The gate-tunable strong and fragile topology of multilayer-graphene on a transition metal dichalcogenide
我们分析了夹在相同的过渡金属二硫属化物之间的多层石墨烯的相图。最近在所有范德瓦尔异质结构中实现，这些三明治在石墨烯中诱导了相当大的（1-15 meV）自旋轨道耦合，提供了一种在原始和栅极可调平台中设计拓扑能带结构的方法。我们发现一个丰富的相图，取决于层的数量$N$和门可调垂直电场。对于$N > 1$和奇数，系统是一个强的二维拓扑绝缘体，其带隙等于邻近诱导的伊辛自旋轨道耦合的强度，在中等电场下，该耦合恢复到平凡相。对于$N$ -偶，低能量带表现出最近提出的“脆弱”晶体拓扑结构的形式，以及电场调谐不同的原子绝缘体之间的保护相变。因此，AB-堆叠的双层和ABC-堆叠的三层石墨烯被预测提供易碎和强拓扑的可控实验实现。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall
Landau Levels as a Probe for Band Topology in Graphene Moiré Superlattices
我们提出用朗道能级作为探测二维莫尔超晶格电子能带拓扑特征的探针。我们考虑了两种结构的扭曲双层石墨烯（TDBG），它们具有非常相似的能带结构，但表现出不同的平坦带的谷陈数。TDBG的AB-AB和AB-BA构型之间的这些差异在使用紧束缚模型计算的Hofstadter蝴蝶光谱中清楚地表现为不同的朗道能级序列。朗道能级序列解释的角度的轨道磁化分布在动量空间，这是由旋转$C_2$和时间反演$\mathcal{T}$对称性。我们的结果可以很容易地扩展到其他扭曲的石墨烯多层膜和$h$ -BN/石墨烯异质结构，从而建立了Hofstadter蝶形光谱作为一个强大的工具，用于检测非平凡的谷带拓扑结构。
2020-05-21 cond-mat.mes-hall
Effect of electron-electron interaction on the Fermi surface topology of doped graphene
研究了电子-电子相互作用对掺杂石墨烯费米面形状的影响。晶格的实际离散性质被充分考虑。考虑了具有最近邻跳跃积分的$π$带紧束缚模型。计算了零温下的自能修正。包括长程和短程库仑相互作用。石墨烯的交换自能修正保留了费米表面拓扑结构的三角形翘曲，尽管使三角形形状变圆。带速度被重整化为更高的值。由二阶微扰理论计算的局部库仑相互作用引起的修正，确实使费米面形状各向异性地变形。结果进行了比较，实验观察和其他理论结果。
2008-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Flat bands with fragile topology through superlattice engineering on single-layer graphene
“魔角"扭曲双层石墨烯由于其具有潜在的非平凡拓扑结构的平坦带而引起了人们的极大兴趣，这些拓扑结构导致了复杂的相关相。然而，具有平坦带的光谱不需要在多片范德华材料之间进行扭曲，而是可以通过应用适当的周期性势来实现。在这里，我们提出了一个定制的周期性电位施加到一个单一的石墨烯层通过局部扰动，可以通过光刻或吸附原子操作，这也导致了一个具有平坦带的能谱。我们的第一原理计算与吸附原子的石墨烯的适当装饰确实显示在光谱中的平坦带的存在。此外，我们揭示了拓扑性质的平坦带，通过一个简单的指标分析。这种非平凡的拓扑表现在角落本地化的状态与填充异常，我们使用紧束缚模型。我们提出的单装饰石墨烯片提供了一个新的多功能的路线，研究相关的相位拓扑非平凡的，平坦的能带结构。
2021-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lattice symmetries, spectral topology and opto-electronic properties of graphene-like materials
由晶格对称性决定的能带结构的拓扑结构对输运性质有很大的影响。在这里，我们考虑一个各向异性的蜂窝晶格和研究的连续变形的能带结构上的光学电导率和扩散由于量子涨落的影响。在各向同性节点的行为相反，我们发现超级和subdiffusion的各向异性节点。光谱鞍点在电导率中产生范霍夫奇异性，可以用来表征光谱特性。
2017-10-03 cond-mat.mes-hall
Effects of discrete topology on quantum transport across a graphene $n-p-n$ junction: A quantum gravity analogue
