Pseudo chiral anomaly in zigzag graphene ribbons
作为石墨烯的三维类似物，外尔半金属显示出手性异常的特征，这是由于在平行电场和磁场存在下外尔节点的最低手性朗道能级之间的电荷泵浦引起的。本文研究了锯齿形边缘石墨烯带中的赝手征反常及其输运特征。这里的“伪”是指锯齿形石墨烯带的宽度的倒数在三维Weyl半金属中起到与磁场相同的作用的情况。锯齿形石墨烯带中的谷手性带可以由边缘电势引入，从而引起手性电流的不守恒，即，伪手性异常，在纵向电场的存在下。进一步的数值计算结果表明，锯齿形石墨烯带的赝导率为正，且与赝场近似呈二次函数关系，这被认为是赝手征异常的输运特征.
2019-10-17 cond-mat.mes-hall
Transport through quantum spin Hall insulator/metal junctions in graphene ribbons
量子自旋霍尔绝缘体/金属界面形成在石墨烯带与内在的自旋轨道耦合通过选择性掺杂两个区域创建一个潜在的步骤。对于干净的石墨烯带，由于进入和离开边缘通道的正交性，拓扑边缘状态通过n-n或p-p结的传输是完美的，与带终止、宽度和电势阶跃参数无关。这是一个任意的晶体取向的带状和证明分析锯齿形和金属扶手椅边界条件的数值。在无序带中，左和右运动者之间的正交性通常被破坏，并发生后向散射。然而，通过增加带的宽度，即使在存在强边缘粗糙度的情况下，透射率也接近1。
2012-12-07 cond-mat.mes-hall
Transport signatures of pseudo-magnetic Landau levels in strained graphene ribbons
在非均匀应变的石墨烯中，低能电子经历谷反对称伪磁场，这导致在价带和导带之间的边缘处形成局域态，根据奇特的n=0伪磁性朗道能级来理解。在这里，我们表明，这样的状态可以表现为一个孤立的四重态的低能量电导共振在一个悬浮的拉伸石墨烯带，其中夹持的金属接触导致在带端附近的应变的强烈不均匀性。
2013-03-13 cond-mat.mes-hall
Origin of conductance quantization in disordered graphene ribbons
我们提出了在石墨烯纳米带与不同类型的无序导电的数值研究。我们发现，即使当缺陷散射将电导降低到比2e^2/h低两个数量级时，如果带中存在体空位，由于子带边缘能量附近的电子背散射增强，在中等低温下也会出现等间距的电导平台。这项工作定量地解释了Lin等人[Phys.Rev.B78，161409（2008）]在具有如此低电导的带中观察到的令人惊讶的电导量化。
2009-09-20 cond-mat.mes-hall
Nonlinear conductance quantization in graphene ribbons
我们目前的非线性导电的石墨烯纳米带的源极和漏极之间施加偏压时的数值研究。我们发现，电导量子化平台之间的电子和空穴分支的不对称性，如果在带中的电位等于源极或漏极的电位和强烈的电子（空穴）散射发生。散射可以是在连接石墨烯的较宽区域的均匀弹道带的端部处，或者可以是由于带中的缺陷。我们认为，在具有强缺陷散射的带中，带电位被固定到漏极（源极）的电位，以进行电子（空穴）传输。在这种情况下，恢复了电子和空穴传输之间的对称性，并且我们的计算解释了Lin等人[Phys.Rev.B78，161409（2008）]在实验上观察到的电导平台随着偏压的增加而向上移动。
2011-03-01 cond-mat.mes-hall
Electric gating induced bandgaps and enhanced Seebeck effect in zigzag bilayer graphene ribbons
我们从理论上研究了边栅产生的横向电场和顶、背栅产生的纵向电场对锯齿形双层石墨烯带（Bernal堆叠）能带和输运性质的影响。使用原子紧束缚计算和格林函数的形式主义，我们证明了带隙打开时，任何一个领域的应用，甚至扩大的同时影响下的两个领域。有趣的是，尽管垂直电场被广泛用于控制双层石墨烯中的带隙，但在这里，我们表明，横向场在调制更大范围的带隙和保持良好的电导方面表现出更积极的作用。对于具有16条链线的锯齿形双层石墨烯带，Seebeck效应也被证明强烈增强了约13倍。这些结果可能会激发新的设计的双层石墨烯带使用电子门的设备。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall
Graphene nano ribbons subjected to axial stress
采用原子模拟方法研究了矩形石墨烯纳米带在轴向应力作用下自由边界和有支撑边界条件下的弯曲问题。对于小的应力值，屈曲的石墨烯纳米带的变形的形状是正弦波，其中节线的数量取决于系统的纵向尺寸和施加的边界条件。支撑边界条件下的屈曲应变与纵向尺寸无关，估计为0.86 $%$。通过对有限温度下自由能的计算，我们发现石墨烯纳米带的平衡投影二维面积小于平板的面积。在最佳长度处，支撑边界条件的边界应变为0.48 $%$。
2011-04-09 cond-mat.mes-hall
Anisotropy of the Stone-Wales Defect and Warping of Graphene Nano-ribbons: A First-principles Analysis
