Floquet-Engineered Valleytronics in Dirac Systems
谷自由度如果能够得到有效的控制，将为量子信息处理提供潜在的资源。我们讨论了这个问题的光学方法，其中强光打破二维狄拉克材料的电子对称性。由此产生的准能结构可能会因不同的谷而不同，因此可以利用系统的Floquet物理来产生高度极化的谷电流。这种物理学可以用来实现谷阀，其行为是光学确定的。我们提出了一个具体的方法来实现这样的谷电子学在石墨烯以及在一个简单的模型的反演对称破缺狄拉克材料。我们研究的效果数值，并证明其稳健性对适度的混乱和小偏差的光学参数。
2015-10-05 cond-mat.mes-hall
Optical valley separation in two-dimensional semimetals with tilted Dirac cones
本研究揭示具有倾斜狄拉克锥的二维半金属在光照下可实现不同能谷载流子的空间分离，该效应在保留反演与时间反演对称性的无质量狄拉克体系中存在，可在低至太赫兹的频段通过栅极调控，并在8-$Pmmn$硼烯中得到室温验证。
2023-01-11 cond-mat.mes-hall
Resonant valley filtering of massive Dirac electrons
石墨烯中的电子，除了它们的自旋，还有两个赝自旋自由度：亚晶格和谷赝自旋。谷电子学使用谷自由度作为信息载体，类似于自旋电子学使用电子自旋的方式。我们展示了如何一个双势垒结构组成的电和矢量势可以用来过滤大量的狄拉克电子的基础上，他们的谷指数。我们研究了通过有限个势垒的共振透射，得到了由电势和矢势组成的超晶格的能谱。当包含质量项时，K和K'点处的能带和能隙是不同的，并且它们可以通过改变势来调节。
2013-04-02 cond-mat.mes-hall
Topological valley currents via ballistic edge modes in graphene superlattices near the primary Dirac point
六方氮化硼（hBN）上的石墨烯可以经由相互晶体学对准而展现拓扑相。最近在弹道石墨烯/hBN超晶格中第二狄拉克点（SDP）附近的非局域电阻（$R_{nl}$）的测量被解释为由于量子谷霍尔态而产生。我们报道了hBN/graphene/hBN超晶格，其中SDP下的$R_{nl}$可以忽略不计，但低于60 K时接近零磁场下主狄拉克点处的$h/2e^{2}$值，其特征衰减长度为2 $μ$ m。此外，基于Landauer-Büttiker形式主义的非局域输运传输概率显示了自旋简并弹道谷螺旋边缘模式的证据，这是谷电子学发展的关键
2020-12-17 cond-mat.mes-hall
Spin and valley transports in junctions of Dirac fermions
我们研究了硅烯和拓扑晶体绝缘体组成的结中的自旋和谷输运。我们考虑正常/磁性/正常狄拉克金属结的栅电极连接到磁性区域。在正常/反铁磁/正常硅烯结中，我们表明，通过这个结的电流是谷和自旋极化由于谷和自旋自由度之间的耦合，和谷和自旋极化可以通过局部应用的栅极电压进行调谐。特别地，我们发现了一个充分的谷和自旋极化电流通过施加电场。在正常/铁磁/正常拓扑晶体绝缘体结与铁磁段中的应变引起的，我们研究谷分辨电导和澄清谷极化源于应变和交换场出现在这个结。研究发现，通过改变铁磁区的磁化方向和电势，可以控制四个谷自由度中占主导地位的谷贡献。我们还审查正常/铁磁/正常石墨烯结中的自旋输运，以及正常/铁磁/正常硅烯结中的自旋和谷输运进行比较。
2014-06-04 cond-mat.mes-hall
Nearly pure spin-valley sideband tunneling in silicene: effect of interplay of time periodic potential barrier and spin-valley-dependent Dirac mass
研究了硅基N-TP-N结中重狄拉克费米子隧穿时间周期势的行为，其中Ns为正常硅区，TP为时间周期势垒.由于TP中产生的Floquet边带的存在，费米子会吸收或发射光子。预测了近乎完美的自旋谷边带滤波。仅施加交换场导致仅吸收单个光子的电子几乎完全被允许隧穿通过大电场的结。反转电场方向可以选择所允许的电子的自旋，在只施加非共振圆偏振光的情况下，只允许吸收自旋向上的单个光子的电子几乎完全隧穿结。还通过反转电场的方向来选择谷。可控边带信道可以适用于基于边带的自旋谷电子学。
2019-09-10 cond-mat.mes-hall
Valley-Controlled Viscosity of Two-Dimensional Dirac Fluids
University of Manchester（曼彻斯特大学）
本文研究了谷度不平衡对二维狄拉克流体粘度的影响，通过调控狄拉克锥的位置控制粘度，并分析了不同传输区域的非单调响应。
2026-05-11 cond-mat.mes-hall
Bright excitons in monolayer transition metal dichalcogenides: from Dirac cones to Dirac saddle points
