Colorimetry technique for scalable characterization of suspended graphene
先前对化学气相沉积（CVD）悬浮石墨烯膜的机械性能的统计研究已经通过测量单个设备或使用影响材料的技术来进行。在这里，我们提出了一种比色技术，作为一种并行的，非侵入性的，负担得起的方式来表征悬浮石墨烯设备。我们利用牛顿环干涉图样来研究当施加压力阶跃时直径为13.2微米的双层石墨烯鼓的变形。通过研究变形的时间演变，我们发现鼓形腔充满空气比吹扫时慢2-5倍。
2016-08-17 cond-mat.mes-hall
Low Energy Electron Point Projection Microscopy of Suspended Graphene, the Ultimate "Microscope Slide"
点投影显微术（PPM）用于使用低能电子（100- 200 eV）对悬浮的石墨烯进行成像。由于使用的能量低，石墨烯既不会被电子束损坏也不会被污染。石墨烯的透明度测量值为74%，相当于电子通过sp^2键合碳共价半径两倍厚的薄片的透射率。还观察到悬浮石墨烯结构中的波纹，波长约为26 nm。观察到由于石墨烯刀刃的边缘的衍射引起的电子束的干涉，并将其用于计算电子发射器的4.7 +/-0.6埃的虚源尺寸。它表明，石墨烯可以被用作阳极和衬底PPM，以避免由于强场梯度周围的纳米尺度的物体的失真。石墨烯可以用来成像物体悬浮在纸张上使用PPM，并在未来，电子全息。
2011-02-15 cond-mat.mes-hall
Determination of the STM tip-graphene repulsive forces by comparative STM and AFM measurements on suspended graphene
通过化学气相沉积生长的石墨烯被转移到平坦的金纳米岛的顶部，并通过扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）进行表征。石墨烯气泡形成有由纳米岛的尺寸和形状确定的横向尺寸。这些石墨烯气泡可以在STM成像期间使用小于250 mV的偏置电压和1 nA的隧道电流被挤压。类似地，当在低偏置电压（U = 30 mV）下成像时，悬浮在金纳米空隙上的石墨烯被STM尖端偏转4 - 5 nm。通过AFM进行的纳米压痕测量表明，石墨烯气泡的挤压发生在20 - 35 nN的排斥力下，并且这种力可以分别导致悬浮的石墨烯部件中的几个纳米的偏转。比较AFM和STM的结果，这项研究表明，10 e-8 N的顺序之间发生的STM针尖和石墨烯在环境成像条件和典型的隧道参数的机械力。
2016-09-14 cond-mat.mes-hall
Spin transport in high quality suspended graphene devices
我们测量了高迁移率悬浮石墨烯（μ~ 10^5 cm^2/Vs）中的自旋输运，获得了0.1 m^2/s的自旋扩散系数，并给出了本征石墨烯的自旋弛豫时间（τ s ~ 150 ps）和自旋弛豫长度（λ s=4.7 μm）的下限。我们开发了一个理论模型，考虑到我们的设备的不同石墨烯区域，解释了我们的实验数据。
2012-07-06 cond-mat.mes-hall
dmu/dn In suspended bilayer graphene: the interplay of disorder and band gap
我们提出了一个解释最近的实验测量dmu/dn悬浮双层石墨烯样品。我们证明，数据可以定量描述通过假设一个空间变化的带隙引起的局部电场。我们表明，间隙波动不同的样品之间的间隙波动与相关的电荷密度波动，表明导致这种效果的机制很可能是一个外在的效果。我们还提供了具有小带隙的悬浮双层石墨烯样品的光学电导率和迁移率的预测。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall
Suspended Graphene Ballistic Josephson Weak Links
石墨烯和超导的相互作用对于理解二维狄拉克费米子物理和超导器件应用引起了极大的兴趣。在以前的工作中，在标准SiO2衬底上制造的石墨烯-超导体结是高度无序的。由于载流子散射和电势波动，石墨烯与超导体结合的预期固有性质仍然难以通过实验观察。我们提出悬浮石墨烯超导结作为一个有效的解决方案的问题。在这里，我们展示了高质量悬浮单层石墨烯-NbN约瑟夫森结的制造和表征，其具有大于150，000 cm 2/Vs的器件迁移率，最小载流子密度低于1 e10 cm-2，并且在高于2 K的温度下形成超电流。狄拉克电子的超相对论性能带结构的一种表现。这一工作为进一步研究本征狄拉克费米子超导邻近效应和新型石墨烯-超导体混合结奠定了基础。
2013-05-09 cond-mat.mes-hall
Suspended graphene devices with local gate control on an insulating substrate