与晶体中的位错类似，Stone-Wales（SW）缺陷在$sp^2$键合碳基材料的力学行为中起着重要作用。在这里，我们使用第一性原理计算表明，当这种缺陷存在于石墨烯纳米带的边缘附近时，SW缺陷之间的相互作用中的显著各向异性具有有趣的后果：取决于它们相对于边缘的取向，它们导致压缩或拉伸应力，并且前者负责石墨烯纳米带的凹陷或翘曲。这种弯曲导致缺陷态中电子的离域。
2010-03-01 cond-mat.mes-hall
Modulation of bandgap in bilayer armchair graphene ribbons by tuning vertical and transverse electric fields
研究了外加电场对双层扶手椅型石墨烯纳米带电子性质的影响。使用紧束缚计算和非平衡格林函数形式的原子模拟，我们证明：（i）在半金属结构中，垂直场比横向场在打开更大的带隙方面的影响更有效，显示出与之前的研究相反的现象在双层锯齿形石墨烯纳米带中;（ii）在一些半导体结构中，如果横向场仅显示出如在单层扶手椅型石墨烯纳米带中的通常效应，其中当改变所施加的电势时带隙被抑制，则垂直场表现出带隙可以被扩大的异常现象，即，对于宽度为16个二聚体线的结构，当施加等于0.96 V的垂直偏压时，带隙从0.255 eV增加到最大值0.40 eV。虽然两个场的组合效应不像在双层锯齿形石墨烯纳米带中发现的那样扩大带隙，但它表明相互效应可以用于更快地减小半导体双层扶手椅型石墨烯纳米带中的带隙。这些结果对于充分理解电场对双层石墨烯纳米带（AB堆叠）的影响是重要的，并且还建议适当使用具有不同边缘取向的电栅极。
2016-11-22 cond-mat.mes-hall
Energy Controlled Edge Formation for Graphene Nano Ribbons
在第一性原理计算的基础上，我们估算了将石墨烯片切割成扶手椅型和锯齿型纳米带所需的能量。我们的计算表明，所需的能量切割成锯齿形配置的石墨烯片是由0.174 eV的数量级高于扶手椅配置。因此，对阈值能量的控制可能有助于设计用于将石墨烯片切割成光滑边缘的扶手椅或锯齿形配置的实验。
2013-09-11 cond-mat.mes-hall
Design of Magnetic Graphene-ribbon for 100 Tera-bit/inch2 Information Storage Media
磁性石墨烯带是实现未来超高密度100兆比特/英寸2级数据存储介质的候选者。基于密度泛函理论对多自旋态进行了分析。一个典型的模型是超级电池[C80 H7]，其在一侧锯齿形边缘上具有裸露的（自由基）碳，而在另一侧上具有单氢化。通过优化原子构型，自洽计算表明，最高自旋态的总能量比低自旋态的总能量更稳定，这是由于碳原子之间的交换耦合作用。该分析表明了利用这种化学边缘改性的石墨烯带设计磁性数据轨道的能力。为了提高面磁化强度，分析了双层和四层石墨烯带模型。详细的计算结果表明，自旋最高的态也是最稳定的态。增加层数是实现和增强强磁性的有效途径。
2012-08-13 cond-mat.mes-hall
Electron transmission through step- and barrier-like potentials in graphene ribbons
教科书的隧道公式的列表中延伸推导出精确的表达式的传输系数在石墨烯带扶手椅边缘和阶梯状和障碍状的配置文件的网站能量沿带。这些表达式是通过在准粒子具有恒定但不同势能的区域之间的界面处匹配波函数而获得的。它示出，对于$U_0$高势垒和低能量的电子和空穴，在这种类型的带中的电荷载流子的模式传输所描述的教科书公式，其中恒定的势垒被替换为一个有效的，能量相关的障碍，$U_0\to U(E)$。对于最低/最高电子/空穴模式，$U(E)$分别在金属和半导体带中变为零和非零值。通过势垒/步骤传输在石墨烯的这一点和其他特点进行了讨论，并与相关的早期结果进行比较。
2008-06-13 cond-mat.mes-hall
Giant tunable magnetoresistance of electrically gated graphene ribbon with lateral interface under magnetic field
研究了磁场作用下具有横向n-p结和e-n-p结的电选通石墨烯带的量子动力学和动力学。结果表明，准粒子沿n-p界面跳跃的蛇形态在带电导的主要半经典部分不出现。预测和解析计算了n-pn结带电导的巨振荡。根据带内结的数量，通过磁场或栅极电压的极小变化，其磁阻可以可控地改变50% - 90%。
2016-09-21 cond-mat.mes-hall
Effects of the contacts on shot noise in graphene nano-ribbons
我们研究了无杂质石墨烯薄片的散粒噪声作为化学势的函数。对于大的宽长比，这种噪声已被预测和观察到狄拉克点表现出普遍的特点。此外，散粒噪声随载流子密度的增加而急剧下降。在实验中也观察到这种下降，但斜率比预测的小得多。我们调和理论和实验之间的这种差异，包括接触的石墨烯带的影响。
2014-07-15 cond-mat.mes-hall