在单层过渡金属二硫属化物中，已经发现了紧密结合的激子，其具有可以通过偏振选择规则光学寻址的谷赝自旋。在这里，我们表明，这个谷赝自旋强烈耦合到激子的质心运动，通过电子空穴交换。这种耦合实现了光锥内的激子（即亮激子）的手征指数I=2的无质量狄拉克锥。在中等应变下，I=2的狄拉克锥分裂成两个简并的I=1的狄拉克锥，并且在明亮的激子色散中出现具有线性狄拉克谱的鞍点。有趣的是，在结合一个额外的电子后，带电激子变成了一个大质量的狄拉克粒子，与一个大的谷霍尔效应相关联，免受谷间散射的影响。我们的研究结果指出了独特的机会，研究狄拉克物理学，与激子的光学寻址在指定的动量，能量和赝自旋。应变可调的谷轨道耦合也意味着新的结构的激子凝聚体，激子电路的新功能，和机械控制的谷赝自旋的可能性。
2014-01-03 cond-mat.mes-hall
Valley transport driven by dynamic lattice distortion
从理论上研究了二维Dirac材料中机械转动与谷自由度之间的角动量转换。将k.p方法应用于二维Dirac材料，导出了动态晶格畸变的谷和涡之间的耦合。晶格应变效应也被纳入。谷转移和谷相关的载波定位预测使用动态晶格畸变。传输特性被发现是可控的，允许系统是绝缘的，并产生脉冲充电电流。我们的形式主义提供了一个途径，在二维狄拉克材料谷动力学的机械操纵。
2022-05-07 cond-mat.mes-hall
Scattering of Dirac electrons by circular mass barriers: valley filter and resonant scattering
研究了二维无质量狄拉克电子在随机排列的圆形质量垒中的散射。反动量弛豫时间和霍尔因子的计算，并用于获得线性传输理论内的平行和垂直的电阻率分量。我们发现了一个非零的垂直电阻率分量，该分量对于不同K和K'谷中的电子具有相反的符号。此属性可用于谷值滤波器。在可穿透势垒上散射的总截面表现出共振，这是由于势垒中存在准束缚态，在截面中表现为尖锐的间隙，而对于薛定谔电子，它们表现为峰。
2011-11-14 cond-mat.mes-hall
Inclined junction in monolayer graphene: A gateway toward tailoring valley polarization of Dirac fermions
本文提出在单层石墨烯中引入倾斜PN结，通过各向异性手性输运实现谷对比度和谷分辨输运，同时保持高迁移率，为调控狄拉克费米子谷极化开辟了新途径。
2024-02-22 cond-mat.mes-hall
Valley-Selective Landau-Zener Oscillations in Semi-Dirac p-n Junctions
我们研究了带隙二维半狄拉克材料的pn结的输运：节状半金属，其能带沿不同的晶轴呈二次线性分散。所得到的电子性质-与诸如TiO $_2$ /VO $_2$多层膜和$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$盐的材料相关-作为传播角的函数连续地在单层和双层石墨烯的电子性质之间内插。我们表明，隧道穿过结依赖于相对于晶轴的隧道势垒的取向，导致强烈的非单调的电流-电压特性，包括在某些制度的负微分电导。在多山谷系统中，这些特征为工程山谷选择性运输提供了一条天然路线。
2017-07-20 cond-mat.mes-hall
Valley caloritronics in a photodriven hetero-junction of Dirac materials
我们考虑一个横向异质结，其中左和右引线由单层石墨烯制成，中间区域由用非共振圆偏振辐射照射的带间隙的倾斜狄拉克材料（硼氢化物或醌型石墨烯）制成。倾斜参数$v_t$使得带隙间接地并且与没有倾斜的狄拉克材料相比在量值上更小。暴露于辐射使得中心区域的带隙谷依赖性，其显示其签名为谷极化电荷和热流，从而引起谷塞贝克效应。我们研究了这种结的谷极化电导、热导、热电势和优值随化学势$μ$和可调带隙参数$η$的变化。对于非零的$η$，所有的谷极化量在化学势的某个值处达到峰值，然后渐近地消失。间隙参数的增加增强了谷热电势和谷品质因数，而谷电导（电和热）与$η$表现出非单调行为。我们还比较了谷极化量与其相应的电荷对应物（有效的贡献，从两个山谷）。电荷热电势和电荷优值与$η$表现为非单调性，电荷电导（电和热）与$η$表现为下降趋势。此外，倾斜参数降低了载流子通过结的有效传输，从而减少了所有的电荷和谷极化量。由于色散中的间隙可以通过改变光的强度以及Semenoff质量来调节，因此该结关于其热电性质的可调谐性可以通过实验实现。
2020-07-18 cond-mat.mes-hall
Charge-pseudospin coupled diffusion in semi-Dirac graphene: pseudospin assisted valley transport