我们提出了一种石墨烯基器件的制造工艺，其中石墨烯单层悬浮在放置在沟槽中的局部金属栅极上方。作为一个例子，我们详细介绍了石墨烯场效应晶体管的制造步骤。这些器件建立在裸露的高电阻率硅衬底上。在77 K及以下的温度下，我们观察到石墨烯电阻率通过施加到栅极的电压的场效应调制。这种制造方法能够实现涉及石墨烯基超导量子比特和纳米机电谐振器的新实验。该方法也适用于其它二维材料。
2015-09-18 cond-mat.mes-hall
Nanostructures in suspended mono- and bilayer epitaxial graphene
悬浮石墨烯膜是一种特殊的结构，在纳米力学、热传输和光电子学中具有重要的应用。到目前为止，常用的几何形状仍然非常简单，并且仅限于微尺度。我们建议在这里克服这个问题，使纳米结构在悬浮外延双层石墨烯大规模和各种各样的几何形状。我们还展示了一种新的SiC-石墨烯混合薄膜，具有令人印象深刻的鲁棒性。由于悬浮石墨烯膜的力学和热耗散与其自身的几何形状密切相关，因此我们还专注于热传输和应变工程实验。显微拉曼光谱映射成功地进行了各种几何形状的内在特性测量在纳米级。我们对石墨烯几何形状的工程设计允许减少热传输，释放和调节我们结构中的应变。
2018-06-05 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
Universal Dynamic Conductivity and Quantized Visible Opacity of Suspended Graphene
我们表明，悬浮石墨烯的光学透明度是由精细结构常数，α，参数，描述光和相对论电子之间的耦合，传统上与量子电动力学，而不是凝聚态物理。尽管只有一个原子厚，石墨烯被发现吸收入射白光的显着（π乘以α =2.3%）部分，这是石墨烯独特的电子结构的结果。该值在百分之几的精度内转换为通用动态电导率G =e^2/4h_bar。
2008-03-26 cond-mat.mes-hall
Measurement of the ν= 1/3 fractional quantum Hall energy gap in suspended graphene
我们报告的多终端悬浮石墨烯设备的磁输运测量。在低至2 T的磁场中出现充分发展的整数量子霍尔态。在更高的磁场下，可以看到对应于分数量子霍尔态的纵向电阻最小值和横向电阻平台的形成，最强烈的是ν= 1/3。通过测量这些电阻最小值的温度依赖性，确定石墨烯中1/3分数态的能隙在14 T下约为20 K。
2011-02-07 cond-mat.mes-hall
Piezoresistive Properties of Suspended Graphene Membranes under Uniaxial and Biaxial Strain in Nanoelectromechanical Pressure Sensors
石墨烯膜由于其极薄而在纳米机电装置中充当高灵敏度换能器。之前，压阻效应已经在石墨烯中使用石墨烯中的单轴应变进行了实验验证。在这里，我们报告的实验和理论数据的单轴和双轴压阻性能的悬浮石墨烯膜应用于压阻式压力传感器。利用线性化的玻尔兹曼输运方程的详细模型准确地描述了应变石墨烯中的载流子密度和迁移率，从而精确地描述了规范因子。的规范因子被发现是几乎独立的掺杂浓度和石墨烯薄膜的结晶取向。这些调查提供了更深入的了解石墨烯膜的压阻行为。
2017-08-13 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon coupling in suspended graphene: supercollisions by ripples
利用电输运实验和散粒噪声测温法，我们发现强有力的证据表明，“超碰撞”的弯曲模式散射过程是占主导地位的电子-声子能量转移机制，在高品质，悬浮石墨烯在室温左右。电子-声子耦合的幂律关系随温度的变化从三次变化到五次。温度指数变化2反映在对化学势的二次依赖性中，这是双声子量子过程的固有特征。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall
Singular elastic strains and magnetoconductance of suspended graphene
悬挂在电触点或其他刚性支撑物上的石墨烯膜易于发生弹性应变，其集中在样品的边缘和角落。这种应变导致代数变化的有效磁场，其在亚微米宽的薄片中可以达到几特斯拉。在量子霍尔机制中，有效磁场和物理磁场的相互作用导致手征边缘通道的反向散射，这可以破坏量子化电导平台。
2010-04-07 cond-mat.mes-hall
Conductivity of suspended and non-suspended graphene at finite gate voltage
我们计算的DC和石墨烯的光学电导率的有限值的化学势考虑到无序的影响，由于中间的间隙状态（单一的散射体）和带电杂质，以及光学和声学声子的影响。由于中间带隙态引起的无序在相干势近似（CPA，一种基于戴森方程的自洽方法）中处理，而由于带电杂质引起的无序也通过戴森方程处理，并使用计算自能二阶微扰理论。声子的影响也包括通过戴森方程，与使用一阶微扰理论计算的自能量。由于声子的自能计算使用裸电子格林函数和全电子格林函数，虽然我们表明，对声子传播的无序的影响可以忽略不计。我们的结果与最近的实验定性一致。如果假设石墨烯衬底下存在水分子，则可以获得定量一致性。我们还评论悬浮石墨烯的直流电导率中观察到的电子-空穴不对称性。
