Uniaxial strain on graphene: Raman spectroscopy study and bandgap opening
将石墨烯沉积在透明且柔性的衬底上，并且通过在一个方向上拉伸衬底来加载高达约0.8%的拉伸应变。应变石墨烯的拉曼光谱显示2D和G带的显著红移（每1%应变分别为-27.8 cm^-1和-14.2 cm^-1），这是由于碳-碳键的伸长。这表明单轴应变已经成功地应用于石墨烯。我们还提出通过在石墨烯上施加单轴应变，可以实现K点处的可调带隙。第一原理计算预测石墨烯在1%单轴拉伸应变下的带隙开口为~300 meV。应变石墨烯提供了一种通过实验调整石墨烯带隙的替代方法，这将比用于打开石墨烯带隙的其他方法更有效且更可控。此外，我们的研究结果表明，柔性基板是准备这样的应变过程和拉曼光谱可以用作一个超灵敏的方法来确定应变。
2008-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Chemical doping-induced gap opening and spin polarization in graphene
通过第一性原理计算，我们报道了一种化学掺杂诱导的石墨烯带隙。采用基于密度泛函理论的从头算方法，计算了CrO $_3$与石墨烯层相互作用的结构和电子性质. CrO $_3$充当电子受体，通过化学吸附改变石墨烯表面的原始电子和磁性。在电子性质中引起的变化强烈依赖于CrO $_3$吸附位点，并且对于某些位点，有可能在电子能带结构中打开间隙。自旋极化效应也预测了一些吸附配置。
2007-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Energy gap opening in submonolayer lithium on graphene: Local density functional and tight-binding calculations
碱金属亚单层在石墨烯上的吸附以相称的$(\sqrt{3}\times\sqrt{3})R30^\circ$排列占据蜂窝晶格的每三个六边形，在石墨烯的光谱中诱导能隙。为了解释这种带隙，我们提出了\textit{ab initio}密度泛函理论计算的电子能带结构的C $_6$锂。检查的晶格几何的复合系统显示的可能性，最近的邻居跳跃振幅有交替的值构造在一个凯库勒型结构。纹理紧束缚模型的能带结构的计算和再现预期的带隙以及其他特征的退化去除锂吸附引起的石墨烯的光谱。更一般地，如果$x$是3的倍数，我们还推导出石墨烯化合物C $_x$ M上的周期性金属中的能隙打开的可能性。
2009-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Morphology and properties evolution upon ring-opening polymerization during extrusion of cyclic butylene terephthalate and graphene-related-materials into thermally conductive nanocomposites
在这项工作中，在石墨烯相关材料（GRM）的存在下，环对苯二甲酸丁二醇酯原位开环聚合成聚（对苯二甲酸丁二醇酯）之前和之后的热导率的研究是解决的，以获得洞察聚合后的纳米复合材料形态的修改。使用五种类型的GRM：一种类型的石墨纳米片、两种不同等级的还原氧化石墨烯（rGO）和在真空下在1700°C下热退火1小时以减少其缺陷之后的相同rGO等级。通过差示扫描量热法、电子显微镜和流变学等手段研究了CBT的聚合、形貌和纳米粒子的结构。通过体积电阻率和体积热导率的测量，研究了材料的电学和热学性能。特别地，发现在开环聚合期间纳米片纵横比的减小对纳米复合材料中的电导率和热导率两者具有不利影响。
2017-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Adsorption of Hydrogen in Graphene without Band Gap Opening at the Dirac Point
研究了氢掺杂石墨烯的带隙。通过紧束缚模型（TB）发现，对于某些周期性，这里称为NGP（非能隙周期性），在狄拉克点没有能隙打开。这一结果得到了密度泛函理论（DFT）计算的证实。DFT结果表明，一个微小的差距是开放的NGP由于交换效应，没有考虑在TB模型。然而，这个微小的差距是一个或两个数量级的差距比其他周期不同的NGP打开。这一发现为石墨烯的带隙工程实验开辟了新的途径。
2010-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Gap opening in graphene by shear strain"
G. Cocco，E. Cadelano和L. Colombo [Phys.Rev.B81，241412（R）（2010）]已经提出，剪切和单轴应变的组合可以用于在比单独施加单轴应变低得多的应变水平下打开石墨烯中的带隙。他们在研究中采用了石墨烯的晶胞，并应用柯西-玻恩规则来模拟外部应变。因此，膜的力学行为的一个重要方面，即在外部应变下的屈曲和扭曲，以及随之而来的与电子结构的耦合在其分析中被忽略。在这样做时，在柯西-玻恩假设下出现在15-20%剪切应变范围内的表观带隙被示出为消失。石墨烯的无间隙光谱被发现在大的剪切应变以及剪切和单轴应变的大组合下持续存在。