修改石墨烯的六边形晶格使得狄拉克锥能够重新定位和合并，这被证明是将这些材料用于替代电子应用（例如谷电子）的关键要素。在这里，我们研究了标准石墨烯和半狄拉克石墨烯中含有两个狄拉克锥的系统内载流子的非平衡输运。在后者中，晶格的修改导致相对论和抛物色散带共存，提供费米表面与丰富的赝自旋纹理和多功能的狄拉克锥分离。我们建立了一个动力学理论来研究载流子的扩散，发现赝自旋指数有助于粒子电流，像真正的自旋，可以诱导磁电效应，并认为可以利用赝自旋-电荷耦合来设计赝自旋过滤器。我们探讨了准一维导体内的电荷动力学漂移扩散模型和检测在样品边界的赝自旋积累。我们发现，虽然对于石墨烯，积累有助于样品界面之间的额外电压降，但半狄拉克系统呈现出类似的积累，其惊人地配备了谷极化，这意味着使用赝自旋控制谷操纵和手性传输的重要工具。
2022-08-01 cond-mat.mes-hall
Momentum alignment and the optical valley Hall effect in low-dimensional Dirac materials
本文研究了二维Dirac材料中光激发载流子的动量排列和谷态布居的光学控制。三角形翘曲效应导致线偏振高频光激发时属于不同谷的载流子的空间分离。带隙材料中的谷分离可以通过测量在样品或光斑的不同侧处的带边光致发光的圆偏振度（光学谷霍尔效应）来检测。我们表明，著名的Rashba效应，由衬底引起的系统不对称性，导致在低能量部分的频谱的强各向异性。这导致在光谷分离的线性偏振激发在低得多的频率相比，高能量的三角翘曲制度。我们还表明，动量对齐现象解释了巨大的增强近带边带间光学跃迁在窄间隙的碳纳米管和石墨烯纳米带的间隙形成的机制无关。这些增强的跃迁可以用于基于低维狄拉克材料的太赫兹发射器。
2023-03-29 cond-mat.mes-hall
Photo-induced spin and valley-dependent Seebeck effect in the low-buckled Dirac materials
利用Landauer-Buttiker公式，研究了低屈曲Dirac材料（LBDMs）中Seebeck效应对自旋和谷值的依赖性，该材料的能带结构受局域栅压和非共振圆偏振光的调制.我们计算的电荷，自旋和谷塞贝克系数的照射LBDM作为电子掺杂，光强度和量的电场在线性政权的功能。计算结果表明，所有的Seebeck系数总是表现出一个奇怪的功能，关于化学势。此外，我们表明，由于在LBDMs的强自旋-轨道耦合，在辐照LBDMs的诱导热电压是自旋极化，也可以成为谷极化，如果施加的栅极电压太。研究还发现，通过反转光的圆偏振态或反转电场的方向（仅通过反转光的圆偏振态），可以反转感应热电压的谷（自旋）偏振态。
2017-09-29 cond-mat.mes-hall
Coherent direction-dependent valley transport in Dirac/Weyl semimetals
Nanoelectronics Research Center（纳米电子研究中心）
通过反转不对称的静电势垒形状，在狄拉克或外尔通道中实现无需传统条件的相干非互易输运，并揭示了谷分辨单向输运的几何机制。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall
Giant resonant nonlinear THz valley Hall effect in 2D Dirac semiconductors
Guangdong Technion – Israel Institute of Technology（广东以色列理工学院）；Rzhanov Institute of Semiconductor Physics, Siberian Branch of Russian Academy of Science（俄罗斯科学院西伯利亚分院热诺夫半导体物理研究所）；Novosibirsk State Technical University（新西伯利亚国立技术大学）；Technion – Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
研究通过两能带哈密顿量揭示了在交叉太赫兹电场和静态磁场下，二维非对称半导体中巨量环形共振的谷Hall响应机制，发现非线性谷电流控制的新途径。
2026-04-10 cond-mat.mes-hall
Strongly enhanced nonlinear acoustic valley Hall effect in tilted Dirac materials
本文提出倾斜狄拉克锥机制可在压电衬底上的二维狄拉克材料中产生非线性声学谷霍尔电流，其幅度比MoS₂中贝里相位和翘曲效应大两个数量级，且与弛豫时间无关并呈sinθ取向依赖。
2024-03-02 cond-mat.mes-hall
Electron diffusion induced valley Hall effect and nonlinear galvanodiffusive transport in hexagonal 2D Dirac monolayer materials
从理论上研究了二维狄拉克材料中的扩散电流，如过渡金属二硫族化合物（TMD）族。当电子驱动力不是电场而是样品中电子密度分布的梯度时，横向效应类似于谷霍尔（VHE）和光电流（PGE）输运现象。后者可以通过有限大小的激光光斑或通过从其他材料注入电子来创建。在电子-短程杂质斜散射各向异性假设下，发展了扩散VHE效应理论。假设TMD单层中电子谷的三角翘曲各向异性，分析了由较高电子密度导数引起的电子PGE样输运。研究了电子密度梯度的非线性响应。在类铂族元素输运理论中考虑了电子在短程和库仑中心的各向同性散射过程。
