Spin Manipulation in Graphene by Chemically-Induced Sublattice Pseudospin Polarization
自旋操纵是实现自旋逻辑器件和自旋电子电路的关键挑战之一。石墨烯被认为是实现自旋操纵的理想材料，但到目前为止，新的范例和示范者有限。在这里，我们表明，某些杂质，如氟原子，局部打破亚晶格对称性，而不形成强磁矩，可能会导致自旋输运特性的显着变化。杂质共振能级被发现与长程亚晶格赝自旋极化相关，通过局部解耦自旋和赝自旋动力学，激发了巨大的自旋寿命电子空穴不对称性。在稀杂质的限制下，自旋寿命可以从几百皮秒静电调谐到几纳秒，提供了一个化学工程前所未有的自旋器件功能的协议。
2016-03-02 cond-mat.mes-hall
The role of solvent interfacial structural ordering in maintaining stable graphene dispersions
本研究通过分子动力学计算发现，溶剂在石墨烯表面的平行扩散系数而非溶剂化层形成能量，是决定石墨烯分散稳定性的关键因素，低扩散系数溶剂可防止重新聚集从而提高浓度。
2023-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chemically-induced Mobility Gaps in Graphene Nanoribbons: A Route for Upscaling Device Performances
我们报告了基于第一性原理的研究介观量子输运的化学掺杂的石墨烯纳米带的宽度高达10 nm。与硼杂质相关的准束缚态的发生导致迁移率间隙大至1 eV，由强电子-空穴不对称背散射现象驱动。这种现象开辟了新的方式来克服目前的石墨烯基器件的限制，通过化学掺杂的石墨烯纳米带的尺寸在传统的光刻达到的制造。
2009-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum transport in chemically functionalized graphene at high magnetic field: Defect-Induced Critical States and Breakdown of Electron-Hole Symmetry
非常规的磁输运指纹在量子霍尔制度（施加磁场从一个到几十特斯拉）在化学功能化的石墨烯的报告。在化学吸附的单原子氧（从0.5%到很少的杂质），朗道能级的电子-空穴对称性被打破，而双峰电导率在低能量的发展，从形成的临界状态由随机网络的缺陷诱导的杂质状态。标度分析暗示存在一个额外的零能量量子化霍尔电导平台，这是不连接到朗道能级的亚晶格对称性破坏的简并提升。这与通常的解释形成了鲜明的对比，并揭开了一个新的游乐场定制的基本特征的量子霍尔效应。
2014-05-15 cond-mat.mes-hall
Field Effect Transistors based on Networks of Highly Aligned, Chemically Synthesized N=7 Armchair Graphene Nanoribbons
我们报告了N = 7扶手椅式石墨烯纳米带（7-AGNR）场效应晶体管的实验演示和电气表征。背栅晶体管由原子级精确和高度对准的7-AGNR制成，采用自下而上的方法合成。大面积转移工艺具有用原子级精确的纳米带制造可扩展器件的前景。FET的沟道比30 nm至40 nm的平均纳米晶长度长约30倍。GNRs的密度很高，因此可以假定运输远高于逾渗阈值。长沟道晶体管表现出87.5的最大I $_{ON}$ /I $_{OFF}$电流比。
2018-03-19 cond-mat.mes-hall
Adsorption-Induced Solvent-Based Electrostatic Gating of Charge Transport through Molecular Junctions
最近的实验表明，分子尺度器件的传输特性可以被周围的溶剂可逆地改变。在这里，我们使用的组合第一性原理计算和实验来解释这种变化的传输特性，通过在附近的导电和溶剂分子化学结合到电极所造成的结的局部静电势的转变。这种效应被发现改变了超过50%的联吡啶-金结的电导。此外，我们开发了一个通用的静电模型，定量预测电导和溶剂和导电分子的结合能和偶极子之间的关系。我们的工作表明，溶剂诱导效应是一个可行的路线控制电荷和能量传输在分子尺度的界面。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall
Hierarchy of Electronic Properties of Chemically Derived and Pristine Graphene Probed by Microwave Imaging
使用微波阻抗显微镜进行局部电成像石墨烯在不同的模态，产生丰富的层次结构的局部电导率。低电导率氧化石墨及其衍生物显示出显著的电子不均匀性。对于导电化学石墨烯，残余缺陷导致微波信号的系统性降低。相比之下，原始石墨烯上的信号与集总元件电路模型吻合得很好。局部阻抗信息还可以用于验证重叠的石墨烯片之间的电接触。
2009-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Incidence of multilayers in chemically exfoliated graphene
高度期望合成宏观量的石墨烯的有效途径，并且就层数而言，这种样品的本体表征同样重要。我们提出了一种基于拉曼光谱的方法来确定化学剥离的石墨烯中石墨烯层的数量分布。我们利用受控的气相钾嵌入技术，并确定了轻掺杂阶段，其中未掺杂和掺杂的少层石墨烯薄片的拉曼模式共存。光谱可以明确地与碱掺杂的石墨区分开，并且具有层的分布的建模产生具有显著单层石墨烯含量的五层的薄片厚度的上限。对单个少层石墨烯薄片的互补统计AFM测量发现层数的一致分布。
2019-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Polymer-stabilized graphene dispersions at high concentrations in organic solvents for nanocomposite production
我们展示了一种简单而有效的技术，用于通过使用稳定聚合物（聚乙烯吡咯烷酮，PVP）在广泛的有机溶剂中以高浓度分散原始（未官能化）石墨烯。这些聚合物稳定的石墨烯分散体显示出高度稳定并且即使在冷冻干燥后也易于再分散。与先前的研究相比，该技术产生显著更高的石墨烯浓度。还证明了通过添加原始石墨烯在流体的热导率方面的优异增强。然后将这些分散良好的原始石墨烯片用作聚合物纳米复合材料的强导电纳米填料。通过本体聚合法将分散的石墨烯负载到N-乙烯基吡咯烷酮上，制备了PVP/石墨烯纳米复合材料。
2011-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Position dependent photodetector from large area reduced graphene oxide thin films
我们用化学还原氧化石墨烯（RGO）片的薄膜制备了大面积红外光电探测器器件，并研究了它们的光响应随激光位置的变化。我们发现，光电流增加，减少或保持几乎为零，这取决于激光光斑相对于电极的位置。位置敏感的光响应的解释肖特基势垒调制在RGO膜电极界面。光电流的时间响应明显慢于单层石墨烯，可能是由于化学合成和互连片的无序。
2010-02-17 cond-mat.mes-hall
Metal surface induces strong acoustic plasmons in chemically doped graphene
最近的理论研究表明，掺杂有碱金属（AC x）的独立石墨烯支持强狄拉克和弱声学等离子体。在这里，我们表明，当AC x沉积在金属表面上，强烈的库仑屏蔽完全洗出这些集体模式。然而，即使AC X和金属表面之间的分离的小的增加也会导致AC X等离子体特性的恢复，特别是在独立的情况下不存在的声等离子体强度的增强。我们进一步提供了这些有趣的现象的物理背景。所研究的系统由沉积在Ir（111）表面上的锂和铯掺杂的石墨烯组成。
2019-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selected graphenelike zigzag nanoribbons with chemically functionalized edges: Implications for electronic and magnetic properties