在这篇文章中，我们研究了次近邻原子跳跃对石墨烯中Klein隧穿的影响。通过分析线性区以外的紧束缚模型，得到了基于突现广义Dirac结构的有效量子动力学方程。我们表明，这种结构有一些有趣的理论性质。首先，它可以用来简化量子输运计算用于表征克莱因隧道;其次，它不是手性对称的暗示，由以前的工作。最后，它让人想起具有离散拓扑的空间理论。利用这些属性，我们表明，晶格的离散拓扑结构的克莱因隧道效应，这可以通过测量通过$n-p-n$结的透射率实验探测。我们认为，这模拟量子引力类似物使用石墨烯，我们提出了一个实验来执行这样的测量。
2021-12-08 cond-mat.mes-hall
Periodic Behavior of Topology in Graphene with Nanohole Array
Institute for Quantum Science and Technology, and Department of Physics, Shanghai University（上海大学量子科学与技术研究院及物理系）；School of Engineering, Institute of Science Tokyo（东京科学大学工程学院）
研究通过超结构晶格常数直接诊断石墨烯纳米孔阵列的带拓扑，揭示三角和蜂窝状孔阵列中拓扑周期性行为，为拓扑电子态材料设计提供指导。
2026-05-14 cond-mat.mes-hall
Domain-wall topology induced by spontaneous symmetry breaking in polariton graphene
我们提出了一个数值研究的激子极化激元（极化激元）凝聚在一个交错的极化激元石墨烯在$K$和$K'$谷显示一个带隙的s-带。在价带的动力学有利的负质量极值处，在$K$或$K'$处发生缩合。考虑吸引极化激元-极化激元相互作用允许产生空间扩展的凝聚体。自发对称性破缺发生在冷凝积聚导致形成谷极化域以下的Kibble-Zurek方案。单个谷的选择打破了时间反演对称性，并且分隔畴的壁表现出拓扑保护的手性电流。因此，这种电流是由于非平凡的谷拓扑结构和凝聚诱导的对称破缺之间的相互作用而出现的。
2022-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Band topology and quantum spin Hall effect in bilayer graphene
我们考虑双层石墨烯在自旋轨道耦合的存在下，评估其作为拓扑绝缘体的行为。计算并比较了单层和双层石墨烯能带的第一陈数$n$。它示出，对于一个给定的谷和自旋，$n$在双层是加倍相对于单层。这意味着双层石墨烯将具有单层石墨烯的两倍多的边缘状态，我们通过数值计算和分析在扶手椅终止表面的情况下证实了这一点。双层石墨烯是一种弱拓扑绝缘体，其表面光谱在自旋混合扰动下容易发生能隙开放。我们还评估了在各种扰动下双层石墨烯的相关拓扑体态的稳定性。最后，我们考虑一个中间的情况下，只有一个两层的自旋轨道耦合，并发现，虽然个别山谷有非平凡的陈数，频谱作为一个整体是没有缺口，所以系统不是一个拓扑绝缘体。
2010-07-28 cond-mat.mes-hall
Exciton band topology in spontaneous quantum anomalous Hall insulators: applications to twisted bilayer graphene
我们揭示了量子反常霍尔（QAH）绝缘体的中性粒子-空穴对激发的拓扑特征，这些绝缘体的导带和价带近似平坦，具有相等和相反的非零陈数。使用一个完全可解的模型，我们表明，潜在的能带拓扑结构的影响的质量中心和相对运动的粒子-空穴束缚态。这导致拓扑激子带的形成，其特征是强大的色散和Berry曲率的不均匀性。我们将这些想法应用到最近报道的对称性破缺自发QAH绝缘体在衬底对齐魔角扭曲双层石墨烯。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quasiperiodicity, band topology, and moiré graphene
许多莫尔石墨烯系统具有几乎平坦的拓扑带，其中电子运动强烈相关。虽然在微观上这些系统只是准周期的，但它们通常可以被视为平移不变量，以获得良好的近似。在这里，我们重新考虑这个问题的魔角扭曲的双层石墨烯，几乎与六方氮化硼（h-BN）基板对齐。我们仔细研究了h-BN诱导的周期势对低能物理的影响。该势和由扭曲石墨烯产生的莫尔晶格的组合产生了准周期项，该准周期项取决于h-BN和莫尔石墨烯之间的对准角。我们发现取向角对电中性附近的带隙和电输运行为都有显着影响。我们还介绍和研究玩具模型，以说明如何准周期的潜力可以引起本地化和拓扑带的输运性质的变化。
2020-11-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Supermoiré domain-resolved effective Hamiltonians and valley topology in helical multilayer graphene