2022-10-25 cond-mat.mes-hall
Parabolic-Cylinder Approach to Valley-Polarized Conductance in Tilted Anisotropic Dirac-Weyl Systems
Nanoelectronics Research Center（纳米电子研究中心）
本文通过抛物柱方法研究倾斜各向异性狄拉克-韦伊尔系统中的谷极化导电性，揭示了垂直和平行倾斜对隧道包络的影响，并构建了相图以确定最佳操作参数。
2026-03-11 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional spin-valley-coupled Dirac semimetals in functionalized SbAs monolayers
在自旋轨道耦合（SOC）条件下，实现自旋极化和谷极化的狄拉克态，对于推动狄拉克物理、自旋电子学和谷电子学的完美结合具有重要意义。基于从头计算，我们证明了一类自旋谷耦合狄拉克半金属（svc-DSM）的功能化的SbAs单层（ML）可以主机这样的期望状态。与石墨烯类二维Dirac材料不同，svc-DSM中的Dirac锥在反转对称破缺下具有强自组织碳引起的巨大自旋劈裂。在2.3%应变的SbAsH_2超晶格中，不等价谷中的狄拉克费米子具有相反的Berry曲率和自旋矩，从而产生了具有恒定自旋霍尔电导率的狄拉克自旋谷霍尔效应以及无质量无耗散输运.拓扑分析表明，svc-DSM出现在平凡和二维拓扑绝缘体之间的边界，为实现不同量子态之间的灵活可控调谐提供了一个很好的平台.
2018-12-03 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Valley Hall Transport of Photon-Dressed Quasiparticles in 2D Dirac Semiconductors
本文提出了一个强近共振电磁场作用下二维狄拉克半导体中光伏谷相关的霍尔效应理论。我们的理论捕捉和阐明的影响，场诱导的共振带间跃迁和非平衡载流子动力学的谷霍尔运输光子打扮准粒子。泵浦场的非微扰重整化效应体现在光子修饰准粒子的动力学中，其具有由{动力学间隙$δ_η$（$η$是谷指数）}表征的准能谱，其强烈依赖于场的振幅和极化。非平衡载流子分布函数由泵浦场频率$ω$以及带内弛豫时间$τ$与带间复合时间$τ_{\mathrm{rec}}$的比值决定。当（I）所有的弛豫过程都可以忽略时，（II）$τ\ll τ_{\mathrm{rec}}$和（III）$τ\gg τ_{\mathrm{rec}}$，我们得到了三个区域的解析结果，并显示了相应的对$δ_η$和$ω$的渐近依赖性.然后，我们将我们的理论应用到二维过渡金属dichalcogenides，并发现一个强烈的增强谷依赖霍尔电导率的泵浦场频率接近之间的自旋分辨的传导和价带在两个山谷的对过渡能。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall
Electric and spin-valley currents induced by structured light in 2D Dirac materials
Ioffe Institute（约费研究所）
本研究通过结构光在二维狄拉克材料中诱导电和自旋-谷电流，并提出相关理论和分析方法。
2025-12-12 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport properties of 8-Pmmn borophene: effects of Hall field and strain
多晶型的${\rm 8-Pmmn}$硼化物是一种各向异性的狄拉克材料，在两个谷处具有倾斜的狄拉克锥。狄拉克锥在两个谷处的倾斜方向相反，这在存在面内电场（霍尔场）的情况下通过谷依赖的朗道能级表现出来。朗道能级对谷指数的敏感性导致霍尔场存在下的谷极化磁输运性质，这与具有各向同性非倾斜狄拉克锥的单层石墨烯相反。利用线性响应理论计算了低温区的纵向电导率和霍尔电导率。给出了纵向电导率的解析近似形式，揭示了狄拉克锥的倾斜对纵向电导率振荡（Shubnikov-de Hass振荡）频率的影响。另一方面，霍尔电导率表现出类似石墨烯的平台，除了谷依赖台阶的出现，这完全归因于霍尔场诱导的提升谷简并在朗道能级。另一个值得注意的点是，如果真实磁场被应变诱导的伪磁场所取代，则电场失去其引起谷极化输运的能力。
2018-05-30 cond-mat.mes-hall
Valley Hall viscosity in the integer quantum Hall phases of (2+1)D Dirac materials
Bar-Ilan University（巴伊兰大学）
研究(2+1)维狄拉克材料整数量子霍尔相的谷霍尔粘度，基于Wigner-Weyl微积分中的等效格林函数公式计算，将经验相对论性Hoyos-Son公式扩展到各谷，评估了偏置伯纳尔双层石墨烯的谷霍尔粘度并讨论测量前景。
2026-09-17 cond-mat.mes-hall