众所周知，存在广泛种类的准二维类石墨烯纳米材料，其在许多方面可以优于石墨烯。因此，除了石墨烯之外，注意力还集中在锡烯（弯曲的蜂窝结构）和磷烯（褶皱的蜂窝结构）上。它示出，根据掺杂，这些材料可以具有磁有序的边缘。磁相位的计算图说明，一方面，石墨烯和锡烯的n型掺杂的窄锯齿形纳米带在边缘之间具有反铁磁性对齐的磁矩。然而，另一方面，在磷烯纳米带的情况下，对于p型掺杂，Z字形边缘可以具有铁磁性对齐的磁矩。边缘磁性严重影响纳米带的输运性质，并且如果充分控制，可以使它们对自旋电子学有吸引力。
2019-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nano-thermodynamics of chemically induced graphene-diamond transformation
几乎二维的金刚石，或金刚石，是令人垂涎的，因为它是一种具有独特力学和电光特性的碳膜，称为$sp^3$ $sp^3$。非常薄（$~h$）使得表面化学（例如吸附的原子）可以从多层石墨烯向有利于金刚石的体相热力学转变。热力学理论与原子第一原理计算相结合，不仅预测了所需压力（$p/p_{\infty}>1-h_0/h$）的降低，而且预测了成核势垒，确定了二金刚烷形成的动力学可行性。此外，双层石墨烯上的最佳吸附剂椅图案导致立方金刚石晶格，而对于较厚的前体，如果石墨烯以AA '堆叠开始，则吸附剂船结构倾向于产生六方金刚石（朗斯代尔石）。作为吸附剂，H和F有利于金刚石的形成，而Cl出现空间位阻。
2020-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Screening in Chemically Functionalized Graphene
共振散射体如氢吸附原子可以强烈地增强石墨烯中的低能量密度态。在这里，我们研究这些杂质对电子屏蔽的影响。我们发现了一个双面的行为：Kubo公式计算揭示了一个增加的介电函数$\varepsilon$后创建的midgap状态，但没有金属发散的静态$\varepsilon$在小动量转移$q\to 0$。这种不良的金属行为也表现在动态极化函数中，并且可以通过电子能量损失谱直接测量。一个新的长度尺度$l_c$出现，超过它的屏蔽被抑制，我们确定与安德森局域化长度。
2012-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Transport, Magnetic and Vibrational Properties of Chemically Exfoliated Few Layer Graphene
我们利用拉曼光谱、电子自旋共振光谱和微波电导率测量研究了几层石墨烯（FLG）的振动、磁性和输运性质。采用湿化学剥离法制备FLG样品，并进行不同的后处理，即超声处理、剪切混合和磁力搅拌。拉曼光谱显示出低强度的D模式，这证明了高样品质量。G模式存在于$1580$ cm $^{-1}$处，如对于石墨烯所预期的。2D模式由2个分量组成，在不同样本之间具有不同的强度。这归因于样品中单层和少层石墨烯的存在。ESR光谱显示在所有类型的材料中具有约$1$ mT的宽度和在$2.005-2.010$范围内的$g$ -因子的主线。确定了具有单轴$g$因子各向异性的顺磁缺陷中心，这表明这些缺陷中心与材料的局部sp $^2$键有关。各种研究的FLG都具有与温度相关的电阻，这与小间隙半导体兼容。电阻的差异与样品的不同晶粒尺寸有关。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chemically detaching hBN crystals grown at atmospheric pressure and high temperature for high-performance graphene devices
本研究报告了常压高温铁助熔剂生长hBN晶体，通过盐酸一步剥离制备高迁移率石墨烯器件，其性能与高温高压法相当。
2023-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning electronic properties in graphene quantum dots by chemical functionalization: Density functional theory calculations