Seoul National University（首尔大学）；Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), CSIC and BIST（加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所（ICN2，西班牙高等科学研究委员会和巴塞罗那独立系统大学））；University of Seoul（首尔大学）
研究螺旋多层石墨烯的超摩尔松弛和低能电子结构，揭示折叠狄拉克扇区对低能谱的划分及谷陈数的拓扑响应。
2026-04-21 cond-mat.mes-hall
Topology Classification from Chiral Symmetry: Chiral Phase Index and Spin Correlations in Graphene Nanoribbons
近年来，拓扑学的概念大大加深了我们对一维纳米结构（如石墨烯纳米带）的电子性质的理解。控制GNRs的拓扑电子性质已经在理论研究和实验实现中得到证实。大多数以前的作品依赖于分类理论，需要时间反演和空间对称的单位细胞在1D散装材料，是相称的，它的边界。要访问边界结构，导致没有空间对称性的晶胞和推广的理论，我们在这里提出了另一种分类方案，使用手征对称性，以达到Z分类，不仅适用于任意终端GNRs，但也适用于任何一般的一维手征结构。这个理论，结合Lieb定理，还可以获得电子的自旋自由度，允许研究自旋物理。
2020-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thomas-Fermi theory of out-of-plane charge screening in graphene
该研究以 Thomas-Fermi 变分模型分析无限悬浮石墨烯对面外点电荷的屏蔽，证明中性点能量极小元的存在唯一、正则性、正性、普适衰减及精确电荷抵消，并推广到非零背景电荷情形。
2024-06-17 cond-mat.mes-hall math-ph math.AP
Wavefronts Dislocations Measure Topology in Graphene with Defects
本文提出通过局域电子密度的波前位错图样直接读取陈数或绕数，从而识别含空位等拓扑缺陷的石墨烯拓扑性质，并证明Kekulé畸变等价于空位。
2023-07-11 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian topology in the quantum Hall effect of graphene
本文通过栅极电压调控石墨烯异质结中载流子密度，展示了非厄米拓扑手性的可调性，发现高填充因子处非厄米拓扑不变量最佳量子化，并在ν=0绝缘平台中观测到额外的非厄米拓扑相，证实了无序诱导平庸相的预言。
2024-10-18 cond-mat.mes-hall
Replica Higher-Order Topology of Hofstadter Butterflies in Twisted Bilayer Graphene
该研究揭示扭转双层石墨烯的霍夫施塔特能谱具有递归高阶拓扑，复制HOTI相源于层内与层间耦合尺度差异，展现量子分形中的对称性保护拓扑。
2023-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Visualization and Manipulation of Bilayer Graphene Quantum Dots with Broken Rotational Symmetry and Nontrivial Topology
Bernal堆叠双层石墨烯（BLG）中的静电限定量子点（QD）由于其长的自旋退相干时间、高的样品质量和可调谐性而成为一种有前途的量子信息平台。重要的是，QD态的形状决定了电子能谱、电子之间的相互作用以及电子与其环境的耦合，所有这些都与量子信息处理相关。尽管它的重要性，大质量量子点状态的形状仍然没有实验研究。在这里，我们报告了使用扫描隧道显微镜直接观察BLG QD态的情况。引人注目的是，我们发现这些国家表现出强大的破缺旋转对称性。通过使用数值紧束缚模型，我们确定所观察到的破缺的旋转对称性可以归因于低能各向异性带。然后，我们比较限制的空穴和电子，并证明BLG的非平凡带拓扑结构的影响。我们的研究区分BLG量子点从以前的量子点平台与平凡带拓扑。
2020-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital-free density functional theory of out-of-plane charge screening in graphene
