Carrier scattering from dynamical magneto-conductivity in quasi-neutral epitaxial graphene
用朗道能级谱研究了准中性多层外延石墨烯中电子散射时间的能量依赖性。从朗道能级加宽的结果可以看出，散射率随能量的增加而线性增加。这意味着石墨烯中朗道能级谱的令人惊讶的性质-分辨的朗道能级的数量随着施加的磁场保持恒定。洞察给出了可能的散射机制和载流子迁移率在石墨烯系统的调查。
2011-10-20 cond-mat.mes-hall
Threshold of Terahertz Population Inversion and Negative Dynamic Conductivity in Graphene Under Pulse Photoexcitation
本文从理论上研究了太赫兹（THz）波段内本征石墨烯在近/中红外脉冲光激发下的粒子数反转和负动态电导率。当脉冲光子能量较低时，由于光激发载流子浓度与脉冲光子能量成反比以及较弱的载流子加热，粒子数反转和负动态电导率所需的阈值脉冲能量可以低几个数量级。我们还研究了动态电导率对动量弛豫时间的依赖关系。负动态电导率发生在高质量或低质量的石墨烯中，其中载流子在太赫兹频率下的Drude吸收很弱。
2012-10-29 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit related power-law dependence of the diffusive conductivity on the carrier density in disordered Rashba two-dimensional electron systems
利用严格考虑多重散射事件的动量空间Lanczos递推方法，揭示了非微扰无序效应对低密度区具有Rashba自旋轨道耦合的二维电子系统电荷输运的显著影响.我们的模拟发现的DC纵向电导率的载流子密度的幂律依赖，与指数线性依赖于Rashba自旋轨道强度，但独立的无序强度。因此，在复杂的多重散射过程影响下的经典电荷输运也表现出自旋轨道耦合的特征。这种高度非常规的行为在具有可调载流子密度和Rashba分裂的系统中被认为是可观察到的，例如LaAlO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$界面、Rashba半导体碲化铋的异质结构和表面合金Bi $_x$ Pb $_y$ Sb $_{1-x-y}$ /Ag（111）。
2020-02-02 cond-mat.mes-hall
Free-carrier dynamics in Au$_{2}$Pb probed by optical conductivity measurements
我们测量了Dirac材料Au $_{2}$ Pb在宽频率范围（30 - 48 000 cm $^{-1}$）内的光学反射率，温度范围为9 - 300 K。的光学电导率，计算从反射率，占主导地位的自由载流子的贡献，从拓扑平凡的散装带在所有温度下。这些载流子的与温度无关的总等离子体频率为3.9 $\pm$ 0.2 eV。总体而言，Au $_{2}$ Pb的光学响应通常是金属性的，没有局部化和不良金属行为的迹象。
2018-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Maximizing the spin-orbit torque efficiency of Pt/Ti multilayers by optimization of the tradeoff between the intrinsic spin Hall conductivity and carrier lifetime
我们报告了一个全面的研究最大化的自旋霍尔比（θSH）在Pt薄膜中的插入亚单层层的Ti，以减少载流子寿命，同时尽量减少并发减少自旋霍尔电导率。我们建立的固有自旋霍尔电导率的Pt，而强大的应变和这些插入所造成的晶体顺序的中度中断，开始迅速下降，在高电阻率水平，因为载流子寿命缩短。在本征自旋霍尔电导率和载流子寿命之间的不可避免的权衡为异质材料设定了θSH >=0.8的实际上限，其中结晶Pt组分是自旋霍尔效应的来源，并且电阻率通过缩短载流子寿命而增加。这项工作还建立了一种非常有前途的自旋霍尔金属[Pt 0.75 nm/Ti 0.2 nm]7/Pt 0.75 nm，用于节能，高耐久性的自旋轨道扭矩技术（例如，存储器、振荡器和逻辑电路），这是由于其结合了0.8的巨大θSH（或相当于0.35的每单位电流密度的阻尼式自旋扭矩效率）、相对较低的电阻率（90 uOhm cm）和对实际技术集成的高度适用性。
2019-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measurements of Composite Fermion Conductivity Dependence on Carrier Density
首次对高质量前栅GaAs/Al $_{0.33}$ Ga $_{0.67}$ As异质结构中复合费米子电导率$σ^{CF}_{xx}$在朗道能级填充因子$ν= {1/2}$和$ν= {3/2}$下的载流子密度依赖性进行了实验研究。从幂律ln $(σ^{CF}_{xx}) \propto$ ln $(n_e)^α$中提取$α$表明，$α\approx 1$。测量的$α \approx 1$位于强随机磁场状态下的预测值3/4和弱随机磁场状态下的预测值3/2之间。我们的结果和理论之间的比较进行了讨论。
2005-03-17 cond-mat.mes-hall
Carrier concentrations and optical conductivity of a band-inverted semimetal in two and three dimensions
本文研究了一个简单的带隙体系的单粒子、电子输运和光学性质，该体系由一个简单的带有反转价带的两带哈密顿量描述。我们在三维（3D）和二维（2D）的情况下分析其属性。当带隙设置为零时，绝缘相变为金属相。3D情况下的金属相的特征在于节点表面。该节面等价于二维的节环。在一个简单的理论框架内，我们计算了态密度，总的和有效的载流子浓度，霍尔浓度和霍尔系数，对于二维和三维的情况。主要结果是，在本模型中，三个浓度总是彼此不同。然后，这些浓度可用于解析电子基态的性质。同样，光学电导率的计算和讨论的绝缘相。我们发现，有没有在金属相的光激发。最后，我们比较了使用联合态密度的经验法则推导计算的光学电导率。