采用密度泛函理论研究了化学功能化的六角和三角形石墨烯量子点的电子能隙和总偶极矩。已经发现，能隙可以有效地调整在选定的集群通过边缘钝化与不同的元素或基团。利用氧的边缘钝化提供了在六边形纳米点中观察到的大能隙的相当大的减小。三角形石墨烯量子点中的边缘态和能隙也可以通过用氟钝化来操纵。总偶极矩强烈地取决于：（a）石墨烯量子点的形状和边缘终止，（b）所连接的基团，以及（c）基团所连接的位置。就形状、边缘终止和连接基团而言，化学修饰的六角扶手椅型量子点具有最高的总偶极矩。根据连接基团的位置，总偶极子可以增加、减少或消除。通过稳定性计算证实了功能化石墨烯量子点的显著特征，即可调谐的能隙和总偶极矩。红外光谱中的正结合能和正频率意味着所有选择的簇在边缘官能化和钝化与各种基团和元素下是稳定的。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall
Transport properties of graphene with one-dimensional charge defects
研究了扩展电荷缺陷对石墨烯电子输运性质的影响。由于与晶格失配相关的内部应变，扩展缺陷在化学和外延生长的石墨烯样品中普遍存在。我们发现，在低能量下，这些缺陷与2D狄拉克费米子的相互作用相当强烈，并在这些材料的直流电导率有重要的影响。
2011-04-14 cond-mat.mes-hall
First-principles Analysis of Photo-current in Graphene PN Junctions
我们报道了石墨烯PN结光电流产生的第一性原理研究。结的形成是通过化学掺杂氮和硼原子，或通过控制栅极电压。采用非平衡格林函数（NEGF）方法结合密度泛函理论（DFT）计算光响应函数。石墨烯PN结显示出包括太赫兹范围的宽带光响应。确定了光偏振矢量与PN界面之间的角度对响应的依赖性。在可见光范围内计算了它随光子能量$E_{ph}$的变化。化学掺杂和栅控PN结的基本性质相似，但前者显示出掺杂分布的指纹。
2012-02-22 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Large Nernst effect in chemically derived multilayer graphene at millitesla magnetic fields
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Joint-Stock Company ”Skanda Rus”（斯坎达鲁斯股份公司）；National Research Nuclear University “MEPhI”（国立核研究大学“莫斯科工程物理学院”）；Institute of Microelectronics Technology and High Purity Materials, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院微电子技术与高纯材料研究所）
本研究在化学衍生多层石墨烯薄膜中观察到毫特斯拉磁场下的大能斯特效应，横向热电势可达250 μV/K，展示了其用于热电发电的潜力。
2026-09-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Edge Magneto-Fingerprints in Disordered Graphene Nanoribbons
我们报告（磁）运输实验在化学衍生的窄石墨烯纳米带在高磁场（高达60特斯拉）。场依赖的电子约束功能的证据，并允许估计可能的带边缘对称性。此外，测得的大的正磁导率表明由磁场诱导的后向散射的强烈抑制。这种情况下支持的量子模拟，考虑不同类型的潜在的障碍（平滑边缘障碍和远程库仑散射）。
2010-02-24 cond-mat.mes-hall
High Concentration Few-layer Graphene Sheets Obtained by Liquid Phase Exfoliation of Graphite in Ionic Liquid
在本工作中，使用商业离子液体作为一种方便的溶剂介质，石墨剥离在温和和容易的条件下，没有任何化学改性。为了证实存在少层石墨烯，通过拉曼光谱、原子力显微镜和场发射电子显微镜表征其分散性。根据UV-Vis表征，获得了高达2.543 mg/ml的石墨烯浓度，这是迄今为止在任何溶剂中报道的最高值。
2010-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetoresistance and Magnetic Ordering Fingerprints in Hydrogenated Graphene