Foldy-Wouthuysen transformation for gapped Dirac fermions in two-dimensional semiconducting materials and valley excitons under external fields
本文详细推导了外场作用下二维带隙Dirac费米子的Foldy-Wouthuysen（FW）变换，并将其应用于二维半导体材料中谷激子的研究.与相对论量子少体问题类似，带隙Dirac方程可以转化为带有“相对论”修正项的薛定谔方程。在这个二维材料系统中，校正项可以解释为Berry曲率效应。基于FW变换的狄拉克哈密顿量，可以写出外场中谷激子的哈密顿量。在此框架内讨论了激子的各种谷效应，如激子能级精细结构分裂、谷选择激子跃迁和激子谷塞曼效应。
2021-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extrinsic nonlinear acoustic valley Hall effect in the massive Dirac materials
本文基于 Boltzmann 理论研究含无序二维六角有质量 Dirac 材料的非线性 AVHE，证明 side jump 与 skew scattering 外禀机制可产生纯效应，并在单层 MoS2 中占主导。
2025-01-10 cond-mat.mes-hall
Optical valleytronics in gapped graphene
提出了一种利用圆偏振光和微尺度金属谐振腔在带隙狄拉克系统中捕获和过滤电子的方案。允许选择的主要机制是时间反演对称性的谷依赖性破坏。事实上，在一个山谷中，光线部分关闭了已经存在的差距，而在另一个山谷中则打开了它。这种靠近狄拉克点的能带结构的差异引起电子动力学的变化，导致系统的谷路由器行为。
2019-01-21 cond-mat.mes-hall
Valley-dependent resonant tunneling through double magnetic barriers in suspended graphene
从理论上研究了应变诱导赝磁场对悬浮石墨烯中狄拉克费米子输运几率和弹道电导的影响。我们表明，通过双磁势垒的共振隧穿可以在悬浮区的应变调谐。谷分辨透射峰由于共振隧穿的尖锐性而明显可区分。在特定的应变下，占据一个谷的狄拉克费米子的共振隧穿被完全抑制，而占据另一个谷的狄拉克费米子的共振隧穿存在。谷过滤效应有望通过应变工程来测量。所提出的系统可以用来制作一个大的谷偏振几乎100%的石墨烯谷滤波器。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall
Induced fractional valley number in graphene with topological defects
我们报告的可能性谷数分形在石墨烯的拓扑缺陷，占在狄拉克方程的伪磁场。谷数分数化是由于两个狄拉克点中的一个点相对于另一个点中的一个粒子态的数量不平衡，并且它与赝磁场的通量有关。我们还讨论了拓扑缺陷对石墨烯中载流子诱导自旋极化的类似效应。
2014-11-03 cond-mat.mes-hall
The generation and detection of the spin-valley-polarization in semi-Dirac materials
本文基于半狄拉克材料构建正常金属/铁磁体/正常金属/超导体结，利用散射矩阵方法证明铁磁交换能导致自旋-谷极化输运，并提出安德烈耶夫反射受抑可作为其实验探测信号。
2023-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Valleytronics on the Surface of Topological Crystalline Insulator: Elliptic Dichroism and Valley-Selective Optical Pumping
拓扑晶体绝缘体（TCI）表面的低能理论的特征在于四个狄拉克锥在$x$和$y$方向上各向异性。最近的实验表明，可以通过对晶体结构施加应变而使晶体变形，从而在这些狄拉克锥中引入带隙。TCI曲面为我们研究Dirac锥带隙时的谷电子学提供了一条新的途径。事实上，该系统有陈数和三个valley-Chern数。我们研究了TCI表面的光吸收。虽然四个狄拉克锥具有相同的手征，但它仍表现出很强的椭圆二色性。也就是说，我们发现，由于狄拉克锥的各向异性，右和左偏振光的折射率是不同的，这取决于质量的符号和狄拉克锥的位置。通过测量这种椭圆二向色性，就有可能用实验来确定狄拉克锥的各向异性。
2014-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-induced Dirac cones in multilayer graphenes
我们研究了均匀垂直电场中ABA（Bernal）多层石墨烯的电子结构，发现三角弯曲和电势不对称性的相互作用导致了许多在零能量下几乎接触的Dirac锥.这些门诱导狄拉克锥的能带速度和能量区域（通常为几十meV）是可调的外部电场。特别地，在ABA三层石墨烯中，施加电场诱导非平凡谷霍尔态，其中狄拉克点处的能隙由在两个谷之间沿相反方向传播的手性边缘模式填充。相比之下，在四层石墨烯中，谷霍尔电导率为零，并且没有边缘模式填充在间隙中。非平凡的谷霍尔态通常发生在不对称的奇数层石墨烯中，这与仅存在于奇数层石墨烯中的隐藏的手征对称性密切相关。