2008-09-15 cond-mat.mes-hall
Temperature-dependent resistivity of suspended graphene
在本文中，我们研究了电子-声子对悬浮单层石墨烯电阻率的贡献。面内以及弯曲声子在不同的温度制度解决。我们重点研究了石墨烯薄膜中由于电子与弹性形变相互作用而产生的固有的电子-声子耦合。讨论了屏蔽形变势与虚拟规范场耦合之间的竞争，以及张力在悬浮薄片中的作用。在没有张力的情况下，弯曲声子占主导地位的声子贡献的电阻率在任何温度$T$与$T^{5/2}_{}$和$T^{2}_{}$的依赖性，在低温和高温下，分别。样品特定的张力抑制由于弯曲声子的贡献，产生线性的温度依赖性，由于在平面模式。我们比较我们的结果与最近的实验。
2010-08-10 cond-mat.mes-hall
Large yield production of high mobility freely suspended graphene electronic devices on a PMGI based organic polymer
最近在高迁移率悬浮石墨烯器件中观察到的分数量子霍尔效应为石墨烯物理引入了一个新的方向--电子-电子相互作用动力学领域。然而，目前用于制造这种高迁移率器件的技术具有几个缺点。最重要的是，可用于电子器件的接触材料仅限于几种金属（Au、Pd、Pt、Cr和Nb），因为只有这些金属不受反应性酸（BHF）蚀刻制造步骤的侵蚀。在这里，我们展示了一种新技术，该技术导致机械稳定的悬浮高迁移率石墨烯器件，该器件与几乎任何类型的接触材料兼容。在聚二甲基戊二酰亚胺基有机抗蚀剂上制备的石墨烯器件在77 K下电子载流子密度n = 5.0 10^9 cm^-2时显示出高达600.000 cm ^2/Vs的迁移率。这项技术为基于复杂悬浮石墨烯的自旋电子、超导和其他类型的设备铺平了道路。
2010-09-27 cond-mat.mes-hall
Tunneling in suspended carbon nanotubes assisted by longitudinal phonons
悬浮单壁碳纳米管量子点的电流-电压特性表现出一系列等间距的电压阶跃。这种谐波，低能量激发光谱的能量尺度是一致的，在纳米管中的纵向低k声子模式（拉伸模式）。协议被发现与弗兰克-康登为基础的模型，其中的声子辅助隧穿过程被建模为一个耦合的电子水平欠阻尼量子谐振子。与该模型比较，发现有一个相当强的单位阶电子-声子耦合因子。
2005-08-10 cond-mat.mes-hall
Controlled assembly of graphene sheets and nanotubes: fabrication of suspended multi-element all-carbon vibrational structures
我们报告的制造和操作的多元素的振动结构组成的两个石墨烯机械谐振器耦合的纳米管梁。整个建筑都是悬浮的。每个石墨烯谐振器由两个金属电极夹持。该结构是使用电子束光刻和原子力显微镜纳米操纵的组合。这种布局使我们能够以电子方式检测机械振动。所测量的本征模被定位在石墨烯谐振器中的任一个中。通过测量一个石墨烯谐振器的谐振频率的偏移作为另一个谐振器的振动振幅的函数来研究由于纳米管引起的耦合。耦合石墨烯谐振器为非线性动力学、机械状态操纵和量子非破坏测量的研究带来了希望。
2013-10-19 cond-mat.mes-hall
Heat capacity of suspended phonon cavities
我们提出了一个详细的分析的振动频谱和热容量的悬浮介观介质板，在亚开尔文温度下的各种厚度侧比。在小应变极限下，从三维弹性方程精确地得到了悬置腔的振动模式，并将其频率分配给腔声子模式。计算结果表明，在亚开尔文温度下，准二维声子腔的热容与T近似呈线性关系。对于最薄的空腔，这种行为更为明显，但对于厚度与侧边比$γ$ =0.1至0.2的中等厚度的结构也会发生这种行为。研究还表明，悬置声子腔的热容在温度（T）与样品的特征横向尺寸（L）的乘积下是不变的。目前的结果建立了一个下限的悬浮介观结构的热容量，并表明量子力学制度的出现在有界声子腔的动力学。
2006-12-19 cond-mat.mes-hall
Single electron-phonon interaction in a suspended quantum dot phonon cavity
用低温库仑阻塞测量方法研究了一种由嵌入GaAs/AlGaAs自支撑膜中的量子点组成的电子-声子腔。我们发现一个完整的抑制单电子隧穿在零偏置导致形成一个能隙的传输谱。所观察到的效果是由局限在腔中的局部声子模式的激发引起的。在磁场中，具有非零角动量的较高电子态与声子能量共振，这种声子对传输的阻碍被解除。
2003-04-06 cond-mat.mes-hall