从理论上探讨了氢原子随机分布对石墨烯导电性的自旋相关特性。自旋效应考虑使用平均场自洽哈伯德模型从第一性原理计算。Kubo-Greenwood输运方法用于计算具有实际尺寸的基于弱氢化石墨烯的系统的自旋相关输运指纹。电导率响应获得的顺磁性，反铁磁性，或铁磁性的宏观状态，构造从平均场的解决方案获得的小石墨烯超细胞。对于约0.25%的氢密度，计算了高达$\sim 7%$的磁阻信号。这些理论结果对石墨烯的感生磁性的实验观测具有指导意义。
2011-05-05 cond-mat.mes-hall
Aryl Functionalization as a Route to Band Gap Engineering in Single Layer Graphene Devices
化学功能化是石墨烯带隙工程的一条很有前途的途径。我们将硝基苯基化学接枝到剥离的单层石墨烯片上，以基底支撑或自支撑膜的形式。我们的输运测量表明，非悬浮功能化石墨烯表现为颗粒状金属，具有可变的范围跳跃输运和在低温下的迁移率间隙~ 0.1 eV。对于悬浮的石墨烯，允许在两个表面上的功能化，我们展示了它的电子性能从粒状金属到带隙半导体的调谐，其中电荷传输通过热激活发生在间隙~ 80毫电子伏。这种非侵入性和可扩展的功能化技术为石墨烯电子器件的CMOS兼容带隙工程铺平了道路。
2012-01-20 cond-mat.mes-hall
Graphene Nanoribbons on Hexagonal Boron Nitride: Deposition and Transport Characterization
将不同宽度的化学合成的“凹”型石墨烯纳米带（cGNRs）分散并滴铸到Si/SiO2芯片上的剥离的六方氮化硼（hBN）上。利用AFM，我们观察到cGNRs形成沿着hBN的晶轴排列的有序结构域。使用电子束光刻和金属化，我们接触的cGNRs与镍铬/金，或钯接触，并测量其I-V特性。金属和带之间的接触的肖特基行为主导了通过带的传输。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall
Crossover to the Anomalous Quantum Regime in the Extrinsic Spin Hall Effect of Graphene
最近关于化学修饰石墨烯中自旋-轨道耦合增强的报道为研究无质量手性费米子的自旋霍尔效应打开了大门。本文从理论上研究了自旋轨道耦合石墨烯中非本征自旋霍尔效应的相互作用和杂质浓度依赖性。我们提出了一个非微扰量子图解计算的自旋霍尔响应函数在强耦合制度，包括斜散射和异常杂质密度无关的贡献平等的基础上。自旋霍尔电导率依赖于费米能量和电子-杂质相互作用强度揭示了实验可访问的区域中异常量子过程占主导地位的存在。我们的研究结果表明，自旋轨道耦合石墨烯是一个理想的模型系统，用于探测半经典和真正的量子散射机制之间的竞争的自旋霍尔效应。
2016-10-24 cond-mat.mes-hall
Temperature dependent transport characteristics of graphene/n-Si diodes
实现石墨烯在Si上的最佳肖特基界面是具有挑战性的，因为电输运强烈依赖于石墨烯质量和制造工艺。这种界面对于集成在不同的电子设备中具有越来越大的研究兴趣，因为它们在所有环境中都是热和化学稳定的，不像标准的金属/半导体界面。我们制造这样的界面与n型硅在环境条件下，发现它们的电特性是高度整流，最小的反向漏电流（$<$ 10 $^{-10}$ A）和整流超过$10^6$。我们提取肖特基势垒高度为0.69 eV的剥离的石墨烯和0.83 eV的CVD石墨烯器件在室温下。温度依赖的电特性表明在石墨烯/n-Si界面处的不均匀性的影响。利用Werner和Güttler提出的势涨落模型对肖特基势垒高度的不均匀性进行了定量分析。
2014-12-31 cond-mat.mes-hall
Versatile polymer method to dry-flip two-dimensional moiré hetero structures for nanoscale surface characterization
提出一种基于聚氯乙烯（PVC）的干翻转聚合物方法，无需溶剂即可制备高质量翻转扭曲双层石墨烯器件，兼容STM等表面表征技术，并可扩展至空气敏感二维材料。