我们提出了一个密度泛函理论的D-Fermi-Dirac-von Weizsäcker型描述的响应的单层石墨烯的电介质基板上的一个点电荷或电荷的集合远离层的距离。我们制定了一个变分设置中，建议的能量泛函承认极小，无论是在自由石墨烯层的情况下，并根据背门。我们进一步提供的条件下，这些极小是唯一的，对应于配置的非均匀密度分布的载流子的只有一种类型。在一般条件下，得到了相应的电荷密度Euler-Lagrange方程，并证明了极小元的唯一性、正则性和衰减性。此外，从零到非零响应的分岔在有限的阈值的外部电荷被证明。
2015-06-30 cond-mat.mes-hall math-ph math.AP
Structure-imposed electronic topology in cove-edged graphene nanoribbons
在凹边锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR-C）中，每个长度单位的一个末端CH基团在每个锯齿形边缘上被去除，形成控制其电子结构的凹的规则图案。基于明确表征ZGNR-C原子结构的三个结构参数，我们提出了一个分类其电子状态的方案，即，如果它们是金属、拓扑绝缘体或普通半导体，对于所有可能的宽度N、单位长度a和在两个边缘b处的凹位置偏移，从而显示直接的结构-电子结构关系。我们还提出了一个经验公式来估计的带隙的半导体带的N，a，和b。最后，我们确定了所有几何上可能的带状终端，并提供规则来构建具有明确电子结构的ZGNR-C。
2022-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay of valley, layer and band topology towards interacting quantum phases in moiré bilayer graphene
本文通过磁输运测量研究了零度对准的BBG/hBN异质结构，揭示了谷-层耦合对莫尔能带拓扑的调控作用，并观察到关联绝缘体、螺旋边缘态和陈绝缘体等量子相。
2024-08-01 cond-mat.mes-hall
Effect of the band structure topology on the minimal conductivity for bilayer graphene with symmetry breaking
使用久保公式，我们开发了一个通用的和简单的表达式，在系统中的最小电导率描述的2 × 2的哈密顿量。作为一个应用程序，我们推导出的双层石墨烯的最小电导率张量作为一个复杂的参数$w$的函数最近提出的对称性破缺机制导致电子-电子相互作用或应变施加到样品的解析表达式。狄拉克点的数目随参数w的变化而变化，这直接影响到最小电导率。我们的解析表达式使用一个独立的计算Landauer方法的基础上，我们发现非常好的协议之间的两种方法。我们表明，最小电导率是非常敏感的参数$w$和电极相对于样品的取向的变化。结果表明，最小电导率与低能能带结构的拓扑结构密切相关。
2011-08-02 cond-mat.mes-hall
Topological Order Without Band Topology in Moiré Graphene
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Zhejiang University（浙江大学）
本研究在拓扑平凡的莫尔能带中，通过量子几何的非均匀分布，实现了独立于单粒子能带拓扑的多体拓扑序，证明了类Laughlin分形陈绝缘体可在现实条件下稳定存在。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Vacancies in Graphene : Dirac Physics and Fractional Vacuum Charges
石墨烯中空位的研究是一个越来越受关注的话题。一个空位诱导出一个局域的稳定电荷，通过一个未屏蔽的库仑势与导体中的其它电荷相互作用。它还打破了两个三角形石墨烯子晶格之间的对称性，从而在狄拉克点处诱导零能态。在这里，我们显示了分数和赝标性质的空位电荷。本文提出了一个连续的狄拉克模型，它把零模与真空分荷和宇称反常联系起来。这种关系构成了一个指数定理，并通过使用特定的手征边界条件来实现，该条件将空位问题映射到边缘态物理上。因此，石墨烯中的空位允许实现$2+1$量子电动力学的突出特征，但不耦合到规范场。这种本质上的区别使得空位物理学相对容易实现，也成为拓扑切换的有趣场所。
2020-08-10 cond-mat.mes-hall hep-th
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