2021-04-26 cond-mat.mes-hall
Master equation approach to conductivity of bosonic and fermionic carriers in one- and two-dimensional lattices
讨论了一维和二维晶格中玻色子和费米子载流子扩散电流的主方程方法。这种方法重现所有已知的线性响应理论的结果，包括整数量子霍尔效应的费米子载波。该方法的主要优点是，它允许计算超出线性响应政权的电流，其中新的影响被发现。特别是，我们表明，霍尔电流可以通过改变方向的静态力（电场）相对于主轴的晶格反转。
2013-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
The ultrafast dynamics and conductivity of photoexcited graphene at different Fermi energies
对于石墨烯的许多设想的光电应用来说，理解光激发后的亚皮秒载流子动力学以及对电导率的影响-光电导性是至关重要的。虽然这些主题已经使用各种超快实验和理论方法进行了研究，但关于光电导性的符号，额外电子-空穴对的产生和意义，特别是相关过程如何依赖于费米能量，已经提出了有争议和不完整的解释。在这里，我们提出了一个统一的和直观的物理图片的超快载流子动力学和光电导，结合光泵太赫兹探测测量的门可调石墨烯器件，使用玻尔兹曼方程的数值计算。我们区分两种类型的超快光致载流子加热过程：在低（平衡）费米能量（$E_{\rm F} \lesssim$ 0.1 eV的我们的实验）加宽的载流子分布涉及带间跃迁-带间加热。在更高的费米能量（$E_{\rm F} \gtrsim$ 0.15 eV）下，载流子分布的加宽涉及带内跃迁-带内加热。在某些条件下，对于低$E_{\rm F}$，可以产生附加的电子-空穴对（载流子倍增），而对于较高的$E_{\rm F}$，可以产生热载流子（热载流子倍增）。对于低（高）$E_{\rm F}$，所得光电导为正（负），这源于加热载流子分布对杂质屏蔽的影响，与主要由于杂质散射的DC电导率一致。这些见解的重要性突出的石墨烯光电探测器应用的影响的讨论。
2017-12-07 cond-mat.mes-hall
Optical conductivity of three and two dimensional topological nodal line semimetals
拓扑节线半金属在低载流子浓度下的费米面形状特殊，导致了它们不寻常的光学和输运性质。本文利用久保公式分析了三维和二维节线半金属的线性光学响应。三维节线半金属的光学电导率是各向异性的。沿轴向（\textit{i.e.}，垂直于硅环平面的方向），在低和高载流子掺杂下，Drude重量与化学势具有线性关系。对于径向方向（\textit{i.e.}，平行于环形平面的方向），在从低到高的载流子浓度的过渡中，这种依赖性从线性变为二次。带间对光学电导率的贡献也是各向异性的。特别地，在大频率下，它在轴向方向上饱和到恒定值，并且沿着径向方向随着频率线性增加。在二维节线半金属中，不能诱导带间光学跃迁，对光学电导率的唯一贡献来自带内激发。相应的德鲁德重量是独立的载流子密度在低载流子浓度和线性增加的化学势在高载流子掺杂。
2017-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast terahertz conductivity in epitaxial graphene nanoribbons: an interplay between photoexcited and secondary hot carriers
FZU - Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院）
研究发现石墨烯窄带中光电导性随泵浦能量变化呈现非单调特性，由光激发载流子与二次热载流子的相互作用主导。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic and extrinsic effects on intraband optical conductivity of hot carriers in photoexcited graphene
基于半经典玻尔兹曼输运方程（BTE），对光激发石墨烯中准平衡态热载流子的带内光学电导进行了数值研究，旨在了解石墨烯-衬底界面处带电杂质引起的本征光学声子和非本征库仑散射的影响.而不是使用完整的BTE解决方案，我们采用迭代解决方案的BTE和全面的模型的时间演变的热载流子温度和热光学声子职业，以减少计算成本。未掺杂的石墨烯由于热激发载流子的增加和带电杂质散射的减少而表现出大的正光电导。具有高浓度带电杂质的未掺杂石墨烯中的光电导的频率依赖性显著偏离在简单Drude模型中观察到的那些，这可以归因于在热载流子冷却过程中的太赫兹（THz）探测期间随时间变化的带电杂质散射。重掺杂的石墨烯表现出类似于Drude模型的小的负光电导性。在这种情况下，带电杂质散射基本上被抑制的载流子屏蔽效应，和温度依赖性的德鲁德重量和光学声子散射支配的负光电导。在轻掺杂的石墨烯中，负和正光电导的出现取决于频率，并且从负光电导到正光电导的交叉从增加带电杂质浓度出现。这表明主要的散射机制从光学声子到带电杂质的变化。我们的方法提供了一个定量的了解非德鲁德行为和时间演变的光电导石墨烯。
2021-01-15 cond-mat.mes-hall
Estimation of residual carrier density near the Dirac point in graphene through quantum capacitance measurement
我们讨论了通过量子电容（CQ）和电导率测量估计的石墨烯中狄拉克点（DP）附近的剩余载流子密度（n*）。DP处的CQ具有有限值并且与温度无关。在DP处的电导率也观察到类似的行为，因为它们的来源是由带电杂质外部诱导的残余载流子。然而，从CQ提取的n* 通常小于从电导率提取的n *，这表明在熔池区域中的迁移率低于在线性区域中的迁移率。定量估计n* 应采用CQ测量。