2024-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Reversible Sulfuric Acid Doping of Graphene Probed by in-situ Multi-Wavelength Raman Spectroscopy
由于晶格应变和电荷密度影响石墨烯的各种材料性质，因此需要可靠且有效的方法来量化这两个变量。虽然拉曼光谱是敏感和非破坏性的，其有效性对化学电荷掺杂的精确定量尚未得到测试。在这项工作中，我们在原位定量的分数频率变化的2D和G峰的电荷密度引起的硫酸溶液以及原生晶格应变的响应。基于实验数据和理论验证，我们提出了一种光学方法，同时确定应变和化学诱导电荷密度的三个流行的激发波长为457，514和633 nm。为了加快掺杂剂物质通过石墨烯-SiO2衬底的嵌入，通过热氧化在石墨烯中精确地产生密集的纳米孔阵列。纳米穿孔石墨烯膜系统对于掺杂和去掺杂过程的多个循环是稳健的，并且将在研究与石墨烯的各种类型的化学相互作用中是有用的。
2020-08-07 cond-mat.mes-hall
Atomic carbon chains as spin-transmitters: an \textit{Ab initio} transport study
连接两个石墨烯薄片的原子碳链最近在Jin { \it等人}的突破性实验中实现，物理修订信函{ \bf 102}，205501（2009）。我们提出了{ \it ab initio}结果的电子输运性质的这种链，并证明了完整的自旋极化的传输在大的能量范围内。该效应是由于终止每个石墨烯薄片的自旋极化之字形边缘导致石墨烯$π_z$带和链态的自旋分裂。当石墨烯$π$ -态与强杂化边缘和链中的类似态共振时，发生透射。这种效应通常适用于桥接石墨烯电极之字形边缘的任何$π$共轭分子。透射的偏振可以通过化学或机械改性分子或通过施加电子门来控制。
2010-06-17 cond-mat.mes-hall
Hysteresis of Electronic Transport in Graphene Transistors
石墨烯场效应晶体管通常包括位于SiO2表面上的石墨烯薄片。依赖于栅极电压的电导示出了依赖于栅极扫描速率/范围的滞后。它示出在这里，晶体管表现出两种不同类型的滞后在其电特性。电荷转移引起最小电导的栅极电压的正向偏移，而电容选通可以引起电导相对于栅极电压的负向偏移。正滞后现象随着石墨烯片层数的增加而衰减。氦气氛中的自加热显著地去除了吸附物并减少了正滞后。我们还观察到石墨烯器件在低温下的负滞后。研究还发现，石墨烯上/下的冰层具有比水层强得多的偶极矩。电解质栅极中的移动离子和铁电栅极中的极性切换也可能导致石墨烯晶体管中的负滞后。这些发现提高了我们对石墨烯对其周围环境的电响应的理解。石墨烯对环境的独特敏感性及其相关现象值得在非易失性存储器、静电检测和化学驱动应用方面进行进一步研究。
2011-01-18 cond-mat.mes-hall
Puddle-induced resistance oscillations in the breakdown of the graphene quantum Hall effect
我们报告的稳定性的量子霍尔平台宽霍尔酒吧从化学门控石墨烯薄膜生长在SiC。$ν=2$量化平台从场$B \simeq 5$ T出现并持续到$B \simeq 80$ T。在高电流密度下，在击穿制度，纵向电阻振荡的$1/B$周期性和异常的阶段，我们涉及到额外的电子水库的存在。高场实验数据表明，这些水库诱导的载流子密度的连续增加到最高的可用磁场，从而扩大了量子平台。这些面内不均匀性以高载流子密度石墨烯袋的形式调制量子霍尔效应击穿并降低击穿电流。
2016-11-24 cond-mat.mes-hall
Electrical characterization of fully encapsulated ultra thin black phosphorus-based heterostructures with graphene contacts
半导体少层黑磷具有有限的禁带宽度和高的迁移率，这为该材料在未来的二维电子器件中的应用提供了诱人的前景。在这里，我们展示了第一次完全封装的双（双层）黑磷场效应晶体管在范德华异质结，以排除其稳定性和退化的问题，限制了他们的应用潜力。在我们的器件架构中引入单层石墨烯用于单原子厚的共形源极-漏极电极，使得化学惰性的氮化硼电介质能够紧密密封黑磷表面。这种架构，一般适用于其他敏感的二维晶体，结果在高真空和环境条件下，在稳定的传输特性是无滞后和相同的。值得注意的是，我们的石墨烯电极导致接触不受电子发射的支配，解决了技术相关的双端场效应晶体管几何结构中肖特基势垒限制传输的问题。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall
Dopant-induced plasmon decay in graphene
化学掺杂的石墨烯可以支持高达电信甚至可见频率的等离子体激元激发。除此之外，掺杂剂的存在可能影响石墨烯中的电子散射机制，从而影响等离子体衰减速率。在这里，我从第一原理研究这些影响在单层和双层石墨烯掺杂各种碱金属和碱土金属。我发现新的掺杂剂激活的阻尼通道：由于平面外的石墨烯和平面内的掺杂剂的振动，和石墨烯和掺杂剂状态之间的电子跃迁的损失。后者激发与石墨烯等离子体相互作用，并一起形成新的混合模式。该研究指出，这些特征强烈依赖于掺杂剂的类型和层数，这可以用作未来石墨烯等离子体器件的调谐机制。
2017-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
sp-Electron Magnetic Clusters with a Large Spin in Graphene
根据最近的实验数据（Sepioni，M.等，Phys.Rev.Lett. 2010，105，207205），我们研究了通过吸附氢原子或羟基在石墨烯上形成自旋S> 1/2的磁性团簇的可能性。在HOPG脱层过程中，石墨烯表面的氢原子和羟基发生迁移，形成了S=5/2的七原子或七羟基团簇。团簇的对称性与石墨烯晶格的重合增强了团簇的稳定性。对于（OH）7团簇，位于彼此大于3 nm的，重建势垒的一个x-ray配置是约0.4 eV，而对于H7团簇，没有障碍，高自旋状态是不稳定的。高自旋团簇的稳定性增加，如果他们形成的波纹顶部。集群之间的交换相互作用进行了研究，我们已经表明，铁磁状态是不可能的。讨论了用于石墨分层的溶剂的化学组成的作用。
2011-03-05 cond-mat.mes-hall
Anomalous Doping Effects on Charge Transport in Graphene Nanoribbons
我们提出了第一性原理计算的量子输运在化学掺杂的石墨烯纳米带的宽度高达4 nm。硼和氮杂质的存在下示出产生共振背散射，其功能是强烈依赖于的对称性和宽度的带，以及掺杂剂的位置。当杂质保持扶手椅带的镜像对称性时，在π-π * 平台上获得对后向散射的完全抑制。此外，观察到一个不寻常的受体-施主过渡在锯齿形带。这些非常规的掺杂效应可以用来设计新型的开关器件。
2009-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Control of proton transport and hydrogenation in double-gated graphene
本研究通过独立调控双栅石墨烯的电场与载流子浓度，实现质子输运与晶格氢化的解耦，加速质子输运并制备出高开关比的质子基石墨烯器件，为二维电极-电解质界面研究提供新方法。
2024-04-25 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Unexpected catalytic activity of nanorippled graphene
石墨是化学惰性最强的材料之一。它的基本成分，单层石墨烯，通常被认为继承了母体材料的大部分性质，包括化学惰性。在这里，我们表明，与石墨不同，无缺陷的单层石墨烯在分裂分子氢方面表现出很强的活性，这与金属和其他已知催化剂的活性相当。我们将这种意想不到的催化活性归因于表面波纹（纳米级波纹），这一结论得到了理论的支持。纳米波纹可能在涉及石墨烯的其他化学反应中发挥作用，并且由于纳米波纹是原子级薄晶体所固有的，因此通常对于二维材料来说可能是重要的。
2023-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Suppression of electron scattering resonances in graphene by quantum dots
