photon-Assisted Tunneling through Molecular Conduction Junctions with Graphene Electrodes
石墨烯电极为分子传导纳米结中的金属接触提供了合适的替代方案。在这里,我们建议使用石墨烯电极作为有效的光子辅助隧道通过分子传导纳米结的平台。我们预测在频率为$ω$的外部电磁场的作用下,与石墨烯无带隙光谱的修改相关的边带能量$\sim n\hbarω$($n$是整数)处评估的急剧增加的电流。使用掺杂的石墨烯电极的一个侧面益处是与石墨烯电极或分子桥中发生的过程相关的光电流的偏振控制。后一个过程伴随着石墨烯片中的表面等离子体激元激发,这使得它们更有效。我们的研究结果说明了石墨烯接触在分子电子学中相干控制光电流的潜力,支持单分子器件的可能性。
2013-09-13 cond-mat.mes-hall
Strong Spin-Orbit Interaction Induced in Graphene by Monolayer WS$_2$
我们证明了单层WS $_2$在石墨烯中诱导的强各向异性自旋轨道相互作用(SOI)。直接比较石墨烯/单层WS $_2$和石墨烯/体WS $_2$系统的磁输运测量结果表明,单层过渡金属二硫属化物(TMD)可以诱导比体更强的SOI。详细的弱反定域化曲线的理论分析给出了一个估计的自旋轨道能量($E_{\rm so}$)高于10毫电子伏。对诱导SOI的对称性也进行了讨论,占主导地位的$z$ $\rightarrow$ $-z$对称SOI只能解释实验结果。通过Elliot-Yafet(EY)机制的自旋弛豫和反常电阻随着温度接近Dirac点而增加,表明石墨烯中诱导的Kane-Mele(KM)SOI。
2018-04-11 cond-mat.mes-hall
Superlattice of resonators on monolayer graphene created by intercalated gold nanoclusters
在这里,我们报告一种“新”类型的排序,允许修改的石墨烯单层(ML)的电子结构。我们已经在顶层单层石墨烯和外延石墨烯的缓冲层之间插入了小的金簇。我们发现,这些集群扰动ML石墨烯上的准粒子,并作为量子点创建一个超晶格的共振器上的石墨烯ML,揭示了一个强大的模式的驻波。使用傅里叶变换扫描隧道光谱学对驻波图案的详细分析强烈地表明,这种现象可以由石墨烯的能带结构的强烈修改和(或)由电荷密度波(CDW)引起,其中涉及范霍夫奇点的大扩展。
2010-06-30 cond-mat.mes-hall
Transmission through a boundary between monolayer and bilayer graphene
在有效质量模型下,研究了锯齿型和扶手椅型两种边界条件下单层和双层石墨烯之间的电子传输。由于双层石墨烯中存在倏逝波,因此行进模式彼此良好连接。通过边界的透射强烈地依赖于入射角,并且在K点和K'点之间的依赖性相反,导致透射波的谷偏振。
2010-08-26 cond-mat.mes-hall
Fractal Butterflies of Dirac Fermions in Monolayer and Bilayer graphene
我们提出了一个概述的理论理解霍夫施塔特蝴蝶在单层和双层石墨烯。在简要介绍了过去在传统半导体系统中的工作之后,我们讨论了单层和双层石墨烯的新的电子性质,这些性质有助于实验检测能谱的分形性质。我们讨论了石墨烯中莫尔条纹的理论背景。这种模式是决定蝴蝶结构的关键。我们还讨论了电子-电子相互作用在石墨烯蝴蝶图案中的作用。最后,我们讨论了蝴蝶搜索的未来前景,特别是相互作用的狄拉克费米子。
2014-08-19 cond-mat.mes-hall
Microscopic theory for electron hydrodynamics in monolayer and bilayer graphene
电子的行为就像一个经典流体的动量分布函数,在空间和时间上变化缓慢时,量子力学载流子-载流子散射占主导地位的所有其他散射过程。最近在单层和双层石墨烯中的实验已经报道了超净设备中这种流体动力学电子行为的签名。在这项理论工作中,从微观处理的电子-电子,电子-声子和电子-杂质的相互作用内的随机相位近似,我们表明,单层和双层石墨烯都主机两个不同的流体动力学制度。我们预测,双层石墨烯的流体动力学窗口比单层石墨烯更强,并且具有与“肺形”相反的特征“V形”。最后,我们崩溃的实验数据到一个普遍的障碍有限的理论,从而证明所观察到的违反Wiedemann-Franz定律在单分子膜中发生在一个政权占主导地位的杂质引起的电子空穴水坑。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall
Layer-selective chirality switch in bilayer graphene intercalated by Janus monolayers
Institute of Informatics, Slovak Academy of Sciences(斯洛伐克科学院信息学研究所);Faculty of Physics, University of Belgrade(贝尔格莱德大学物理学院)