First-principles study of heat transport properties of graphene nanoribbons
结合密度泛函理论和非平衡格林函数方法，研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带的热导率。由于石墨烯纳米带的声子色散的各向异性，锯齿形带具有比宽度相当的扶手椅带更高的热导率：锯齿形带中的低频带比扶手椅带中的低频带更分散。有和没有氢钝化的边缘修改的原子结构，并最终影响声子的热输运不同的两种带类型。
2011-08-04 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetism in graphene nanoribbons: split versus oxidative unzipped ribbons
采用静态磁化强度和电子自旋共振测量相结合的方法研究了两种类型的石墨烯纳米带：（a）钾分裂石墨烯纳米带（GNRs）和（b）氧化解链和化学转化的石墨烯纳米带（CCGNRs）的磁性。这两种类型的薄带具有明显不同的磁性。虽然在这两种类型的带中观察到低温铁磁体样特征，但这种室温特征仅在钾分裂带中存在。GNRs表现出负的交换偏差，但CCGNRs表现出“正的交换偏差”。电子自旋共振测量推断，碳相关的缺陷可能负责在这两种类型的带中观察到的磁行为。此外，质子超精细耦合强度已获得的超精细子能级关联实验上的GNRs。电子自旋共振没有提供钾（簇）相关信号的存在下，强调了固有的磁性本质的丝带的迹象。我们的综合实验结果可能推断铁磁团簇与反铁磁区共存导致无序磁相。我们讨论了这两种类型的带状物的磁性行为中所观察到的对比的起源。
2012-04-19 cond-mat.mes-hall
Selective self-excitation of higher vibrational modes of graphene nano-ribbons and carbon nanotubes through magnetomotive instability
我们从理论上证明了石墨烯纳米带和碳纳米管的高模弯曲振动的选择性自激发的磁动不稳定性的手段的可行性。除机械谐振器外，该器件仅由恒压源、电感、电容、栅电极和恒定磁场组成。对石墨烯和碳纳米管进行了数值模拟，显示出总体相似的行为，但主要由于非线性机械弯曲力而产生一些差异。两种材料的优点和缺点进行了讨论。
2011-12-05 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled conductance through bilayer graphene ribbons
我们研究了单层纳米接触的偏压双层石墨烯片的电导。我们发现，通过双层带的传输强烈地依赖于两层之间施加的偏压和单层接触的相对位置。除了双层上的能隙的打开之外，偏压允许调节双层薄片上的电子密度，使得通过外部参数控制电子传输成为可能。
2010-08-19 cond-mat.mes-hall
Reset and switch protocols at Landauer limit in a graphene buckled ribbon
在复位操作期间产生的热量意味着示出被称为Landauer极限的基本界限，而简单的开关操作具有等于零的所产生热量的预期最小量。然而，在这两种情况下，当今的技术实现远远超出了这些理论限制。在本文中，我们提出了一种基于分子动力学模拟的研究，其中复位和开关协议应用于石墨烯扣带，在这里作为一个纳米机电开关工作在热力学极限。
2015-07-27 cond-mat.mes-hall
Electronic superlattices in corrugated graphene
我们从理论上研究了电子输运通过波纹状石墨烯带，并显示了如何带曲率导致电子超晶格的周期设置的波长。通过带的传输敏感地依赖于超晶格能带结构，而超晶格结构又强烈地依赖于变形片材的几何形状。特别是，我们发现，对于带状宽度的横向水平分离是可比的带边能量，一个强大的电流开关发生作为施加的背栅电压的函数。因此，人工波纹石墨烯片或带可用于研究周期势中的狄拉克费米子。此外，这为基于石墨烯的电子器件提供了额外的设计范例。
2007-09-17 cond-mat.mes-hall
Theoretical study of scattering in graphene ribbons in the presence of structural and atomistic edge roughness
我们研究了电荷掺杂的石墨烯带和边缘不完善的纳米带的扩散电子输运性质。我们考虑不同的制度的边缘散射，从宽的石墨烯带（部分）扩散边缘散射带大的宽度变化和纳米带原子边缘粗糙度。对于后者，我们介绍了一种基于赝势的方法，允许原子的治疗的能带结构和散射势，在自洽的解决方案的玻尔兹曼输运方程内的弛豫时间近似，并考虑到边缘粗糙度的属性和统计。所得的电阻率强烈地依赖于带的取向，Z字形（扶手椅）带显示最小（最大）的电阻率和中间带取向表现出中间电阻率值。结果还显示出清晰的电阻率峰值，对应于由于约束诱导的子带量子化的态密度的峰值，除了扶手椅边缘带，其表现出非常强的宽度依赖性，因为它们的claromatic行为。此外，我们确定了一个强大的相互作用之间的相对位置的两个山谷的石墨烯沿运输方向，原子的边缘粗糙度的相关配置文件，和手性谷模式，导致一个特殊的强烈抑制电阻率制度，最明显的锯齿形取向。