2013-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier transport in 2D graphene layers
从理论上考虑了在存在密度为$n_i$的随机带电杂质中心散射的情况下，栅控2D石墨烯单层中的载流子输运。与现有的实验数据（参考文献\onlinecite{kn:novoselov2004, kn:novoselov2005, kn:zhang2005, kn:kim2006, kn:fuhrer2006}）获得了极好的定量一致性（对于载流子密度$n > 10^{12} \rm{cm}^{-2}$）。电导率在理论上与$n/n_i$成线性关系，并显示出极弱的温度依赖性。实验观察到的电子和空穴的电导率之间的不对称性解释的不对称性中的带电杂质配置的栅极电压的存在下，而高密度饱和的电导率为最高的迁移率的样品被解释为之间的交叉的长程和点散射为主的制度。我们认为，实验观察到的低密度下的电导率饱和来自带电杂质引起的石墨烯载流子密度的不均匀性，这对于$n \lesssim n_i \sim 10^{12} \rm{cm}^{-2}$变得严重。
2007-05-04 cond-mat.mes-hall
Large optical conductivity of Dirac semimetal Fermi arc surfaces states
费米弧表面态是拓扑狄拉克半金属的一个标志，它可以容纳表现出与其母体不同的不寻常动力学的载流子。我们发现本征狄拉克半金属中的费米弧载流子具有强的各向异性轻物质相互作用。其特征在于，当光横向于费米弧偏振时，费米弧光学电导率大;当光沿着费米弧偏振时，费米弧光学电导率显著减弱。大的表面光谱权重被锁定到狄拉克节点之间的宽间隔，并且当系统被掺杂时，作为费米弧载流子的大德鲁德权重而持续存在。因此，大的和各向异性的费米弧电导率提供了一种新的手段，光学查询狄拉克半金属的拓扑表面状态。
2017-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier screening, transport, and relaxation in 3D Dirac semimetals
针对掺杂三维（3D）狄拉克材料中密度和温度相关的载流子电导率发展了一种理论，该理论聚焦于由于随机带电杂质（例如，掺杂剂离子和无意的背景杂质）。该理论适用于未掺杂的本征（“高温”，$T \gg T_F$）和掺杂的非本征（“低温”，$T \ll T_F$）限制，在两个制度中获得的载流子电导率的分析缩放特性，其中$T_F$是对应于掺杂的自由载流子密度（电子或空穴）的费米温度。描述电导率如何依赖于密度和温度的标度性质可以用于通过输运测量来建立3D系统的狄拉克性质。我们还考虑了三维狄拉克材料中声子散射对电导率的温度限制。此外，我们从理论上计算和比较的单粒子弛豫时间$\tas$，定义的量子级加宽，和传输散射时间$\tat$，定义的电导率，在存在屏蔽带电杂质散射。对存在长程屏蔽库仑无序的三维狄拉克材料的$\tat/\tas$结果进行了临界定量分析。
2014-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hydrodynamic Model for Conductivity in Graphene
基于最近开发的电子理想相对论流体在狄拉克点的图片，我们提出了一个分析模型，在石墨烯的导电性，能够描述的线性依赖于载流子密度和存在的最小电导率。该模型将杂质视为淹没的刚性障碍物，形成石墨烯电子流过的无序介质，与经典流体动力学非常相似。为了描述最小电导率，我们考虑了由样品中的杂质引起的附加载流子密度。该模型，它预测的电导率作为样品的杂质分数的函数，支持广泛的模拟不同值的${\cal E}$，无量纲强度的电场，并提供了良好的协议与实验数据。
2013-01-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge screening and carrier transport in AA-stacked bilayer graphene: tuning via a perpendicular electric field
在无规相位近似（RPA）下，分析计算了在垂直施加电场作用下AA-堆叠双层石墨烯（BLG）的静态介电函数.此结果被用来计算屏蔽库仑相互作用和电导率。屏蔽库仑相互作用，这在这里可以通过垂直电场调谐，示出了在长距离极限处的$1/(γ^{2}+V^2)$的幂律衰减，其中$V$和$γ$分别是电势和层间跳跃能量，表明库仑相互作用在高垂直电场下被抑制。此外，我们还研究了短程散射和长程（库仑）散射对电导率的影响，结果表明，短程散射产生的电导率是常数，不受垂直电场的影响。而受库仑散射限制的电导率被垂直电场增强，并且在$V^2$中在小$V$处线性增加，在$V=0$处具有有限值，这表明我们可以通过施加垂直电场来调节AA堆叠BLG中的电导率。
2014-08-15 cond-mat.mes-hall
Thermodynamics and Optical Conductivity of a Dissipative Carrier in a Tight Binding Model
通过比热和热导率研究了紧束缚模型中耗散粒子的热力学和输运性质。建立了一个弱耦合理论，分析了低温区和高温区之间的交叉行为。我们发现当0<s<2时，电导率中零频率附近的相干部分消失，其中s是环境光谱函数的指数。对欧姆阻尼（s=1）进行了详细计算。在这种情况下，比热在低温下表现出不寻常的$T$线性行为，这表明环境强烈影响粒子运动，并改变耗散粒子的低能态。电导率σ（ω）在零温时也呈非Drude形式，高频侧表现为ω^（2K-2），其中K为无量纲阻尼强度。电导率的高频侧与温度无关，而低频侧取决于温度，并且在高温下表现为T^（2K-2）。我们还评论了该模型在描述关联电子系统非相干运动中的应用。