低能电子通过二维材料的传输导致独特的散射共振。这些共振有助于从被占据的带的光电发射，在那里它们表现为被抑制的光电子强度的强色散特征。使用角分辨光电发射，我们系统地研究了在不同化学性质的衬底Ir（111），Bi/Ir，Ni（111）上生长的外延石墨烯以及用均匀Ir量子点的超晶格纳米图案化的石墨烯/Ir（111）中的散射共振。虽然与基底的化学相互作用的强度对散射共振的分散几乎没有影响，但它们的能量可以通过从石墨烯/到石墨烯的电荷转移的大小来控制。与此同时，沉积在石墨烯上的小量子点的超晶格完全消除了共振。我们将这种效应归因于纳米点诱导的石墨烯的屈曲及其从sp $^{2}$到sp $^{3}$朝向三维结构的局部再杂交。我们的研究结果表明，纳米图案化作为一个前瞻性的工具，调整二维材料的光电性能与石墨烯类结构。
2017-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface enhanced infrared absorption spectroscopy for graphene functionalization on copper
CVD石墨烯的单层形式在表征目标共价官能化方面带来了至关重要的挑战，这是由于表面上接枝部分的量较低，这反过来又阻碍了得出关于反应性-性质关系的结论。由于对化学改性石墨烯的兴趣越来越大，因此迫切需要新的，可靠的和非破坏性的表征方法。在这里，我们证明了使用表面增强红外吸收光谱检测的特征振动模式的物种接枝到材料通过自由基（Meerwein芳基化）或亲核取代途径铜箔。这种现象是允许的适当的金属表面形态和没有信号可能已经得到既不是在Si/SiO2基板上，也不是裸铜。反应过程中铜箔表面发生局部腐蚀，形成SEIRA活性基底。使用反射-吸收和衰减全反射模式进行测量，具有几乎相同的结果，从而使得这种分析方法可行、实用、非破坏性且易于用于石墨烯官能化的常规表征。
2021-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Real-Space Switching of Local Moments Driven by Quantum Geometry in Correlated Graphene Heterostructures
Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat（维尔茨堡-德累斯顿卓越集群 ct.qmat）；I. Institute of Theoretical Physics, Universität Hamburg（汉堡大学第一理论物理研究所）；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging（汉堡超快成像中心）；Department of Physics and Astronomy, Stony Brook University（石溪大学物理与天文学系）；Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute（平顿研究所计算量子物理中心）
研究通过量子几何控制在相关异质结构中实现局部矩的实空间切换，揭示了石墨烯功能化对电子关联平台的影响。
2026-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
DFT modeling of the covalent functionalization of graphene: from ideal to realistic models
生产多种类型的石墨烯，例如独立式的、碳化硅和金属上的外延石墨烯、溶液中的石墨烯、化学生长的石墨烯样分子、各种石墨烯纳米带和具有不同还原水平和各种化学组成的氧化石墨烯，证明需要在石墨烯功能化的基本原理之外进行额外的研究，以避免预测之间偶尔出现矛盾从第一原理模拟和实验结果。在此，我们讨论了当前状态的建模不同类型的石墨烯使用密度泛函理论（DFT）的方法。我们专注于静态（基板，形状，曲率，应变和掺杂）和动态（功能化的起点，迁移障碍和配置的稳定性）方面，提供了一个更正确和选择性的各种化学物质的石墨烯支架上的化学吸附建模。基于最近对不同类型石墨烯的实验实现的功能化的建模，我们可以得出结论，在早期研究中讨论的均匀的单侧或双侧功能化石墨烯的形成是石墨烯化学的典型场景的例外。不同基质、缺陷和晶格畸变（如波纹和应变）的存在导致从官能团形成簇或线。已经发现石墨烯衬底上的化学物质的几种构型以理想模型存在，但仅对于在特殊条件下官能化的石墨烯是稳定的。技术参数的作用，如所采用的泛函和计算方法，以及各种类型的石墨烯的化学性质的建模的重要指导方针也进行了讨论。
2013-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