Imaging mechanical vibrations in suspended graphene sheets
我们进行了纳米机电系统的基础上，多层石墨烯片悬浮在氧化硅的沟槽测量。使用施加的射频电压在共振下静电驱动悬浮片的运动。使用一种新形式的扫描探针显微镜，它允许识别和空间成像的机械本征模式的形状检测的机械振动。在多达一半的谐振器测量，我们观察到一类新的异国情调的纳米级振动本征模式没有预测的弹性梁理论，振动的振幅是最大的自由边缘。通过模拟的悬浮片与有限元方法，这些边缘本征模式被证明是非均匀应力的结果，具有显着的大幅度（高达1.5 GPa）。这种不均匀的应力，这是由于石墨烯是通过将块状石墨压在另一个表面上或摩擦而制备的，在未来对石墨烯的电子和机械性能的研究中应该考虑到这一点。
2008-05-22 cond-mat.mes-hall
Fabrication of ballistic suspended graphene with local-gating
在这里，我们讨论了弹道悬浮石墨烯纳米结构的制造补充局部门控。使用原位电流退火，我们表明，可以在这些设备中获得异常高的迁移率。详细描述了底部和不同的顶栅结构的制造，其使得能够实现复杂的石墨烯结构。我们已经详细研究了基本的构建块，pn结，在那里观察到一个惊人的振荡模式，这可以追溯到法布里-珀罗振荡，是本地化的电子腔形成的本地门。最后，我们展示了一些例子，该方法如何可以扩展到将多终端结或成形的石墨烯。这里讨论的结构使得能够在弹道石墨烯中进行电子光学实验。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall
Negative Differential Conductance and Hot Phonons in Suspended Nanotube Molecular Wires
自由悬浮的金属单壁碳纳米管（SWNTs）的载流能力比基底上的碳纳米管低，在低电场下表现出负微分电导（NDC）。理论分析揭示了显着的自加热效应，包括电子散射热非平衡光学声子。利用强自加热下的电子输运特性，首次探测单个单壁碳纳米管的热导率（~ 3600 Wm-1 K-1，T=300 K）高达~700 K，并揭示了Umklapp声子散射在高温下的1/T依赖性。
2005-08-31 cond-mat.mes-hall
Upper limit of spin relaxation in suspended graphene
本研究结合分子动力学和量子输运模拟，发现热致原子尺度起伏通过引起局部自旋轨道耦合变化，将悬浮石墨烯的自旋寿命限制在约10 ns，并探讨了抑制起伏以提升自旋器件性能的方法。
2024-12-20 cond-mat.mes-hall
Probing phonon emission via hot carrier transport in suspended graphitic multilayers
我们研究热载流子输运下的磁场高达15 T的悬浮石墨多层膜通过微分电导（dI/dV）光谱。已经观察到明显的高能dI/dV异常，并表明与石墨中的固有声子发射过程有关。这种dI/dV异常在磁场下的演变被进一步理解为朗道能级间回旋共振-声子共振散射的结果。所观察到的磁声子效应不仅揭示了石墨系统中高电流传输的物理机制，而且为优化石墨纳米电子器件的性能提供了新的视角。
2011-08-08 cond-mat.mes-hall
Strong localization in a suspended monolayer graphene by intervalley scattering
在电荷中性点附近的高迁移率悬浮单层石墨烯中观察到零磁场下的栅诱导绝缘行为。通过当前退火技术初始清洁的石墨烯装置经历热压循环以允许短程杂质直接吸附在超清洁石墨烯表面上。吸附过程产生了强烈的温度和电场依赖行为的石墨烯器件的电导。观察到中性点附近的电导从30 K时的$e^2/h$附近降低到20 mK时的$\sim0.01~e^2/h$。从绝缘体到量子霍尔导体在$\approx0.4~T$内的直接过渡伴随着对称性破缺诱导的$ν=0,\pm1$平台，证实了谷间散射体的存在。
2021-02-13 cond-mat.mes-hall
Field induced quantum-Hall ferromagnetism in suspended bilayer graphene
我们测量了自由悬浮的高迁移率双层石墨烯的磁阻。对于磁场$B>1$ T，我们观察到的开放的领域感生的差距，其特征在于由一个发散电阻的电荷中性点。对于更高的磁场，八重简并的最低朗道能级完全升高。这种对称性破缺的顺序和间隙大小的强过渡都指向在电荷中性点处发展的绝缘相的铁磁性质。
2012-02-27 cond-mat.mes-hall
Stamp transferred suspended graphene mechanical resonators for radio-frequency electrical readout