2013-02-21 cond-mat.mes-hall
All-Electrostatic Valley Filtering by Barrier Rotation in Tilted Dirac/Weyl Semimetals
Nanoelectronics Research Center（纳米电子学研究中心）
通过倾斜各向异性狄拉克/外尔半金属中静电势垒界面的角度旋转，实现纯静电的谷过滤效应，产生有限谷极化电导。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic control of the valley degree of freedom of massive Dirac fermions with application to transition metal dichalcogenides
我们研究了过渡金属二硫属化物等多通道系统中大质量狄拉克费米子的谷相关磁性和输运性质。第零朗道能级在谷间的不对称性和磁化率的增强可以归因于与每个谷相关的不同轨道磁矩。这允许通过调节外部磁场和掺杂水平来控制谷极化。由于这种磁场引起的谷极化，存在对普通霍尔效应的额外贡献。所有这些效应都可以用一个带谷轨耦合项的低能有效理论来描述。
2013-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Recipe for Dirac Phonon States with Quantized Valley Berry Phase in Two Dimensional Hexagonal Lattices
二维材料中的拓扑量子态是一个非常有趣的研究课题，其中电子相关系统的研究尤为重要。在这项工作中，我们提出了一个配方，导致狄拉克声子态的量子化谷贝里相位在二维六角晶格的第一性原理计算。我们表明，候选人拥有的三重旋转对称的角落里的六边形布里渊区主机谷狄拉克声子，这是保证保持完整的扰动。我们确定，这种特殊的拓扑结构的狄拉克声子填充功能可以实现在各种二维材料。特别是，单层CrI $_3$，一个有吸引力的二维磁性半导体与奇异的应用自旋电子学，是一个理想的平台，在实验中研究非平凡的声子。我们进一步证实了声子Berry相位在两个不相等的谷被量子化为$\pm π$。在声子狄拉克锥的投影处终止的声子边缘态清晰可见。这项工作表明，具有吸引力的谷狄拉克声子的二维六边形晶格将扩展谷物理的知识，提供广泛的应用拓扑声子。
2018-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic control of valley-dependent phase in tilted Dirac/Weyl channels
Nanoelectronics Research Center（纳米电子研究中心）
本研究通过电场调控实现倾斜Dirac/韦尔半金属中谷依赖相位的相干控制，展示了在等能谷间可调的相对相位，具有高传输概率和模式保真度。
2026-07-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Density of states of Dirac-Landau levels in a gapped graphene monolayer under strain gradient
研究了均匀磁场和应变诱导均匀赝磁场共同作用下的带隙石墨烯单分子层。两个场的存在完全消除了谷简并。由此产生的态密度表现出一种复杂的行为，可以通过调整场的强度来调整。我们分析了这些功能如何可以观察到的亚晶格，谷和全密度的状态。导出了谷态分布的解析表达式。
2017-12-25 cond-mat.mes-hall
Optical valleytronics of impurity states in two-dimensional Dirac materials
以单层MoS2为例，分析了二维Dirac材料中杂质态到导带的光学跃迁的谷选择规则。我们采用的分析模型的浅杂质的潜力，其中本地化的自旋波函数所描述的电子，首先，找到系统的本征态考虑到存在两个谷的布里渊区。然后，我们求出了吸收谱，计算了杂质带跃迁引起的光子拖曳电流，得出了带隙Dirac材料中杂质带跃迁谷光选择定则的一般结论。
2021-04-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tuning the valley and chiral quantum state of Dirac electrons in van der Waals heterostructures
手征性是电子的基本性质，在石墨烯和拓扑绝缘体中发现了相对论性光谱。它在相对论现象中起着至关重要的作用，例如克莱因隧道，但它很难直接可视化。在这里，我们报告的直接观察和操纵的手征和赝自旋极化的电子之间的隧道几乎完美的排列石墨烯晶体。我们使用一个强大的平面内磁场作为工具来解决的手征电子状态，其矢量波函数的两个组件之间的相位差的贡献。我们的实验不仅揭示了手性，而且还展示了一种在选定的谷中以特定的量子手性态制备石墨烯的狄拉克电子的技术。
2016-08-08 cond-mat.mes-hall