2019-02-07 cond-mat.mes-hall
Magneto-transport through graphene nano-ribbons
我们研究了通过石墨烯纳米带的磁输运作为栅极和偏置电压以及温度的函数。我们发现，一个磁场系统地导致电导的几个特斯拉的规模上的增加。这种现象是伴随着减少的能量尺度与充电效果，和跳跃过程探测的温度依赖性测量。所有的观察结果可以解释一致的强局域化效应所造成的大的障碍，并排除在纳米带中观察到的绝缘状态可以解释仅在一个真正的价带和导带之间的差距。
2010-03-15 cond-mat.mes-hall
Rash spin-orbit interaction in graphene and graphene zigzag nano-ribbons
我们研究了Rashba自旋轨道相互作用对石墨烯电子能带结构和相应波函数的影响。通过精确求解紧束缚模型的哈密顿量，我们得到了预期的能带分裂-由于SU（2）自旋对称性破缺-伴随着额外的狄拉克点的出现。这些点起源于价导带交叉。通过引入一个方便的规范变换，我们研究了具有RSO相互作用的锯齿形纳米带模型。我们发现，RSO相互作用解除了边带的准简并性，同时在实空间中引入了依赖于状态的自旋分离。垂直于带平面的平均磁化强度的计算表明，RSO可用于产生自旋极化电流。与内在的自旋轨道（ISO）相互作用提出存在于石墨烯的比较。
2009-05-08 cond-mat.mes-hall
Edge states on graphene ribbon in magnetic field: interplay between Dirac and ferromagnetic-like gaps
在低能有效理论的框架下，结合解析和数值方法，研究了有限宽度石墨烯带在磁场中的边缘态.对具有锯齿形和扶手椅形边缘的石墨烯带进行分析。在这两种情况下的边缘状态的频谱的特征进行了描述。特别地，建立了无带隙边缘态存在的条件。这些结果的解释最近的实验的影响进行了讨论。
2009-01-27 cond-mat.mes-hall
Magnetic structure at zigzag edges of graphene bilayer ribbons
我们研究了锯齿形边缘双层石墨烯带的边缘磁化。在未掺杂双层的费米能处存在平坦的边缘态带，这引起了态密度的强峰，使得双层带即使对于非常小的现场电子排斥也在边缘处具有磁性。在Hartree-Fock近似下，利用哈伯德模型，我们证明了锯齿形边缘双层带的磁结构沿边缘是铁磁的，包括两层的位置，相对边缘之间是反铁磁的。它还表明，这种磁结构是一个后果的性质的边缘状态存在于双层带锯齿形边缘。类似于单层的情况下，即使在小的现场哈伯德排斥$U \approx 0.3 {eV}$的边缘站点磁化大$m \approx0.2 μ_{B}$（每晶格站点）实现在纳米宽的双层带。
2008-01-17 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in narrow graphene ribbons
已知整数量子霍尔效应中的边缘态受到静电相互作用的显著影响，从而导致在霍尔条的边界处形成可压缩和不可压缩条带。我们在这里表明，在一个结合的实验和理论分析，这并不适用于窄石墨烯带的量子霍尔效应。在我们的石墨烯霍尔棒，这是只有60 nm宽，我们观察到的量子霍尔效应朗道能级指数k=2，并显示在一个零自由参数模型，可压缩和不可压缩的条带的空间范围是一个类似的大小作为磁性长度。我们的结论是，在窄石墨烯带的单粒子图片是一个更合适的描述的量子霍尔效应和静电效应是次要的。
2012-11-18 cond-mat.mes-hall
Spontaneous persistent currents in magnetically ordered graphene ribbons
我们提出了一种新的无耗散持续电荷电流机制。二维拓扑绝缘体在它们的边缘保持无耗散的自旋电流，使得对于给定的自旋取向，净电荷电流流动，其被相反自旋的逆流精确地补偿。在这里，我们表明，铁磁秩序的边缘升级到持久的电荷电流的自旋电流，没有施加的领域。为此，我们研究了具有自旋轨道耦合的相互作用的石墨烯锯齿带。我们发现三个电子相位的磁性边缘，携带电流达到0.4nA，相当于金属环中的持续电流，在石墨烯中的小自旋轨道耦合。相之一是谷半金属。
2010-03-29 cond-mat.mes-hall
Stable Spin State Analysis of Fe, Co, Ni-modified Graphene-ribbon
磁性石墨烯带是实现未来超高密度100兆比特/英寸2级数据存储介质的候选者。为了提高石墨烯带的饱和磁化强度，对Fe、Co、Ni修饰的锯齿形边缘石墨烯带进行了第一性原理密度泛函分析。典型的晶胞分别为[C32 H2 Fe 1]、[C32 H2 Co 1]和[C32 H2 Ni 1]。对于Fe改性的情况，最稳定的自旋态为Sz=4/2，而对于Co情况，Sz=3/2，对于Ni情况，Sz=2/2。Fe、Co和Ni的磁矩分别为3.63、2.49和1.26 μB，这可以用考虑到相邻碳的电荷捐赠的Hund规则来解释。能带计算表明，这种半金属结构的上自旋带隙很大（Co情况下为0.55eV），而下自旋带隙很小（Co情况下为0.05eV），这将有助于信息存储、自旋滤波器和磁阻器件等应用。双层Fe改性带显示出管状弯曲结构，这可能表明通过Fe催化剂产生碳纳米管。