1998-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Localization of charge carriers in monolayer graphene gradually disordered by ion irradiation
在普通大尺度石墨烯薄膜上制备了一系列微尺度单层石墨烯样品，并在不同剂量的C $^+$离子（能量为35 keV）辐照下研究了载流子的逐渐局域化。在高达4 T的磁场中的电导率和磁阻的温度依赖性的测量结果表明，在低无序，样品是在弱本地化和反本地化的制度。当电导率用变程跳跃机制描述时，无序度的进一步增加会导致强的局域化机制。随着温度的降低，观察到VRH从Mott制度到Efros-Shklovskii制度的交叉。在这两个政权的电导率的理论分析表明，与实验数据非常好的协议。
2015-05-14 cond-mat.mes-hall
Temperature dependence of the diffusive conductivity of bilayer graphene
假设扩散载流子输运和采用有效介质理论，我们计算的温度依赖性的双层石墨烯导电性由于费米面加宽作为载流子密度的函数。我们发现电导率的温度依赖性强烈地依赖于无序的量。在与大多数实验相关的范围内，电导率是T/T* 的函数，其中T* 是由无序设定的特征温度。我们表明，从不同的群体采取的实验数据崩溃到一个理论上预测的标度函数。
2010-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Outstandingly high thermal conductivity, elastic modulus, carrier mobility and piezoelectricity in two-dimensional semiconducting CrC2N4: A first-principles study
单层MoSi 2N 4的实验实现是二维（2D）材料领域的最新突破性进展之一。受此启发，本文采用第一性原理计算研究了MC_2N_4（M= Cr，Mo，W，V，Nb，Ta，Ti，Zr，Hf）单分子膜的稳定性.所获得的结果证实了MC 2N 4（M= Cr，Mo，W，V）纳米片的理想的热，动力学和机械稳定性。有趣的是，CrC 2N 4，MoC 2N 4和WC 2N 4单层被发现是半导体，带隙分别为2.32，2.76和2.86 eV，使用HSE 06功能，而VC 2N 4晶格显示金属性质。CrC 2N 4单层的直接带隙半导体性质导致可见光的优异吸收。CrC 2N 4纳米片的弹性模量和拉伸强度被预测为非常高，分别为676和54.8 GPa。基于Boltzmann输运方程的迭代解，预测CrC 2N 4单层的室温晶格热导率为350 W/mK，是二维半导体中最高的。CrC_2N_4和WC_2N_4晶格也表现出非常高的压电系数。这项研究介绍了CrC 2N 4纳米片作为一种新型的2D半导体，具有非常高的机械强度，热导率，载流子迁移率和压电系数。
2021-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of carrier recombination on ultrafast carrier dynamics in thin films of the topological insulator Bi2Se3
拓扑绝缘体Bi 2 Se 3薄膜（6 - 40 nm厚）的瞬态反射率（TR）揭示了超快载流子动力学，这表明在初始未被占据的高能量狄拉克表面态（SS）的上锥中驻留的电子和在被占据的低能量狄拉克表面态（SS）的下锥中驻留的空穴之间存在辐射和非辐射复合。测量的TR迹线的建模使我们能够得出结论，复合是由于表面缺陷上捕获的电荷引起的在低于~20 nm厚的膜中的体电子的耗尽而引起的。我们预测，这种复合过程可以观察到使用时间分辨的光致发光技术。
2014-10-23 cond-mat.mes-hall
Superior Photo-carrier Diffusion Dynamics in Organic-inorganic Hybrid Perovskites Revealed by Spatiotemporal Conductivity Imaging
有机-无机金属三卤化物太阳能电池的优异性能得益于材料中电子和空穴的优异光物理性能。在这里，我们直接探测的自由载流子动力学Cs掺杂FAPbI 3薄膜的时空光电导成像。使用电荷传输层选择性地淬火一种类型的载流子，我们表明，在1微秒和10微秒的顺序上的两个弛豫时间对应于FACsPbI 3中的电子和空穴的寿命，分别。引人注目的是，扩散映射表明电子/空穴寿命的差异在很大程度上由它们不同的迁移率补偿。因此，两种载流子的长扩散长度（3 ~ 5 μ m）彼此相当，这一特征与混合三卤化物钙钛矿中独特的电荷捕获和去捕获过程密切相关。我们的研究结果揭示了这种材料优越的扩散动力学的起源，这对太阳能电池应用至关重要。
2021-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ultrafast Optical-Pump Terahertz-Probe Spectroscopy of the Carrier Relaxation and Recombination Dynamics in Epitaxial Graphene
利用光泵太赫兹探测光谱研究了外延石墨烯中光生电子和空穴的超快弛豫和复合动力学。石墨烯在太赫兹频率下的电导率取决于载流子浓度以及载流子能量分布。因此，时间分辨的电导率的研究可以用来探测与载流子带内弛豫和带间复合相关的动力学。我们首次报道了外延石墨烯中的电子-空穴复合时间。我们的研究结果表明，载流子冷却发生在亚皮秒的时间尺度和带间复合时间的载流子密度依赖。
2008-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of the structure of charged impurities and dielectric environment on conductivity of graphene