Spin and valley waves in Dirac semimetals with population imbalance
我们发现一个谷间波集体模式在二维和三维狄拉克半金属中存在的山谷人口不平衡。该模式的色散关系是无隙的，在小频率下与波矢的平方成正比，与电子-电子交换相互作用能成反比。谷波作为外部场的能量增益源，产生谷间跃迁。自旋波模拟讨论的情况下，半金属与非平衡自旋取向。
2019-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Valley-Polarized quantum Hall phase in a strain-controlled Dirac system
本研究通过应变工程在Pb1-xSnxSe狄拉克系统中实现完全能谷极化量子霍尔相，观测到能谷劈裂超带隙时的双极量子霍尔相，证实不同能谷的反向手性边缘态互不干扰，为谷电子学和新奇物相研究提供新平台。
2024-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Inter-valley plasmons in graphene
在狄拉克费米子模型中，最近研究了石墨烯中的二维（2D）等离子体波的光谱。我们考虑了紧束缚近似下石墨烯电子的整体色散关系和电动力学响应中的局域场效应。在六边形布里渊区的拐角附近的波矢附近，我们发现了具有线性光谱的新的低频2D等离子体振子模式。这些“谷间”等离子体激元模式与两个最近的狄拉克锥之间的跃迁有关。
2009-10-12 cond-mat.mes-hall
Intervalley Scattering and Localization Behaviors of Spin-Valley Coupled Dirac Fermions
我们研究了多通道大质量狄拉克锥的量子扩散输运，其中时间反演对称性要求在不等价的山谷中有相反的自旋取向。我们表明，谷间散射和谷内散射可以区分的量子电导率，纠正半经典德鲁德电导率，由于其独特的对称性和本地化趋势。在直接的实践中，它允许传输测量来估计第VI族过渡金属二硫属化物的空穴掺杂单层（例如，钼二硫属化物和钨二硫属化物），这是用于valleytronics应用的理想材料类别。这些结果可以推广到一大类具有自旋-谷耦合和时间反演对称性的多通道有质量Dirac系统。
2013-01-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Valley-dependent time evolution of coherent electron states in tilted anisotropic Dirac materials
研究了电场和磁场作用下二维各向异性介质中狄拉克锥倾斜对相干电子态时间演化的影响。我们提出了一个正则变换，映射到一个有效的和各向同性的狄拉克哈密顿在这些领域的倾斜狄拉克锥的各向异性狄拉克-外尔哈密顿。以这种方式，众所周知的朗道能级谱和波函数允许计算朗道和相干态的维格纳矩阵表示。我们发现了一个谷依赖性的行为的维格纳函数的朗道和相干电子状态。时间演化表明，狄拉克锥倾斜和电场的相互作用保持在一个谷的位置和动量的不确定性显着低于在其他谷。量子噪声的增加与维格纳函数中负值的出现相关。这些结果有助于我们理解在与电磁场相互作用下相干电子态的产生。在倾斜狄拉克锥的材料的维格纳函数中的谷依赖的签名可以通过量子层析成像实验来揭示，即使在没有电场的情况下。
2022-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of the velocity barrier on the massive Dirac electron transport in a monolayer MoS$_{2}$ quantum structure
采用传输矩阵方法，研究了正常/铁磁/正常单层MoS $_{2}$量子结构中速度势垒调制下自旋和谷依赖的电子输运性质.基于光学中的Snell定律，通过改变中间铁磁区的Fermi速度来获得结构中电子输运过程中的偏转条件，将速度势垒定义为$ξ=v_{2}/v_{1}$。结果表明，速度势垒可以调节自旋和谷相关的电子极化的大小和方向。对于$ξ>1$，可以实现自旋和谷依赖电子的$-100\%$极化，而对于$ξ<1$，可以实现$100\%$极化。此外，它是确定的完美的自旋和谷输运总是发生在一个大的入射角。此外，自旋和谷依赖的电子输运在很大程度上取决于中间铁磁区的长度$k_{F}L$和栅极电压$U(x)$。这些发现为设计新型自旋谷电子器件提供了一种有效的方法。
2020-03-08 cond-mat.mes-hall
Valley-momentum locking in a graphene superlattice with Y-shaped Kekulé bond texture
Gutiérrez $\textit{et al.}$ [Nature Phys. $\textbf{12}$，950（2016）]最近在石墨烯-铜超晶格上的实验揭示了蜂窝晶格中不寻常的Kekulé键纹理-弱键和强键的Y形调制，波矢量连接两个狄拉克点。我们表明，这种所谓的“Kek-Y”纹理产生两种无质量狄拉克费米子，与谷同位旋锁定平行或反平行的运动方向。在磁场$B$中，与$B$相关的朗道能级的谷简并被谷动量锁定所消除，但仍保留与$B$无关的谷简并零模.