2013-07-11 cond-mat.mes-hall
Electronic transport across linear defects in graphene
我们研究了低能电子在石墨烯带和无限薄片中的晶界输运。利用递归格林函数方法，计算了石墨烯带中不同类型晶界的电子透射率。我们显示的电荷密度分布和电流沿带的流动的结果。我们研究线性缺陷在不同的角度与带状方向，以及重叠的两个单层带状域形成一个双层区域。针对一类周期为3的扩展缺陷线，发展了一种研究无限薄片中输运的解析方法。由于$K$和$K'$狄拉克点是重叠的，这类扩展晶界特别有趣。
2015-04-03 cond-mat.mes-hall
Thermopower of Graphene Nanoribbons in the Pseudodiffusive Regime
石墨烯带的热电测量目前在包括通过缺陷和不规则边缘的原子无序的样品上进行。在这项工作中，我们调查的热电势或Seebeck系数的石墨烯带内的线性响应理论和Landauer形式主义，我们认为扩散制度作为一个限制的带的纵横比。我们发现，热电势和电子电导率不仅取决于纵横比，但也取决于化学势和温度，这是这里设置为关键参数。得到的数值结果与温度和掺杂的无序石墨烯带上的热电测量具有良好的一致性。
2018-09-08 cond-mat.mes-hall
Electrostatic confinement of electrons in graphene nano-ribbons
在具有顶栅的石墨烯纳米器件中观察到库仑阻塞。当经由背栅和局部顶栅形成两个PN结时，电子被限制在充当势垒的PN结之间。当栅极电压没有感应出PN结时，由于强无序，电子仍然被限制，但是在更大的区域中。在其他五个不同尺寸的设备上进行测量，得到了一致的结果。
2009-12-11 cond-mat.mes-hall
Persistent currents in a graphene ring with armchair edges
已知具有扶手椅边缘的石墨烯纳米带不具有边缘状态。然而，如果纳米带处于量子自旋霍尔（QSH）态，则必须存在螺旋边缘态。通过将石墨烯带折叠成环状并用磁通量穿线，我们研究了紧束缚极限下的持续电荷流和自旋流。结果发现，对于宽的带，边缘自旋电流接近一个有限值的环的半径无关。对于窄的带，边缘态之间的边间耦合可以打开狄拉克能隙，并减少总的持续电流。此外，通过增强Rashba耦合，我们发现，持续的自旋电流逐渐减少到零，在一个临界值，超过该石墨烯不再是一个QSH绝缘体。
2012-05-24 cond-mat.mes-hall
Energy Band Gap Engineering of Graphene Nanoribbons
我们研究了光刻图案化的石墨烯带结构中的电子输运，其中载流子的横向限制在电荷中性点附近产生能隙。单个石墨烯层与金属电极接触，并图案化为不同宽度和不同晶体取向的带。随温度变化的电导测量显示更大的能隙开放较窄的带。这些能隙的大小进行了研究，通过测量在低温下的非线性响应制度的电导。我们发现，能隙与带宽度成反比，从而证明了通过光刻工艺设计石墨烯纳米结构的带隙的能力。
2007-02-22 cond-mat.mes-hall
Bias induced ferromagnetism and half-metallicity in graphene nano-ribbons
对于由三个配位碳原子组成的自旋选择性电子器件，在这里，我们计算提出了鲁棒的和可逆的偏压驱动的原始未掺杂的石墨烯纳米带（GNR）演变成铁磁半导体，金属或半金属，无论其边缘配置。的演变是一个罕见的铁磁（FM）秩序之间出现最近的相邻（n-n）的网站，在正偏置区域在其不均匀的偏置单位细胞，试图合作，以尽量减少现场库仑排斥和动能，同时最大限度地本地化的电子在正偏置的网站。这一现象似乎是非均匀偏置库仑关联二分系统的一般性质。由于偏压驱动的n-n FM阶和ZGNR固有的边缘间反铁磁阶的竞争，结果在锯齿形边缘石墨烯纳米带（ZGNR）中特别丰富，导致系统地关闭自旋之一的间隙，相当于用于FM半导体和半金属传输的偏压控制的不可错过的窗口打开。
2017-08-06 cond-mat.mes-hall
Spintronic properties of one-dimensional electron gas in graphene armchair ribbons
利用有效质量方法（EMA）研究了石墨烯扶手椅带中一维电子气在电子只占据最低传导子带时的磁性.我们发现，一维电子气的磁性可能敏感地依赖于带的宽度。对于带宽度$L_x=3Ma_0$，临界点将铁磁态和顺磁态分开，而对于$L_x=(3M+1)a_0$，顺磁态是稳定的（$M$是整数，$a_{0}$是晶胞的长度）。这些宽度相关性质是本征态的结果，本征态具有$\mathbf{K}$和$\mathbf{K'}$态的微妙宽度相关混合，并且可以通过检查多体交换自能表达式中出现的波函数重叠来理解。铁磁和顺磁状态可以用于自旋电子学目的。
2012-09-17 cond-mat.mes-hall
Thermal Rectification In Asymmetric Graphene Ribbons