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
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
Charge carrier mobility degradation in graphene sheet under induced strain
研究了单层石墨烯片中诱导应变对载流子迁移率的影响。迁移率计算玻恩近似包括杂质散射，表面粗糙度的影响和晶格声子的相互作用。与其sSi对应物不同，应变石墨烯显示出随着应变的增加迁移率下降。这种效应的主要原因是由于石墨烯蜂窝中的诱导变形而导致费米速度降低。
2010-10-12 cond-mat.mes-hall
Quantifying the intrinsic surface charge density and charge-transfer resistance of the graphene-solution interface through bias-free low-level charge measurement
石墨烯的基于液体的生物应用需要对石墨烯-液体界面的定量理解，其中吸附离子的表面电荷密度、界面电荷转移电阻和界面电荷噪声特别重要。我们通过测量石墨烯电极和不同离子强度的水溶液之间的零偏压法拉第电荷转移，使用可重复的、低噪声的、最小微扰的电荷测量技术来量化这些性质。测量结果表明，吸附的离子具有约-32.8 mC m-2的负表面电荷密度和特定的电荷转移电阻为6.5 pm 0.3 M $Ω$ cm 2。所有测试离子浓度的标准化电流噪声功率谱密度塌陷到1/f特性，其中$α$ = 1.1 pm 0.2。所有的结果都与石墨烯-溶液界面的理论预测非常一致。这种用于在亚pC尺度下监测电荷转移的最小微扰方法具有低噪声和超低功耗（~ fW），使其非常适合用于液体环境中的低水平生物电子学。
2017-08-29 cond-mat.mes-hall
Current-induced reversal of anomalous Hall conductance in twisted bilayer graphene
实验观察到，在扭曲双层石墨烯（TBG）中，当四重简并导电平带填充3/4时，直流电流可以翻转霍尔电阻的符号.实验结果表明，TBG中谷极化（VP）和拓扑结构发生了切换。在这里，我们提出了一个理论的电流感应开关的VP和拓扑结构。电流的存在导致费米能级附近能带中电子占据的重新分布，然后由于库仑相互作用而使能带色散变形和移动。在临界电流以上，原始占用和空带可以交换，导致VP和拓扑的切换。
2020-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge Puddles in Graphene Near the Dirac Point
介电衬底（例如SiO $_2$）上的石墨烯中的电荷载流子密度显示出不均匀性，即所谓的电荷坑。由于单层石墨烯中的线性色散关系，预测水坑在电荷中性附近生长，这是与传统二维电子气明显不同的性质。通过在介观石墨烯器件上进行扫描隧道显微镜/光谱学，我们直接观察到当接近狄拉克点时，水坑在空间范围和幅度上的生长。自洽屏蔽理论提供了宏观输运性质和微观观察到的电荷无序的统一描述。
2015-12-16 cond-mat.mes-hall
Spin Versus Charge Density Wave Order in Graphene-like Systems
采用变分法研究了石墨烯中强的在位和近邻相互作用引起的亚晶格对称性破缺。当相互作用强到足以破坏亚晶格对称性，并且具有石墨烯的相对强度特征时，电荷密度波莫特绝缘体优于自旋密度波凝聚体。在自旋密度波凝聚体中，我们发现，引入交错的在位能量（准粒子质量）导致准粒子自旋态的费米速度和质量隙分裂。
2012-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Manipulating topology in tailored artificial graphene nanoribbons
物质的拓扑相产生了奇异的物理学，可以用于下一代量子计算和自旋电子器件。因此，对拓扑相和它们所表现出的量子态的研究已经成为凝聚态物理中大量研究工作的主题。拓扑保护态已经在各种系统中产生，包括人工晶格、石墨烯纳米带（GNR）和铋双层。尽管取得了这些进展，但对单个拓扑状态及其相对耦合的实时操纵（这是实现拓扑量子比特的必要特征）仍然是难以捉摸的。在第一性原理计算的指导下，我们通过改变准一维人造石墨烯纳米结构的拓扑不变量来空间操纵鲁棒的零维拓扑状态。这是通过将一氧化碳分子定位在铜表面上以将其表面态电子限制到定位成模拟石墨烯衍生物的低能电子结构的人造原子中来实现的。最后，我们展示了控制相邻的拓扑状态，精心设计和模拟复杂的哈密顿之间的耦合。我们的原子合成提供了无限范围的纳米带几何形状，包括目前合成化学无法达到的几何形状，从而为物质的新型拓扑和量子态的设计和研究提供了理想的平台。