2017-10-09 cond-mat.mes-hall
Dynamic moiré-like band modulation in Dirac materials via multi-beam optical interference
Matana University（马塔纳大学）；Airlangga University（艾尔朗加大学）；National Research and Innovation Agency (BRIN)（国家研究与创新署）
提出纯光学Floquet框架，通过多光束干涉在狄拉克材料中动态生成莫尔类超晶格和准晶势，实现谷选择性能带重构与拓扑相变，并利用表面等离激元克服衍射极限，建立无机械扭转的可重构全光学能带工程平台。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall
Coupled charge and valley excitations in graphene quantum Hall ferromagnets
石墨烯是一种二维碳材料，具有蜂窝晶格和Dirac型低能谱。在强磁场中，库仑作用对无序展宽起主导作用，量子霍尔铁磁态在整数填充下实现。将量子霍尔铁磁性推广到分数填充的无质量狄拉克费米子的情形，研究了与谷自由度耦合的基本电荷激发（所谓的谷skyrmions）.利用密度矩阵重整化群（DMRG）方法，计算了激发能隙，并外推到热力学极限。这些结果提供了石墨烯中skyrmion激发的数值证据和判据。
2008-07-09 cond-mat.mes-hall
Wave packet dynamics and valley filter in strained graphene
在紧束缚模型和连续介质模型下研究了应变石墨烯中波包的时间演化。分析了外加磁场和应变赝磁场对波包轨迹和Zitterbewegung的影响。将应变效应与外部磁场效应相结合，会产生一个有效磁场，该磁场在一个狄拉克锥中很大，但在另一个狄拉克锥中几乎为零。我们构造了一个有效的谷滤波器，其中对于由K和K'狄拉克点周围的动量组成的传播的入射波包，出射的波包仅在这些狄拉克点中的一个中表现出动量，而属于另一狄拉克点的波包的分量由于洛伦兹力而被反射。我们还发现，zitterbewegung是永久的时间在外部或应变感应磁场的存在下，但当外部和应变感应磁场都存在时，zitterbewegung是瞬态的狄拉克锥之一，而在另一个锥的波包表现出永久的空间振荡。
2011-05-05 cond-mat.mes-hall
Valleytronics in merging Dirac cones: All-electric-controlled valley filter, valve and universal reversible logic gate
尽管人们对谷电子学作为替代老化的基于CMOS的信息处理的候选者抱有很大期望，但由于缺乏在静电环境中全电操纵谷极化的实用方法，其进展受到严重阻碍。本文提出了一种基于合并狄拉克锥系统中谷值对比输运的全电控谷值滤波器、阀和逻辑门。这些器件的中心机制在于赝自旋辅助的量子隧穿，当其赝自旋配置与门控散射区的赝自旋配置不匹配时，量子隧穿有效地猝灭了一个谷的输运。谷极化可以突然切换到不同的状态，并保持稳定的半无限栅电压窗口。在谷阀装置中可以实现超过10，000%的巨隧穿谷赝磁电阻比。我们进一步提出了一个基于谷电子的逻辑门，能够覆盖所有16种类型的两输入布尔逻辑。值得注意的是，谷自由度可以用来恢复二输入通用布尔门的逻辑可逆性。（2+1）极化状态--两个不同的谷加上零极化--重新建立一对一的输入到输出映射，这是逻辑可逆性的关键要求，并且由于谷自由度的内置性质而显著降低了可逆电路的复杂性。我们的研究结果表明，谷电子学和数字逻辑的协同作用，可能会提供新的范式基于谷电子学的信息处理和可逆计算。
2017-11-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin-valley locking in Kekulé-distorted graphene with Dirac-Rashba interactions
本文研究了 Kekulé 畸变与 Rashba 自旋轨道耦合对石墨烯电子性质的联合影响，发现低能 Dirac 哈密顿量中出现新的自旋-谷锁定项，并提出了基于掺杂依赖磁输运测量的实验方案以区分不同效应。
2023-08-04 cond-mat.mes-hall
Valley-driven Zitterbewegung in Kekulé-distorted graphene
沉积在铜（111）衬底上的石墨烯可以形成Y形凯库勒键织构（Kekulé-Y），将其狄拉克费米子的动量锁定在其谷自由度上。结果，其能带结构的谷简并被打破，产生具有不同费米速度的两个嵌套狄拉克锥的能量色散。本文研究了Kekulé-Y超晶格中电子波包的动力学性质。我们发现，作为谷动量耦合的结果，可以出现谷驱动的波包振荡运动（{ \it Zitterbewegung}），但频率小于{ \it Zitterbewegung}效应发现的原始石墨烯。这使得Kekulé-Y石墨烯成为在二维系统中实验观察{ \it Zitterbewegung}现象的令人信服的候选者。
2022-02-19 cond-mat.mes-hall