本文采用分子动力学模拟对石墨烯纳米带中的热流进行了研究。结果表明，非对称石墨烯带的热通量优先沿宽度减小的方向流动，表现出明显的热整流效应。讨论了整流比与顶角和长度的关系。与基于碳纳米管的一维热整流器相比，石墨烯纳米带即使在大规模下也具有更高的整流比。我们的研究结果表明，非对称石墨烯带可能是一个有前途的结构，为实际的热（声子）器件。
2009-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inter-ribbon tunneling in graphene: an atomistic Bardeen approach
两个交叉的石墨烯纳米带的弱耦合系统由于两个带的波函数的重叠而表现出直接隧穿。我们应用Barnut转移哈密顿形式主义，使用原子能带结构计算占隧道过程中的原子结构的效果。纳米带的强量子尺寸限制被电子结构的一维特性所反映，导致与层间隧穿的情况显著不同的性质，其中隧穿发生在大块二维石墨烯片之间。带间隧穿结构的电流-电压特性表现出共振，以及电流的逐步增加。这两个功能是由高能对齐的一维峰的状态密度的带。如果耦合能带的曲率的符号相等，则发生共振隧穿，而如果符号相反，则发生电流的阶梯状增加。改变掺杂调制效应的起始电压以及它们的幅度。通过静电门控掺杂使得这些结构有希望应用于陡斜率开关器件。使用原子的Barnesian转移哈密顿方法，可以研究整个范围的二维材料，如过渡金属二硫属化物的带间隧穿。在石墨烯带中观察到的共振效应和电流阶跃式增加的效应，在由这些替代二维材料制成的带中也是预期的，因为这些效应是状态密度的一维特征的表现。
2016-03-10 cond-mat.mes-hall
Interplay between symmetry and spin-orbit coupling in graphene nanoribbons
我们研究了具有对称边缘的手性和非手性石墨烯纳米带的电子结构，包括曲率和自旋轨道效应。弯曲的带状物呈现自旋分裂带，而平坦的带状物呈现自旋简并带。我们表明，这种效果是由于打破空间反转对称性弯曲的石墨烯纳米带，而具有对称边缘的扁平带具有反转中心，无论其具有手性或非手性边缘。我们发现一个增强的边缘-边缘耦合和一个实质性的差距窄手性纳米带，这是不存在于锯齿形带状类似的宽度。我们将这些尺寸效应归因于边缘几何形状所施加的子晶格的混合，从而产生与纯锯齿形边缘的手性条带不同的行为。
2013-06-06 cond-mat.mes-hall
Third nearest neighbor parameterized tight biding model for graphene nano-ribbons
由Reich等人提出的第三近邻紧束缚模型[Phys. Rev. B 66，035412]很好地再现了2D石墨烯片的从头算能带结构。对于带状结构，现有的紧束缚参数组可以成功地解释所有扶手椅型带状结构的半导体行为。然而，他们仍然无法准确地描述带的斜率，而这个特征与电子的群速度和有效质量直接相关。在这项工作中，两个密度泛函理论和紧束缚计算进行，并介绍了一套新的紧束缚参数的第三近邻包括重叠条款。用这个模型得到的结果提供极好的协议与密度泛函理论的预测在大多数情况下的带状结构，即使在高能量区。此外，这套可以诱导电子空穴不对称性，表现在密度泛函理论。相关的结果也证明了扶手椅带的各种宽度，以及锯齿形结构，从而开辟了多尺度模拟的路线。
2017-02-08 cond-mat.mes-hall
Effective spin theories for edge magnetism in graphene zigzag ribbons
我们报告了一个彻底的研究减少边缘相关效应在石墨烯的边缘状态的简化有效的模型。后者以前曾用于专门定制的几何形状。通过对二阶微扰理论中体态修正的系统研究，我们证明了在一般几何条件下，简化为纯边态模型是合理的。这里讨论的简化模型的框架使得能够研究系统尺寸远远超出常规方法范围的非平均场相关物理，例如，量子蒙特卡罗
2014-12-22 cond-mat.mes-hall
Graphene Nano-Ribbon Electronics
我们制作了石墨烯纳米带场效应晶体管器件，并研究了它们的电学性能作为带宽度的函数。我们的实验表明，电阻率的带状增加，其宽度减小，表明边缘状态的影响。温度相关的测量分析表明，有限的量子限制间隙开口窄带。石墨烯带器件在低频下的电流噪声主要由1/f噪声决定。
2007-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Protected pseudohelical edge states in proximity graphene ribbons and flakes
我们研究的拓扑性质的模型，描述石墨烯在现实的基板上诱导邻近自旋轨道耦合在石墨烯。一个$\mathbb{Z}_2$相图计算的参数空间（通常不同）的内在的自旋轨道耦合的两个石墨烯亚晶格，在Rashba耦合的存在下。最吸引人的情况是，交错的内在自旋轨道耦合，尽管是拓扑平凡的，$\mathbb{Z}_2 = 0$，没有表现出边缘状态的保护，防止时间反转散射的锯齿形带一样宽的微米。我们称这些状态为伪螺旋，因为它们的螺旋度锁定在子晶格上。赝螺旋模的自旋特征和鲁棒性在有限薄片上表现得最好，这表明边缘态具有零$g$因子，在薄片的横截面中携带有限的自旋电流，并且在扶手椅边缘处表现出自旋翻转无反射隧穿。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall
Floquet Spectrum and Transport Through an Irradiated Graphene Ribbon
石墨烯经受空间均匀的圆极化电场支持具有类似于拓扑绝缘体的性质的Floquet光谱，包括与体能带和载流边缘状态相关联的非零Chern数。然而，这个系统的输运性质是复杂的Floquet状态的非平衡职业。我们解决这个问题，考虑运输在一个两端带状几何形状的引线具有明确的化学势，与辐射中心散射区域。我们证明了存在的边缘状态，这对于无限大的质量边界条件可能与只有一个两个山谷。在低频率下，零能量附近的体DC电导率被示出由一系列具有非常窄的反交叉的状态主导，导致超扩散行为。对于很长的丝带，弹道制度出现在边缘状态运输占主导地位。
2011-06-01 cond-mat.mes-hall
Optimizing isotope and vacancy engineering in graphene ribbons to enhance the thermoelectric performance without degrading the electronic properties
热电优值ZT的提高需要增加功率因数或降低声子电导，甚至两者兼而有之。在石墨烯中，高的声子热导率是限制热电转换的主要因素。因此，提高ZT的常用策略是引入声子散射体以抑制声子电导，同时保持高电导和塞贝克系数。尽管热电性能最终得到增强，但基于该策略的所有研究均显示电导显著降低，通常导致较低的电子性能。在这项研究中，我们表明，适当的来源的障碍，包括同位素和空位在最低的电子密度的位置，可以被用作声子散射体，以减少在石墨烯带的声子电导，而不会降低电导，特别是在低能量区域，这是最重要的范围为设备操作。通过半经验紧束缚和力常数模型结合非平衡格林函数的原子计算，我们发现石墨烯带的自然电子性质可以完全保留，同时其热电效率大大提高.对于宽度M = 5二聚体线的带，室温ZT从小于0.26的无缺陷带提高到大于2.5。这项研究很可能为新一代具有双电子热电功能的纳米器件设定里程碑。
2016-09-16 cond-mat.mes-hall
Atomistic Non-equilibrium Green s Function Simulations of Graphene Nano-Ribbons in the Quantum Hall Regime
采用基于非平衡格林函数（NEGF）的量子输运模型，研究了石墨烯纳米带（GNR）中的量子霍尔效应.基于pz轨道的最近邻紧束缚模型构造了器件的哈密顿量。考虑了不同边缘几何形状（锯齿形和扶手椅形）的GNR。通过Peierls置换，磁场被包括在通道和接触两者中。用于计算表面格林函数的有效算法被用来节省计算时间，同时模拟逼真的大尺寸相比，在实验中使用的。霍尔电阻计算精确地再现了实验中观察到的量子霍尔平台。为了在实验相关的10- 20 T内的磁场中捕获量子霍尔效应，在模拟中使用大尺寸是至关重要的。
2008-01-08 cond-mat.mes-hall
Transition from ballistic to diffusive behavior of graphene ribbons in the presence of warping and charged impurities
利用Landauer理论和紧束缚p轨道哈密顿量研究了长程无序势和翘曲对石墨烯带电导率和迁移率的影响。我们表明，作为结构的长度增加的系统经历了从弹道扩散制度的过渡。这反映在计算的电导率和迁移率的电子密度依赖性中。特别地，我们表明石墨烯带的迁移率随μ（n）n^（-λ）变化，其中0<λ <0.5。指数λ取决于系统的长度，其中λ =0.5对应于弹道制度中的短结构，而扩散制度λ =0（当迁移率与电子密度无关时）对于足够长的结构达到。我们的结果可以用于解释实验数据时，λ的值可以用来区分系统的传输制度（即弹道，准弹道或扩散）。根据我们的研究结果，我们讨论了现有的实验结果。
2009-09-30 cond-mat.mes-hall
Edge states and ballistic transport in zig-zag graphene ribbons: the role of SiC polytypes
在6 H-SiC面上生长的锯齿形边缘石墨烯带是弹道导体。已经假设在4 H-SiC上生长的锯齿形石墨烯带也将是弹道的。然而，在这项工作中，我们表明SiC多型体很重要;弹道石墨烯带只在6 H SiC上生长。4 H和4 H钝化带是扩散导体。详细的光电子发射和显微镜研究表明，6 H-SiC侧壁锯齿形带是金属与一对n掺杂的边缘状态与不对称的边缘终端，相比之下，4 H-SiC锯齿形带强烈结合到SiC，严重扭曲带的$π$ -带。$\text{H}_2$ -钝化的4 H带返回到金属状态，但没有显示出边缘状态的证据。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular circuits based on graphene nano-ribbon junctions