2021-04-22 cond-mat.mes-hall
Emergence of intrinsically isolated flat bands and their topology in fully relaxed twisted multi-layer graphene
研究了完全弛豫扭曲多层石墨烯（TMLG）的电子结构和能带拓扑。在TMLG中出现孤立的平坦带，其层数[ $M+N$，其中$M$是底部几层石墨烯（FLG）的层数]高达10，并且具有各种堆叠顺序，并且它们中的大多数位于空穴侧。费米能级附近的FLG的接触带通过FLG的低能带中的电子-空穴不对称性的莫尔耦合和次邻近层之间的垂直跳跃而分裂。完全的结构弛豫导致完全隔离平坦带的全局间隙。对于给定$M$和$N$的TMLG，可分离平坦带的陈数（$|C|$）的最高值可达$M+N-1$，并可由某些孤立带承载。$|C|=9$出现在10层的几种构型的孤立的平坦价带中。如此高的$|C|$源于在弱莫尔耦合区中带态简并度的提升或源于由强莫尔耦合引起的拓扑相变。此外，大的轨道磁矩出现在孤立的平坦带与高$|C|$和依赖于TMLG的结构配置。
2021-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Moiré Band Topology in Twisted Bilayer Graphene
扭曲双层石墨烯（t-BLG）是近年来出现的一种新的强关联物理平台，在魔扭角附近具有Mott状绝缘相、非常规超导行为和突现铁磁性等令人兴奋的现象。除了带平坦度的明显意义之外，带拓扑可能是确定强相关双电子学的另一个关键因素，但很少受到关注。在这里，我们报告令人信服的证据，非平凡的非相互作用带拓扑结构的t-BLG云纹狄拉克带通过系统的非局域输运研究，结合检查植根于$K$理论。在电子和空穴超晶格间隙中，t-BLG的莫尔带拓扑表现为两个明显的非局域响应。我们进一步表明，非局部响应是强大的层间电场，扭转角，和边缘终止，表现出普遍的标度律。虽然一个不寻常的对称t-BLG trivializes Berry曲率，我们阐明，两个$Z_2$不变量的特征的莫尔狄拉克带的拓扑结构，验证所观察到的非局部响应的拓扑边缘的起源。我们的研究结果不仅为理解扭曲范德华异质结构中出现的强关联现象提供了新的视角，而且还提出了一种潜在的策略，以实现从拓扑平凡的量子材料基于扭曲工程的拓扑非平凡的超材料。
2020-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge imprinting biases topology of correlated insulator in hBN-aligned rhombohedral multilayer graphene
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论科学 kavli 研究所）；ShanghaiTech University（上海科技大学）；Liaoning Academy of Materials（辽宁省材料研究院）
通过Hartree-Fock计算，发现菱方多层石墨烯与hBN对齐时，关联绝缘体在特定层数和转角下最稳定，且hBN对齐通过电荷印记效应调控拓扑绝缘态的形成。
2026-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Graphene Conductivity near the Charge Neutral Point
无序的费米-狄拉克分布被用来建模，在一个简单的和本质上是现象学的玻尔兹曼方程的方法，电子/空穴传输通过石墨烯水坑。我们建立，与惊人的实验支持，石墨烯的最小电导率之间的函数关系，在玻尔兹曼制度的流动性，和陡峭的电导率抛物线型通常观察到通过栅极电压扫描周围的电荷中性点。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall
Charge Detection in Graphene Quantum Dots
我们报告了一个石墨烯量子点与集成的石墨烯电荷检测器的测量。该量子点器件由石墨烯岛（直径约为100 nm）组成。200 nm）通过两个窄的石墨烯收缩连接到源极和漏极接触。从库仑金刚石测量的充电能量为4.3毫电子伏提取。电荷检测器是基于放置在约45 nm宽的石墨烯纳米颗粒。离岛60海里。我们表明，纳米粒子中的共振可以用来检测量子点上的单个充电事件。量子点上的充电感应电势变化引起电荷检测器中的电流的阶跃式变化。电流的相对变化范围从10%到60%，用于检测各个充电事件。
2008-09-23 cond-mat.mes-hall
Probing band topology in ABAB and ABBA stacked twisted double bilayer graphene