我们研究了掺杂石墨烯在半经典玻尔兹曼极限下的电导率，以及自洽输运理论下的电导率最小值。使用硬盘模型的二维分布的杂质引起的两个强烈的增加，在低载流子密度的石墨烯的电导率的斜率和一个强烈的次线性行为的电导率在高载流子密度时，杂质之间的相关距离大。另一方面，我们发现，在重掺杂的石墨烯的载流子密度的电导率的超线性依赖可能会产生从石墨烯的杂质的距离增加或允许它们的集群，而电偶极子杂质的存在可能会引起的电子-空穴的电导率的不对称性。我们表明，在顶栅配置中的电介质层的有限厚度，以及石墨烯和电介质之间的非零空气间隙的存在对电导率及其最小值产生强烈的影响。而电介质厚度的减小被示出为增加掺杂石墨烯中的导电性，并且甚至对于杂质的2D分布在中性石墨烯中产生有限的导电性。我们发现当杂质均匀分布在整个介质中时，介质厚度的增加引起电导率的超线性行为。此外，石墨烯的迁移率对其载流子密度的依赖性在定量和定性上令人惊讶地受到石墨烯-电介质间隙与带电杂质的2D分布的精确位置相结合时的强烈影响。最后，我们展示了中性石墨烯中电导率最小值的变化，因为杂质和电介质厚度之间的相关距离被改变。
2013-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of carrier transport in bilayer graphene
我们开发了一个理论的密度，无序，和温度依赖的双层石墨烯的电导率在存在的长程带电杂质散射以及一个额外的短程无序的独立起源，建立这两个散射机制有助于显着确定双层输运性质。我们发现，虽然双层石墨烯的强屏蔽性能导致与相应的单层情况下的定性差异，这两个系统表现出线性密度依赖的导电性在高密度和最小的石墨烯导电性行为周围的电荷中性点，由于形成不均匀的电子空穴水坑诱导的随机带电杂质中心。
2009-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Accessing the transport properties of graphene and its multi-layers at high carrier density
我们使用双电层晶体管对单层、双层和三层石墨烯中的高载流子密度输运进行了比较研究，以将载流子密度连续调节至超过10^{14} cm^{-2}的值。而在单层的电导率饱和，在双层和三层填充的较高的能带观察到导致的非单调行为的电导率，和一个大的增加的量子电容。这些系统的趋势不仅显示了如何通过场效应获得石墨烯的固有高密度输运特性，而且还展示了离子门控石墨烯的鲁棒性，这对未来可能的应用至关重要。
2010-10-22 cond-mat.mes-hall
Numerical investigation of the electrical conductivity of irradiated graphene
采用实空间Kubo方法数值研究了辐照石墨烯的输运性质（电导率和迁移率）。描述了一个由数百万个原子组成的微米级系统，这些原子具有各种尺寸和浓度的纳米孔。电导率和迁移率作为载流子（空穴）密度的函数进行计算，以提供可能的比较与实验。
2019-10-28 cond-mat.mes-hall
Generalized kinetic equations for charge carriers in graphene
在Born近似下，导出了关于短程杂质势的二维Dirac费米子被杂质散射的分布函数的广义动力学方程组。证明了由经典Boltzmann方程描述的电导率是合理的，其中电子或空穴的散射振幅由于手征性而减小，除了在锥形点附近化学势的指数范围很窄.当在该范围内时，与石墨烯中的电子的准相对论性质相关的无限数量的电子-空穴对的产生导致与玻尔兹曼项相比最小电导率的重正化以及与近藤效应类似的电导率的对数校正。
2007-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Imaging Carrier Inhomogeneities in Ambipolar Tellurene Field Effect Transistors
开发范德华（vdW）同质结器件需要具有窄带隙和同时高空穴和电子迁移率的双极传输材料，以及成像和研究载流子类型和相关电导率空间变化的方法。在这里，我们展示了近场扫描微波显微镜（SMM）的一般能力，图像和研究的本地载流子类型和相关的导电性在operando通过研究双极场效应晶体管（FET）的1D VDW材料碲在2D的形式。为了定量地了解整个设备的电子变化，我们产生纳米分辨率的本地载流子等效背栅电压的地图。我们表明，从运输测量确定的全球设备电导率最小值并不产生于均匀的载流子中性，而是从我们的微米级设备的内部的p型区域在设备边缘和n型区域的持续共存。这项工作强调并解决了成像和理解纳米器件电子特性空间变化的需要。
2018-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge carrier inversion in a doped thin film organic semiconductor island
在有机半导体中诱导反型层对于生产有机场效应晶体管（OFET）器件是非常重要但关键的成就，其依赖于反型、积累和耗尽状态的产生以成功操作。近年来，实现了一个重要的里程碑：OFET首次成功地在逆变模式下工作。在这里，我们开发了一种脉冲偏置技术来表征任何有机材料系统的掺杂剂类型，而无需事先了解或表征所讨论的材料。我们使用这种技术上并五苯/PTCDI异质结，从而推断并五苯是n掺杂的杂质。此外，通过尖端诱导的能带弯曲，我们产生的反型，耗尽和积累制度超过20纳米半径，三个单层厚的n掺杂并五苯岛。我们的研究结果表明，纳米尺度的横向范围和厚度是足够的OFET器件在反转制度。
2021-01-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Conductivity of charge-neutral multicomponent 2D electron-hole system
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Guangdong Technion – Israel Institute of Technology（广东以色列理工学院）；Novosibirsk State Technical University（新西伯利亚国立技术大学）
研究在电中性点处非简并的狄拉克和巨质量费米子混合物中的输运现象，揭示温度依赖的输运行为及相互作用对输运的调控机制。