研究了用Janus单层插入双层石墨烯,通过第一性原理计算等方法,发现能诱导面内Rashba自旋纹理层选择性开关,可独立控制自旋电流方向,为门可调、层选择性自旋电子器件提供了有前途的平台。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall
Buckled circular monolayer graphene: a graphene nano-bowl
我们采用非平衡分子动力学模拟研究了圆形单层石墨烯在径向载荷作用下的稳定性。当单层石墨烯受到径向应力时,在一些小的圆形应变($\sim 0.4%$)之后,它会膨胀并弯曲成新的碗状形状。由屈曲门槛值前的应力-应变线性关系计算了杨氏模量,与实验结果吻合较好。给出了弹性理论对径向应力板屈曲临界值的预测,并将其结果与原子模拟结果进行了比较。利用Jarzynski等式估计了非压缩态和屈曲态的自由能之差。从自由能的计算,我们得到的最佳半径的系统感觉到最小的边界应力。
2010-12-23 cond-mat.mes-hall
Rashba coupling induced spin susceptibility and magnetic phase transition of conduction electrons in monolayer graphene
利用Kubo形式,系统的磁性在线性区域进行了研究。主要计算了非磁性衬底对自旋极化率的影响。结果表明,Rashba耦合相互作用在系统的磁响应函数中起着重要作用,并且这种自旋轨道耦合作用可以通过外加栅电压来有效控制,因此是非常显著的.最重要的是,它表明,在存在的Rashba相互作用的磁性相变可以观察到。该磁相对应于在外部磁场的某一特定频率下发生的传导电子的磁序。
2014-02-06 cond-mat.mes-hall
Magnetocapacitance of a graphene monolayer
我们提出了一个理论研究的磁电容在石墨烯单层在有限的温度下考虑到无序的影响。石墨烯的态密度(DOS)和磁电容相比,发现在标准的二维电子气(2DEG)系统。在DOS和磁电容的磁振荡被发现是增强和更强大的温度阻尼在单层石墨烯相比,2DEG。此外,我们发现,有一个$π$相移之间的磁振荡在这两个系统中,这可以归因于狄拉克电子在石墨烯获得Berry的相位,因为它们在一个磁场中遍历一个封闭的路径。
2012-02-03 cond-mat.mes-hall
Electrons scattering in the monolayer graphene with the short-range impurities
研究了单层石墨烯中电子在局域化学势和局域能隙两种短程扰动下的散射问题。考虑了石墨烯的零能隙和非零能隙两种类型。所确定的S矩阵可用于计算电导和光吸收等观测量。
2009-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Design of electron wave filters in monolayer graphene by tunable transmission gap
我们研究了非零入射角下单层石墨烯势垒的透射率。考虑平行波矢的影响,在克莱因隧穿和经典运动两种情况下,由于倏逝波的存在,透射率随入射能量的变化存在一个间隙。通过入射角、势垒高度和宽度对透射间隙的调制可能导致石墨烯基电子器件中的潜在应用。
2009-07-02 cond-mat.mes-hall
Tunable terahertz coherent perfect absorption in a monolayer graphene
相干完全吸收体(CPA)被认为是激光的时间反演对应体:一个含有损耗介质而不是增益介质的谐振腔可以完全吸收相干光场。在这里,我们利用单层石墨烯以非共振方式实现CPA。研究发现,在悬浮单层石墨烯的太赫兹波段存在准CPA点,在准CPA频率下,通过两束入射光之间的适当相位调制,可以实现CPA。发现石墨烯基CPA具有宽带角选择性:对于正交的$s$和$p$偏振,CPA点在斜入射时分裂成两个频带,并且这两个频带覆盖从零频率开始的宽频率范围。此外,相干吸收可以通过改变栅极控制的费米能量来基本上调谐。非共振石墨烯片CPA的研究结果可以推广到太赫兹/红外探测和二维光电材料的信号处理的潜在应用。
2014-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Higher-order topology in monolayer graphene
我们发现,单层石墨烯本质上主机高阶拓扑角态,其中电子在原子大小的拓扑本地化。石墨烯中拓扑角态的出现是由于两个独立方向的Zak相的非平凡乘积,这可以通过使用体波函数以图形方式方便地计算。我们给出了一个明确的表达式,表明存在的拓扑角状态的各种几何边和角。我们还证明了非平凡的本地化性质的拓扑角状态的石墨烯,把一个假想的现场潜在的掩模。
2020-09-17 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