石墨烯纳米带结的电子器件提出了这封信。非平衡格林函数计算表明，从单层石墨烯定制的具有不同边缘形状和宽度的纳米带结可以充当金属-半导体结，并且可以实现量子点。凭借单层石墨烯图案化到原子精度的可能性，这些结构与先前报道的二维块状石墨烯或碳纳米管器件完全不同，预计将用作未来纳米电子学的构建块。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Jahn-Teller Distortion and Multiple-spin-state Analysis of Single-atom Vacancy in Graphene-nano-ribbon
石墨烯和石墨中的单原子空位缺陷及其排列被认为是具有室温铁磁性的候选者之一。利用密度泛函理论研究了石墨烯纳米带（GNR）中单原子空位的多自旋态与Jahn-Teller畸变之间的关系.一个含有六个未成对电子的初始空位的等边三角形在Jahn-Teller效应的作用下变形为等腰三角形。在Sz=6/2、4/2和2/2的可能自旋态中，最稳定的自旋态是Sz=2/2。总能量比初始能量低15.6 kcal/mol（稳定），一个空位周围的自旋密度（磁矩）之和为1.49 μB。在Sz=4/2的情况下获得了惊人的结果。最初的扁平带变成三维卷曲带。GNR上出现铁磁自旋分布。总能量为-15.5kcal/mol，与Sz=2/2的能量非常接近。计算结果表明，通过空位的产生，扁平带和卷曲带共存。在α位空位和\b{eta}位空位的情况下分析了双层AB堆叠GNR。在这两种情况下，最稳定的自旋状态是Sz=2/2。这些扭曲的空位三角形显示出从β位到α位的60度顺时针旋转，这与使用扫描隧道显微镜的几个实验观察结果一致。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall
Gaussian deformations in graphene ribbons: flowers and confinement
几何和电子性质的耦合是一个很有前途的场所，工程师在石墨烯的导电性能。限制添加到应变允许不同的传输机制与潜在的设备应用的相互作用。为了研究有限几何条件下的应变输运特征，我们专注于具有圆对称变形的石墨烯纳米带（GNR）。特别是，我们研究GNR与非均匀，平面外高斯变形，连接到水库。我们观察到在变形区域的状态密度的增强，伴随着电导的降低，信号的存在下的受限状态。局域态密度呈现出六重对称结构，具有振荡的子晶格占据不对称性，在很宽的能量和模型参数范围内持续存在。
2014-07-04 cond-mat.mes-hall
Transport gap engineering by contact geometry in graphene nanoribbons: Experimental and theoretical studies on artificial materials
通过微波模拟实验和紧束缚计算研究了石墨烯纳米带中的电子输运。特别是，它是研究在何种条件下可以观察到的运输间隙。我们的实验提供的证据表明，扶手椅带的宽度$3m+2$与整数$m$是金属和其他半导体，而锯齿形带是金属独立于它们的宽度。接触的几何形状，定义的源极和漏极引线的带状边缘的原子连接，有很强的影响上的运输。如果铅只附着在锯齿形边缘的内部原子上，则在所有扶手椅带和菱形锯齿带中都可以观察到宽的输运带隙。所有的实验结果同意定性紧束缚计算使用非平衡格林函数方法。
2017-01-12 cond-mat.mes-hall
From adiabatic to non-adiabatic pumping in graphene nanoribbons
描述了通过附着于储层的石墨烯带的非平衡双参数泵浦输运。紧束缚模型求解使用Keldysh形式主义，绝热和非绝热制度之间的交叉进行了研究。抽运直流电流通过扶手椅带显示在二维系统中常见的属性。锯齿形带中宽度依赖的直流电流，揭示了类似于二维拓扑绝缘体中的边缘状态，在绝热状态下对泵浦输运没有贡献。传播和消逝模式之间的相互作用进行了讨论。
2012-03-18 cond-mat.mes-hall
Spiral graphone and one sided fluorographene nano-ribbons
采用从头算、半经验和大尺度分子动力学模拟研究了氢化/氟化石墨烯纳米带的不稳定性.自由站立的半无限扶手椅状氢化/氟化石墨烯（AC-GO/AC-GF）和船状氢化/氟化石墨烯（B-GO/B-GF）（沿着Z字形方向周期性的纳米带）是不稳定的并且自发地转变成螺旋结构。我们发现，卷起的螺旋B-GO和B-GF在能量上比螺旋AC-GO和AC-GF更有利，这与双面平坦的氢化/氟化石墨烯，即石墨烷/氟代石墨烯相反。我们发现，在轧制过程中，随着能隙的增加，堆积的螺旋结构在边缘处表现出意想不到的局部HOMO-LUMO。这些卷曲的烃结构在室温以上至少达到$T$ = 1000 K时是稳定的。
2013-03-09 cond-mat.mes-hall
Dynamic in situ Control of Heat Rectification in Graphene Nano Ribbons using Electric Field-induced Strain
本研究通过MD模拟证明，外力使石墨烯纳米带形成两个不等应变区段可产生最高60%的热整流增强，并可通过改变施力位置实时切换极性，从而提出无需复杂纳米图案化的热电器件。
2017-07-20 cond-mat.mes-hall