2026-11-06 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium carriers in an intrinsic graphene under interband photoexcitation
我们研究了非平衡载流子（电子和空穴）在本征石墨烯在低温下的远红外和中红外（IR）辐射在很宽的范围内的强度。载流子的能量分布计算使用准经典动力学方程，该方程考虑了由于声学声子和与热辐射和入射辐射的载流子光激发相关的辐射产生-复合过程的能量弛豫。结果表明，非平衡态分布是由声子的弱能量弛豫和产生-复合过程的相互作用以及泵浦饱和效应共同决定的。由于饱和效应，载流子分布函数可以在升高的强度下在泵浦区域周围呈现平台。如图所示，在足够强的中红外泵浦下，粒子数反转可以在泵浦能量以下发生。石墨烯直流电导率作为泵浦强度的函数表现出明显的非线性，在相当低的强度下具有次线性区域，在强泵浦下具有饱和。然而，在很宽的范围内的泵浦强度的增加只会导致载流子浓度，特别是直流电导率的适度增加。石墨烯在中红外辐射下的电导率对载流子动量弛豫机制表现出很强的敏感性。
2008-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-Energy Conductivity of Single- and Double-Layer Graphene from the Uncertainty Principle
从应用于弹道载流子的能量-时间不确定原理推导出单层和双层石墨烯中的最小电导率值以及电导率对狄拉克点附近的电荷密度的线性依赖性。
2009-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculations of charge carrier mobility and conductivity in bulk semiconductors and two-dimensional materials
半导体的基本性质之一是它们在存在电场或载流子浓度梯度的情况下支持高度可调谐的电流的能力。这些性质通过传输系数如电子和空穴迁移率来描述。最近，在实际材料的电子结构方法的进步，使人们有可能研究这些性质的预测精度和不诉诸经验参数。本文综述了半导体载流子迁移率从头计算的最新进展。在第一部分中，我们提供了一个简短的历史概述的方法来计算载流子迁移率，我们建立了现代从头算方法的概念框架。我们总结了载流子输运的玻尔兹曼理论，并讨论了它的适用范围，优点和局限性，在更广泛的背景下，多体格林函数的方法。我们讨论了最近实现的玻尔兹曼形式主义的背景下，密度泛函理论和多体微扰理论计算，重点放在关键的计算挑战和建议的解决方案。在第二部分中，我们讨论了经典材料，如硅，金刚石，GaAs，GAN，Ga2O3和卤化铅钙钛矿以及低维半导体，如石墨烯，硅烯，磷烯，MoS2和InSe的最新研究。我们还回顾了最近的努力，对高通量计算的载体运输。在最后一部分中，我们讨论了扩展的方法来研究自旋电子学和拓扑材料，我们评论的可能性，将贝里相位效应和多体关联超出标准玻尔兹曼形式主义。
2019-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect driven by the spin magnetic moment current in Dirac materials
利用半经典分析和久保公式研究了Dirac哈密顿系统的自旋霍尔效应。在这个系统中，自旋霍尔电导率取决于自旋电流的定义。当自旋电流被定义为自旋角动量流时，自旋霍尔电导率的所有分量都消失了。相反，当自旋电流由自旋磁矩流组成时，自旋霍尔电导率的非对角分量是非零的，并且与载流子速度（和有效$g$因子）成比例。推导了电导率、载流子迁移率和自旋霍尔电导率的解析公式，并与实验进行了比较。在实验中，我们使用Bi作为模型系统，其特征在于狄拉克哈密顿量。Te和Sn被掺杂到Bi中以分别改变电子和空穴浓度。我们发现自旋霍尔电导率（$σ_\mathrm{SH}$）在狄拉克点附近有一个最大值，并随着载流子密度（$n$）的增加而减小. $σ_\mathrm{SH}$的符号是相同的，与大多数载体类型无关。自旋霍尔迁移率与$σ_\mathrm{SH}/n$成比例，随着载流子迁移率的增加而增加，比例系数为$\sim$ 1.4。这些功能可以占定量使用导出的分析公式。结果表明，巨自旋磁矩，有效$g$ -因子接近100，负责自旋霍尔效应在Bi。
2022-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparative study of phonon-limited carrier transport in the Weyl semimetal TaAs family
本研究通过第一性原理玻尔兹曼输运方程系统比较了TaAs家族Weyl半金属的声子限制输运，发现NbP电导率最高而TaAs最低，并揭示了掺杂和费米面拓扑对输运的影响。
2025-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Persistent hot carrier diffusion in boron arsenide single crystals imaged by ultrafast electron microscopy
立方硼砷化物（BAs）由于其高导热性，在微电子热管理领域具有广阔的应用前景。最近，它作为光电材料的潜力也在探索中。然而，由于可用的高质量晶体尺寸小，测量其光载流子输运性质仍然具有挑战性。在这里，我们使用扫描超快电子显微镜（SUEM）直接可视化的光激发载流子在BA单晶的扩散。令人惊讶的是，我们观察到双极扩散在低的光通量与持续的热载流子动力学超过200皮秒，这可以归因于声学和光学声子之间的大的频率间隙，相同的功能，是负责高的热导率。在较高的光通量下，我们观察到自发的电子-空穴分离。我们的研究结果表明，BA是一种有吸引力的光电材料结合高的热导率和优良的光载流子输运性能。我们的研究还证明了SUEM探测新兴材料中光载流子传输的能力。