我们提出了一种简单的微操作技术，将悬浮的石墨烯薄片转移到任何衬底上，并将它们与小的局部化门组装成机械谐振器。石墨烯的机械运动使用电的、射频（RF）反射读出方案来检测，其中时变石墨烯电容器反射f=5-6 GHz的RF载波，从而产生f +/- fm的调制边带。一个机械谐振频率高达fm=178 MHz的证明。我们发现硬化/软化Duffing效应对不同的样品，并获得一个临界振幅约40 pm的非线性在石墨烯机械谐振器的发病。作为DC偏置电压Vdc的函数的机械谐振的品质因数的测量表明，由于石墨烯电极中的运动诱导的位移电流引起的耗散在高频和大Vdc下是重要的。
2012-03-04 cond-mat.mes-hall
Suspended graphene variable capacitor
利用可变电容器或变容二极管调谐电路谐振得到了广泛的应用，其中最重要的是无线电信。我们展示了一个机电石墨烯变容管，可变电容器，其中的电容是通过电压控制的悬浮石墨烯膜的密集阵列的偏转调谐。石墨烯单层的低抗弯刚度被用来在超薄结构中实现低致动电压。制造了包括数千个悬架的大型阵列，以提供超过10 pF/mm $^2$的可调电容，高于传统微机电系统（MEMS）技术所实现的电容。在10 V的驱动电压下，实现了55%的电容调谐，超过了传统的MEMS平行板电容器。电容器的行为进行了实验研究，并描述了一个简单的理论模型。使用原子力显微镜（AFM）独立地测量石墨烯膜的机械性质。增加的石墨烯导电性将使紧凑型石墨烯变容管能够应用于射频系统。
2016-04-14 cond-mat.mes-hall
Phonon assisted dynamical Coulomb blockade in a thin suspended graphite sheet
在低温下，悬浮的几层石墨烯样品中的微分电导被发现表现出一系列准周期性的急剧下降作为偏压的函数。我们表明，它们可以理解在一个简单的动态库仑阻塞模型，其中能量交换之间发生的载流子传输通过样品和耗散的电磁环境与共振声子模式强烈耦合到电子。
2008-07-12 cond-mat.mes-hall
Length-dependent thermal conductivity in suspended single-layer graphene
石墨烯具有非凡的电子和机械性能，以及极高的导热性。石墨烯是一种非常稳定的原子厚度膜，可以悬浮在两个引线之间，为研究二维系统中的热导率提供了一个完美的测试平台，这对低维材料中的声子输运至关重要。在这里，我们报告的实验测量和非平衡分子动力学模拟的热传导悬浮单层石墨烯作为温度和样品长度的函数。有趣的是，与块体材料相反，当温度为300 K时，热导率保持增加，并且即使样品长度远大于平均声子平均自由程，热导率也随样品长度保持对数发散，这一结果是石墨烯中声子的二维性质的结果，并提供了对二维材料热输运的基本理解。
2014-04-22 cond-mat.mes-hall
Suspended Graphene: a bridge to the Dirac point
最近发现的分离石墨烯（一种单原子厚的结晶碳层）的方法，提高了基于这种材料非凡的电传输和不寻常的物理特性的新型纳米电子器件的可能性。然而，到目前为止，显示这些特性的设备的实验实现受到周围环境的影响，主要是基板的影响。在这里，我们报告的悬浮石墨烯设备的制造和研究其电输运特性。在这些设备中，环境干扰被最小化，允许前所未有地接近狄拉克点（DP）的石墨烯的固有特性，其中载流子的能量色散及其状态密度线性消失，从而产生一系列奇异的物理特性。我们发现，电荷不均匀性减少了近一个数量级相比，在非悬浮石墨烯设备。此外，在DP附近，迁移率超过100，000 cm 2/Vs，接近弹道模型中的倏逝波传输的理论预测。
2008-02-20 cond-mat.mes-hall
Giant magneto-photoelectric effect in suspended graphene
我们研究了悬浮石墨烯场效应晶体管在高达9 T（量子霍尔制度）的磁场中的光学响应。在仅3 μW的照明功率下，我们测量到高达400 nA的光电流，对应于0.14 A/W的光响应度，我们认为这是单层石墨烯中测得的最高值。我们估计，每个吸收的光子产生超过8个电子空穴对，这表明非常有效的载流子倍增。根据光电流对栅极电压和磁场的依赖关系，我们提出了一种弹道两阶段机制，其中入射光子产生初级载流子，然后通过在石墨烯边缘的俄歇型非弹性库仑散射过程在手性边缘态激发次级载流子。
2015-05-22 cond-mat.mes-hall
Optomechanics for thermal characterization of suspended graphene
通过表征单层石墨烯悬浮膜在高频调制激光作用下的机械运动，研究了单层石墨烯悬浮膜的热性质。观察到光学强度和机械运动之间的特征延迟时间$τ$，这归因于升高膜的温度所需的时间。然而，我们发现，测得的时间常数是显着大于预测的比热和热导率的值的基础上。为了解释测量的和建模的τ之间的差异，提出了一种模型，该模型考虑到石墨烯鼓的边缘处的热边界电阻。这些测量提供了一种非侵入性的方式来表征悬浮的原子薄膜的热特性，提供了通过其他手段难以获得的信息。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall
Engineering tunable strain fields in suspended graphene by microelectromechanical systems
在这里，我们提出了一个微机电系统（MEMS）的机电耦合石墨烯和潜在的相关二维材料的调查。我们技术的关键创新包括：（1）将石墨烯集成到硅MEMS技术中;（2）通过空间分辨共焦拉曼光谱完全控制石墨烯膜内的诱导应变场和掺杂水平及其表征;以及（3）通过其机械谐振器本征频率检测石墨烯片与MEMS器件的机械耦合的能力。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall
Fine structure of the lowest Landau level in suspended trilayer graphene
对ABC堆叠的悬浮三层石墨烯的磁输运实验揭示了十二倍简并的最低朗道能级的完全分裂，特别是在电荷中性点处打开了交换驱动的能隙。对量子霍尔平台作为场的函数的独特性进行定量分析，得到填充因子的层次：ν=6、4和0是最明显的，其次是ν=3，最后是ν=1、2和5。除了可能由层不对称性引起的ν=4状态的出现之外，该序列与ABC堆叠的三层石墨烯的Hund规则一致。
2013-04-03 cond-mat.mes-hall
Selective nonresonant excitation of vibrational modes in suspended graphene via vibron-plasmon interaction
我们从理论上研究了掺杂的石墨烯带悬挂在一个沟槽，并受到垂直于石墨烯平面极化的交流电场。在这样的系统中，外部ac场经由隔离的石墨烯片中的等离子体激元振荡耦合到相对慢的机械振动。我们表明，电场产生的机械模式的有效泵浦。结果表明，在欠阻尼等离子体振荡的情况下，力学振荡和等离子体振荡出现了一种特殊的几何共振。也就是说，当机械模式的波数与等离子体波的波数非常一致时，泵浦效率显著增加。泵浦强度随模式波数的增加而增加。尽管驱动场是均匀的，但这种现象允许不同机械模式的选择性致动。
2015-06-11 cond-mat.mes-hall
Single- and multi-mode Fabry-Pérot interference in suspended graphene
载流子的相位相干性导致弹道介观导体中的电子波干涉。在石墨烯中，已经观察到了这种法布里-珀罗干涉，但是由于导电的二维性质，使得详细的分析变得复杂，这使得复杂的干涉图案成为可能。在这项工作中，我们已经实现了高品质的法布里-珀罗干涉在悬浮的石墨烯设备，无论是在电导和散粒噪声，并分析了它们的结构，使用傅立叶变换技术。傅立叶分析揭示了两组重叠、共存的干涉，其中菱形的比率等于装置的宽度与长度的比率。我们将这些集合归因于纵向和横向共振的独特共存，其中纵向共振源自具有低横向动量的模式的聚束。此外，我们的研究结果提供了深入了解的费米速度在悬浮的石墨烯样品的重整化，所造成的未屏蔽的多体相互作用。
2013-06-05 cond-mat.mes-hall
Phonon Scattering at Kinks in Suspended Graphene
最近的实验已经显示出在直径范围为2至7微米的鼓中悬浮的石墨烯中范围为10至100 ns的惊人的大的热时间常数。大的时间常数和它们与直径的比例指向鼓边缘处的热阻。然而，这种阻力的微观起源的解释是缺乏的。在这里，我们展示了如何声子散射在一个扭结的石墨烯，例如，形成的侧壁粘附在边缘的悬浮膜，可以导致一个大的热时间常数。这种扭结强烈地限制了弯曲声子穿过悬浮石墨烯边缘的部分，这导致在其边界处的界面热阻。我们的模型预测的热时间常数是相同的数量级的实验数据，并显示出类似的依赖于周长。此外，该模型预测的相对平面内和平面外的声子的石墨烯的热膨胀力的贡献，与实验一致。因此，我们表明，在对比传统的热（Kapitza）电阻发生在两种不同的材料之间，在二维材料的另一种类型的热界面电阻可以几何诱导在一个单一的材料。
2019-09-25 cond-mat.mes-hall
Electrical transport in suspended and double gated trilayer graphene
我们提出了一种高质量的悬浮和双栅极三层石墨烯器件的制造工艺。这些晶体管中的电输运测量揭示了高载流子迁移率（高于20000 cm ^2/Vs）和大于200 nm尺度的弹道电输运。我们报告了一个特别大的开/关比的电流在ABC堆叠的三层，高达250的平均电位移为-0.08 V/nm，兼容的电场诱导的能隙。在低至500 mT的磁场下出现量子霍尔平台也证明了这些器件的高质量。
2011-12-14 cond-mat.mes-hall
Thermal conductivity of suspended pristine graphene measured by Raman spectroscopy
悬浮的单层石墨烯的热导率作为温度的函数使用拉曼散射光谱法在通过机械剥离而没有化学处理直接在预图案化的衬底上制备的清洁样品上测量。通过拉曼散射光谱的拉曼2 $D$带的频率监测激光光斑处的温度，并且通过分析热扩散方程推导热导率，假设衬底在环境温度下是热沉。所获得的热导率值的范围从325 K附近的$\sim$ 1800 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$到500 K下的$\sim$ 710 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$。