通过探测弱关联大角度ABBA和ABAB堆叠扭曲双层石墨烯的Landau能级谱，首次实验揭示了其依赖于堆叠的能带拓扑性质及电场调控的拓扑转变。
2024-09-17 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
Charge detection in a bilayer graphene quantum dot
我们展示了一个双层石墨烯量子点与集成的电荷检测器的测量。焦点在于使得能够利用位于岛直径约为100 nm的双层石墨烯量子点旁边约35 nm处的30 nm宽的双层石墨烯纳米颗粒进行电荷检测。纳米粒子中的局部共振可以成功地用于检测点中的单个充电事件，即使在量子点库仑峰不能通过常规技术测量的情况下。
2011-10-26 cond-mat.mes-hall
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
Charge distribution and screening in layered graphene systems
考虑了外场在石墨烯平面的有限堆或半无限石墨中引起的电荷分布。层间电子杂化用最近邻跳跃项描述，自洽静电势诱导的电荷在线性响应范围内计算。的屏蔽性能是由带间和带内电子跃迁的贡献。在中性系统中，只有带间跃迁有助于电荷极化率，导致绝缘屏蔽性能，并在感应电荷的振荡，周期等于层间距。在掺杂系统中，我们发现屏蔽长度相当于2-3个石墨烯层，叠加到显着的电荷振荡。
2006-12-15 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian topology of transport in the quantum Hall phases in graphene
该研究通过单层石墨烯量子霍尔区域的输运模拟，发现多端电导矩阵中存在无法用手性边缘态解释的非厄米拓扑相变，揭示了器件缺陷在化学势扫过第零朗道能级时诱导额外非厄米相，为利用量子器件几何结构实现拓扑保护的输运特性奠定基础。
2025-09-19 cond-mat.mes-hall
Cavity Induced Topology in Graphene
本文提出石墨烯与手性腔场耦合可在狄拉克节点及光-物质杂化点打开拓扑能隙，通过多体微扰理论揭示光子交换机制决定陈数，无需弗洛凯工程即可实现高陈数绝缘体相。
2023-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge transport through graphene junctions with wetting metal leads
石墨烯被认为是下一代电子器件的优秀候选材料。然而，为了精确控制电荷注入和提取过程，需要考虑金属接触的重要影响。我们使用非平衡格林函数和密度泛函理论计算了具有润湿金属引线（共价结合到石墨烯的金属引线）的石墨烯结的输运。提供了关于理想接触的增加的电阻和关于电流波动的统计的定量信息。我们发现，通过所研究的具有Ti接触的两端石墨烯结的电荷传输是伪扩散的，直到令人惊讶的高能量。
2013-10-06 cond-mat.mes-hall
Topological Signatures in the Electronic Structure of Graphene Spirals
拓扑学主要来自数学，但自然科学也发现它的概念很有用。这些概念已被用于解释生物学和物理学中的一些自然现象，并且它们与拓扑绝缘体和石墨烯系统的电子结构描述特别相关。在这里，我们介绍拓扑结构不同的石墨烯形式-石墨烯螺旋-并采用密度泛函理论来研究它们的几何和电子性质。我们发现，螺旋拓扑结构产生了内在的Rashba自旋轨道分裂。通过受空间曲率约束的哈密顿量，石墨烯螺旋由于时间反演对称性而具有拓扑保护状态。此外，我们认为这种石墨烯螺旋的合成是可行的，可以通过我们在这项工作中指出的先进的自下而上的实验路线来实现。
2013-01-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Correlation between Charge Inhomogeneities and Structure in Graphene and Other Electronic Crystalline Membranes
只有一个原子厚，不倾向于晶格缺陷，石墨烯代表了最终的结晶膜。然而，它的结构揭示了在其他晶体膜中未发现的独特特征，特别是波长为100-300埃的波纹的存在。在这里，我将这种差异的根源追溯到膜中的自由电子。晶格的变形能在电荷波动和结构之间产生耦合，导致膜上的波纹，与电荷不均匀性相关。在石墨烯中，这种机制再现了电荷坑和波纹的实验结果。
2009-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