2022-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative photoconductivity and hot-carrier bolometric detection of terahertz radiation in graphene-phosphorene hybrid structures
研究了太赫兹辐射对石墨烯（G）-磷（P）混合结构电导率的影响，提出并评价了基于GP沟道的GP-横向二极管（GP-LD）和GP-场效应晶体管（GP-FET）的热载流子非制冷测辐射热光电探测器。GP-LD和GP-FET光电探测器的操作与由于带内跃迁而在G层中吸收的入射辐射引起的载流子加热相关联。载流子加热导致载流子的显著部分迁移到P层中。由于P层中载流子的迁移率相对较低，它们的主要作用与载流子散射的显著增强相关联。GP-FET测辐射热光电探测器的特性由栅极电压有效地控制。GP沟道的强负导电性可以提供与仅具有G沟道的测辐射热计相比高得多的THz热载流子GP-LD和GP-FET测辐射热光电探测器的响应度。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall
Charge carrier transport asymmetry in monolayer graphene
在温度低至$T$ = 2 K和磁场高至$B$ = 8 T的条件下，测量CVD生长的单层石墨烯的电导率和霍尔效应作为栅极电压$V_{g}$的函数。在显示电荷中性点$V_{NP}$位置的正$V_{g}$处观察到最小电导率。随着$T$降低，$V_{NP}$首先降低，但在低$T$时停止降低。电导率的滞后表现出类似的行为：它随着$T$的降低而降低，并在低$T$时消失。在低密度的电荷载流子$|n|=(n,p)$下观察到显著的不对称性：空穴的迁移率小于电子的迁移率。不对称性随着$|n|$的增加而减小。观察到由霍尔效应确定的$|n|$的值小于由$V_{g}$诱导的全值。在强垂直$B$中，在纵向电导率$σ_{xx}$中观察到Shubnikov-de Haas（SdH）振荡，以及半整数量子霍尔平台。发现从SdH振荡确定的$|n|$等于由$V_{g}$引起的全值，而不是霍尔效应。所有观察到的现象的解释模型进行了讨论。
2018-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flat bands and long range Coulomb interactions: conducting or insulating?
无色散（平）电子带的电导特性进行了研究。由于载流子的“笼状”，这些能带通常在部分填充时是绝缘的，至少在非相互作用水平上是绝缘的。考虑到具体的例子$\mathcal{T}_3$ -晶格，我们研究长程库仑相互作用。一个非平凡的依赖于平带填充的电导率，表现出无穷多个零。在这些零点附近，电导率随载流子密度线性上升。在相邻的电导率为零之间的密度的一半，强烈增强的电导率预测，伴随着固-固相变。
2014-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Influence of electron-hole drag on conductivity of neutral and gated graphene
单层和两层石墨烯的导电性被认为是适当考虑带电子和空穴的相互拖动。通过对曳力对电导率贡献的研究表明，曳力效应对不同群、不同漂移速度的载流子迁移率影响较大。在两层系统中，互曳力甚至可以改变分离层中部分流的方向。
2010-11-04 cond-mat.mes-hall
Carrier drift velocity and edge magnetoplasmons in graphene
我们研究电子动力学在石墨烯边缘通过研究集体边缘磁等离子体激元（EMP）激发的传播。通过对剥离样品周围皮秒时间尺度上窄波包的传播进行计时，我们发现在霍尔平台上量子化的速度下具有低衰减的手征传播。我们从EMP传播中提取载流子漂移的贡献，发现它略小于费米速度，正如预期的突然边缘。我们还提取了库仑相互作用在边缘的特征长度，并发现它是小于软，耗尽边缘系统。
2012-11-22 cond-mat.mes-hall
Irreversible multi-band effects and Lifshitz transitions at the LaAlO3/SrTiO3 interface under field effect
本研究探究了场效应下LaAlO3/SrTiO3界面的不可逆多带效应与Lifshitz转变，通过双带分析发现结晶与非晶界面电子性质相似，正背栅电压步引发的不可逆电荷耗尽推动系统从双带转为单带行为。
2025-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signatures of non-local conductivity in near-field microscopy
本文提出利用近场显微镜探针感应偶极矩的高度依赖关系来研究二维电子系统的非局域导电性，发现不同输运区域具有不同的标度行为，为研究固体非局域导电性提供了新工具。
2022-05-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Theory of spin Hall effect
提出了一个推广的Drude模型，它考虑了载流子的自旋和自旋-轨道相互作用。自旋电流的产生是由于外加电场、晶场和载流子散射的共同作用。自旋霍尔电导率的表达式推导出的金属和半导体是独立的散射机制。在立方金属中，自旋霍尔电导率$σ_s$和电荷电导率$σ_c$通过$σ_s = [2 π\hbar/(3mc^2)]σ_c^2$相关，其中$m$是裸电子质量。理论计算值与实验值符合较好。
2007-09-14 cond-mat.mes-hall
Dissipation-enabled hydrodynamic conductivity in a tunable bandgap semiconductor
随着超净二维材料的出现，载流子-载流子碰撞是主要散射机制的体系中的电子输运具有新的相关性。在这里，我们提出了一个结合的理论和实验研究的双极流体动力学输运在双层石墨烯证明的电导率是由两个Drude类条款，描述电子和空穴之间的相对运动，和电子空穴等离子体的集体运动的总和。正如所预测的那样，无间隙，电荷中性双层石墨烯的测量电导率在很宽的范围内与样品和温度无关。远离中性，电子-空穴电导率坍缩成一条曲线，一组只有四个拟合参数提供了理论和实验之间的定量一致性，在所有密度，温度和间隙测量。这项工作验证了最近的理论耗散使流体动力学电导率，并建立了半导体物理和粘性电子学的新兴领域之间的联系。