2011-03-17 cond-mat.mes-hall
Hot electron transport in suspended multilayer graphene
我们研究了热电子输运在短沟道悬浮多层石墨烯设备创建一个独特的实验方法。对于具有半透明接触势垒的器件，在源漏偏置Vd = 0处观察到差分电导（dI/dV）的下降，以及在较高Vd处可能由光学声子散射引起的异常。对于具有低接触势垒的器件，仅观察到Vd = 0时的dI/dV下降，并且我们发现dI/dV对偏置Vd和温度T的良好拟合对数依赖性。用热电子效应解释了Vd的对数依赖性，而T的对数依赖性可以归因于二维的弱局域化。
2010-07-11 cond-mat.mes-hall
Gate Defined Quantum Confinement in Suspended Bilayer Graphene
在石墨烯中操纵单电子的量子限制器件正在成为纳米电子学应用的有吸引力的候选者。以前的实验采用蚀刻的石墨烯纳米结构，但边缘和衬底无序严重限制了器件的功能。在这里，我们提出了一种技术，建立量子限制结构的悬浮双层石墨烯与隧道势垒所定义的外部电场，打破层反转对称性，从而消除边缘和基板的障碍。我们报告了两种情况下的干净量子点形成：在零磁场B下，使用由垂直电场诱导的单粒子能隙;在B> 0时，使用量子霍尔铁磁体ν = 0间隙进行限制。库仑阻塞振荡表现出与基于局部顶栅几何形状的静电模拟一致的周期性，直接证明了对石墨烯的能带结构的局部控制。该技术将单电子输运与高器件质量和对振动模式的访问集成在一起，实现了从机电传感器到量子比特的广泛应用。
2012-02-03 cond-mat.mes-hall
Pseudo-magnetic field distribution and pseudo-Landau levels in suspended graphene flakes
结合紧束缚近似和线性弹性理论的平面膜，我们研究拉伸的石墨烯薄片假设两个相对的边缘的样品被夹持的接触。我们表明，取决于薄片的纵横比和它的取向，间隙状态可能会形成在膜中的接触附近。预接触区域中的该间隙对于薄片的扶手椅取向和大约1的宽长比应该是最大的。
2012-07-07 cond-mat.mes-hall
Apparent rippling with honeycomb symmetry and tunable periodicity observed by scanning tunneling microscopy on suspended graphene
悬浮的石墨烯难以通过扫描探针显微镜成像，这是由于尖端施加的固有范德华力和介电力不被衬底抵消。在这里，我们报告的扫描隧道显微镜数据的悬浮单层石墨烯在恒流模式揭示了一个令人惊讶的蜂窝结构与振幅为50 $-$ 200 pm和晶格常数为10-40 nm。表观晶格常数通过增加隧穿电流$I$而减小，但不系统地依赖于隧穿电压$V$或扫描速度$v_{\rm scan}$。波纹的蜂窝状晶格与在支撑区域上观察到的原子结构对齐，而在悬浮区域上没有发现原子结构，分辨率低至约$3-4$ pm。我们排除了蜂窝结构是由反馈回路使用变化的$v_{\rm scan}$，这是一个简单的放大效应的原子分辨率以及模型预测冻结声子或驻波诱导的隧穿电流。尽管我们目前对观察到的效应没有令人信服的解释，但我们希望我们有趣的结果将激发与悬浮石墨烯相关的进一步研究。
2016-11-18 cond-mat.mes-hall
Local Compressibility Measurements of Correlated States in Suspended Bilayer Graphene
由于多体效应的重要作用，特别是在低能量下，双层石墨烯吸引了相当大的兴趣。在这里，我们报告的悬浮石墨烯双层的局部可压缩性测量。我们发现，在填充因子v = 4的能隙不消失，在低场，而是合并成一个不可压缩的区域附近的电荷中性点在零电场和磁场。这些结果表明存在零场有序态，并与反常量子霍尔态或旋转对称性破缺的非对称相的形成相一致。在更高的磁场下，我们测量了v = 0，1和2时对称性破缺态的本征能隙，发现它们与磁场成线性比例，这是双层石墨烯中强库仑相互作用的另一种表现。
2010-09-10 cond-mat.mes-hall
Local charge transfer doping in suspended graphene nanojunctions
我们报告了纳米级石墨烯晶体管中的电子输运测量，其沟道长度短于100 nm的金和铂电极，并将其与沟道长度为1 \textmu{} m至50 \textmu{} m的晶体管进行比较。我们发现一个大的正栅电压漂移的电荷中性点（NP）的晶体管与铂电极，但可以忽略不计的移动与金电极制成的设备。这与电子从石墨烯转移到铂电极中是一致的。随着沟道长度的增加，使用金和铂电极测量的NP之间的差异消失。
2012-01-04 cond-mat.mes-hall
Molecular dynamics simulations of thermal conductivity and spectral phonon relaxation time in suspended and supported graphene
我们进行分子动力学（MD）模拟与声子谱分析，旨在了解二维（2D）的热输运悬浮和支持石墨烯。在平衡态分子动力学模拟的框架内，我们进行了光谱能量密度（SED）分析，以获得各个声子模式的寿命。然后计算每模对热导率的贡献，以获得300-650 K温度范围内的晶格热导率。与之前的研究相比，我们的研究结果表明，在室温下，在悬浮单层石墨烯（SLG）中，面外声学（或ZA）分支对热导率的贡献约为25-30%。当SLG置于非晶SiO2衬底上时，其热导率降低。这种减少是由于在所有的声子模式在基板的存在下的散射加强。其中，ZA模式受到的影响最大，其对热导率的贡献降低到15%左右。因此，热输运是占主导地位的面内声学声子模式的支持SLG。
2011-11-20 cond-mat.mes-hall
Stability of Suspended Graphene under Casimir Force
我们认为石墨烯片悬浮在导电表面上方。将石墨烯作为弹性膜，在Casimir力的作用下，研究了其与导体的稳定性。在边缘处存在临界高度，在该临界高度以下，悬浮的石墨烯的中心部分成核为变得附接到导体的主干。计算了临界高度对温度和石墨烯片尺寸的依赖性。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium Thermodynamics of Acoustic Phonons in Suspended Graphene
最近的理论已经预测了局部加热的悬浮石墨烯中的面内（LA和TA）和面外（ZA）声学声子浴之间的大温差。为了验证这些预测，以及它们对理解二维材料的非平衡热力学的影响，需要实验技术。在这里，我们提出了一种方法来确定声学声子浴温度从悬浮石墨烯的频率依赖性的机械响应功率调制激光。机械运动揭示了两个抵消贡献的热膨胀力，这是由于快速的正热膨胀的面内声子和较慢的负热膨胀的面外声子。这两个力的大小揭示了平面内和弯曲声学声子在稳态下处于非常不同的温度，通常观察到的比值$ΔT_{\mathrm{LA+TA}}/ΔT_{\mathrm{ZA}}$在0.2和3.7之间。这些偏离通常使用的局部热平衡假设（$ΔT_{\mathrm{LA+TA}}=ΔT_{\mathrm{ZA}}$）的偏差会影响二维材料热性质的实验分析。
2019-09-25 cond-mat.mes-hall
Temperature Profile for Ballistic and Diffusive Phonon Transport in a Suspended Membrane with a Radial Symmetric Heat Source
我们已经计算了声子热输运的温度分布在一个径向对称的热源在两个极端情况下，无论是完全弹道或完全扩散运输的悬浮膜。理论结果证实，仅从径向温度分布就可以区分这两种传输机制。模型也进行了比较，用40纳米厚，独立的氮化硅膜低于1 K通过使用隧道结（SINIS）温度计测量的实验数据。所测得的温度分布定性地与弹道模型一致。
2010-08-30 cond-mat.mes-hall
Coulomb bound states and resonances due to groups of Ca dimers adsorbed on suspended graphene
采用密度泛函理论和改进的扩展Hückel模型，考虑静电势，对钙离子二聚体在石墨烯表面吸附产生的Dirac点能附近的电子束缚态和共振态进行了理论研究. Mulliken原子电荷和静电势从DFT计算获得，并揭示电荷从Ca二聚体转移到石墨烯，这是导致电子光谱中出现共振态的原因。共振态的数目随着吸附的二聚体的数目的增加而增加。我们在石墨烯局域态密度中发现了束缚的“原子塌缩”态，如已经在实验中观察到的[Wang \textit{et al.}，Science { \bf 340}，734（2013）]。我们发现形成的原子崩溃状态和它的人口与电子需要较少的吸附钙二聚体比在实验中，可能是由于二聚体之间的不同间距和介电屏蔽在实验中的氮化硼基板。我们还预测了当六个钙二聚体吸附在悬浮的石墨烯单层上时，用电子填充第二原子塌缩态的开始。测试这些预测的实验将是有趣的。
2015-01-26 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in a GaAs quantum dot embedded inside a suspended phonon cavity
从理论上研究了半导体平板中二维量子点的声子诱导自旋弛豫。增强的弛豫率被发现由于声子范霍夫奇异性。相反，消失的变形势也可能导致自旋弛豫速率的抑制。对于较大的量子点，自旋轨道相互作用和塞曼能级之间的相互作用导致在几个点的弛豫抑制。此外，通过改变板的宽度，获得了从受限系统到大体积系统的交叉。
2006-01-17 cond-mat.mes-hall