2022-04-17 cond-mat.mes-hall
Negative terahertz conductivity at vertical carrier injection in a black-Arsenic-Phosphorus-Graphene heterostructure integrated with a light-emitting diode
我们提出并分析了异质结构，包括黑砷磷层（b-As $_{1-x}$ P $_x$ L）和石墨烯层（GL）集成与发光二极管（LED）。集成的b-As $_{1-x}$ P $_x$ L-GL-LED异质结构可以作为太赫兹（THz）激光器的有源部分，使用GL中的带间辐射跃迁。所提出的概念的可行性通过b-As $_{1-x}$ P $_x$ L中相对窄的能隙和与GL的适当能带对准的组合来实现。所讨论的器件的操作与由b-As $_{1-x}$ P $_x$ L中的LED发射的近红外辐射产生电子-空穴对、该层中的光生电子和空穴的冷却以及它们注入GL中相关联。由于b-As $_{1-x}$ PL的最小能隙能隙小于GL中光学声子的能量，因此注入GL可以导致GL中二维电子-空穴等离子体（2D-EHP）的相对弱的加热。在略低于室温的温度下，注入可以冷却2D-EHP。这有利于GL的带间布居数反转，增强其在THz范围内的负动态电导率，以及实现支持新型THz辐射源的光学和等离子体激元模式激光。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall
Hot carrier dynamics and electron-optical phonon coupling in photoexcited graphene via time-resolved ultrabroadband terahertz spectroscopy
电子-电子相互作用是量子场论中狄拉克费米子对数重整化的重要来源。在热载流子和声子动力学中起着重要作用的电子-光学声子耦合（EPC）的重整化在石墨烯发现后得到了广泛的讨论。基于Boltzmann输运方程和综合温度模型，利用时间分辨超宽带太赫兹（THz）光谱技术结合数值模拟，研究了热载流子动力学和EPC强度.在高泵浦能量密度下，THz电导谱出现了较大的负光电导和非Drude行为，这是由热载流子分布和散射率随时间的变化引起的。通过对THz电导率谱和瞬态THz反射率随时间演化的拟合，我们成功地估计了$A_1^{\prime}$光学声子模在$\mathbf{K}$点附近的无量纲EPC矩阵元为$λ_{\mathbf{K}} \approx$ 0. 09，比重整化群的预测值稍大.
2021-07-05 cond-mat.mes-hall
Carrier localization in defected areas of (Cd, Mn)Te quantum well investigated via Optically Detected Magnetic Resonance employed in the microscale
本研究利用微米级空间分辨ODMR实验，结合带电激子振子强度等参量，探究（Cd,Mn）Te量子阱缺陷区的载流子局域化，发现缺陷区电导率远低于完好区但奈特位移一致，证实了缺陷区的载流子局域化效应。
2024-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier-Phonon Scattering Rate and Charge Transport in Spherical and TMV Viruses
本文研究了球形病毒和TMV病毒中的载流子-声子散射。从理论上证明了球形病毒和TMV病毒的吸收率随声子能量的变化而变化，而声子的发射受空穴能量的限制。然后使用所获得的弛豫速率来计算病毒的电导率和迁移率。球形和TMV病毒获得的导电性表明，TMV病毒是更导电的，因此可能是一个很好的候选人的连接器或导线中使用的纳米电子学。对TMV病毒获得的抗性值低于早先报道的DNA抗性。
2009-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.bio-ph
Anomalous quantum Hall conductivity and resonances in coupled layers
在整数量子霍尔机制下，研究了一个通过隧穿耦合的两层系统，每层中具有不同的载流子质量。如果实现不同层的朗道能级之间的共振，则发现单层霍尔电导率与通常量子化的显著偏差。在适当的条件下，霍尔电导率的负跳跃的外观也被预测。所得结果对系统中的无序具有鲁棒性。
1999-04-13 cond-mat.mes-hall
Effective numbers of charge carriers in doped graphene: The generalized Fermi liquid approach
将来自Kupčić [Phys.Rev.B91，205428（2015）]的重掺杂石墨烯的动态电导率的单带电流偶极Kubo公式扩展到轻掺杂石墨烯中传导$π$电子的双带模型。使用后验弛豫时间近似的两带量子输运方程，有两个不同的弛豫速率和一个准粒子的寿命，我们解释了一个看似不一致的依赖性的直流电导率$σ^{\rm dc}_{αα}$的超净和肮脏的轻掺杂石墨烯样品的电子掺杂，在某种程度上与电荷连续性方程一致。它还表明，带内的贡献，在$σ^{\rm dc}_{αα}$的有效传导电子数消失在$T=0$ K的超净制度，但它仍然是有限的脏制度。本模型被证明是一致的图片，其中带内和带间贡献的$σ^{\rm dc}_{αα}$的特征在于两个不同的迁移率的传导电子，其值远低于广泛接受的值的超净石墨烯的迁移率。狄拉克和$π$等离子体共振的色散重新检查表明，目前，相对简单的动态电导率张量的表达式，可用于研究同时在直流和光学电导率和集体激发的能量损失光谱实验中的单粒子激发。
2016-04-06 cond-mat.mes-hall