2010-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic Signatures of Massless Gap Opening in Graphene
石墨烯中的能隙开放通常是以类狄拉克光谱的形式来讨论的，其中狄拉克点处的有限能隙的出现伴随着费米子的有限质量。在这封信中，我们提出了一个间隙的情况下，从石墨烯保留的载体的无质量字符。这种方法解释了最近在外延生长的石墨烯中进行的光谱测量，范围从光电发射到光透射。
2008-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen on graphene under stress: Molecular dissociation and gap opening
采用密度泛函方法研究了氢在石墨烯上的分子解离、化学吸附原子物种的扩散以及由此产生的氢在石墨烯系统上的电子性质。我们的研究结果表明，对石墨烯衬底施加应力可以将分子氢解离的势垒降低六倍，并将该过程从吸热转变为放热。与零应力值不同，这些势垒和反应热值与实验中观察到的时间尺度是相容的。另一方面，扩散不会因应力而发生很大的变化。我们分析了石墨烯单层上氢原子的分子解离和吸附相关配置的电子结构。绝对带隙为0.5 eV的平衡最佳配置的覆盖范围很窄（$θ\approx 0.25$）。该值与实验[Elias等人，Science { \bf 323}，610（2009）]。
2011-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Gap opening in graphene by shear strain
我们利用应变诱导的能带结构工程的概念，通过计算其单轴，剪切和组合的单轴剪切变形下的电子性质在石墨烯。我们表明，通过结合剪切变形的单轴应变，它是可能的调制石墨烯能隙值从零到$0.9$ eV。足够有趣的是，剪切分量的使用允许在适度绝对变形下的间隙开口，安全地小于石墨烯失效应变。
2010-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning electronic properties of corrugated graphene: confinement, curvature and band gap opening
它表明，单层石墨烯电子被限制在一个完美的二维表面。波纹石墨烯的电子性质的影响进行了讨论，在二维的无质量载流子的约束相对论动力学的推导。表面曲率与一系列具有实际应用的现象有关，如曲率诱导的pn结、带隙开放和退相干。我们还建立了一个弯曲自由能通过处理石墨烯作为一个软电子膜。
2010-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab-initio study of gap opening and screening effects in gated bilayer graphene
采用密度泛函理论计算方法研究了掺杂双层石墨烯在底栅和顶栅存在下的电子性质。独立地改变底栅和顶栅，可以分别控制样品上的总掺杂电荷和作用在双层上的平均外部电场。结果表明，在一定的掺杂浓度下，布里渊区K点处的带隙与平均电场成线性关系，而相应的比例系数与掺杂浓度成非单调关系.我们发现，DFT计算的带隙在K，对于小的掺杂水平，大约是一半的带隙与标准的紧结合的方法。我们发现，这种差异产生于低估，在TB模型中，系统的外部电场的筛选。特别地，基于我们的DFT结果，我们观察到，当双层石墨烯在外部电场的存在下，层间和层内屏蔽都发生。只有层间屏蔽包括在TB计算中，而这两个屏蔽是基本的带隙开口的描述。最后，我们提供了一个一般的方案，以获得全能带结构的门控双层石墨烯，为任意值的外部电场和掺杂。
2009-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Effect of a gap opening on the conductance of graphene superlattices
利用传输矩阵方法计算了带隙石墨烯超晶格的电子传输和电导。我们所研究的系统由一系列的电子掺杂的石墨烯作为阱和空穴掺杂的石墨烯作为势垒组成。我们表明，在某些临界值的差距，传输概率接近统一。我们还发现，有一个区域附近的临界间隙值的系统的电导达到其最大值。
2009-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic gap opening in rhombohedral-stacked multilayer graphene from first principles
我们通过包括精确交换在内的第一性原理计算研究了菱形堆叠多层（3 ~ 8层）石墨烯中磁和电荷密度波不稳定性的发生。忽略自旋极化，在费米能级处出现以布里渊区的特殊点${\bf K}$为中心的极其平坦的表面带。自旋极化通过稳定反铁磁态在表面态打开了一个间隙。顶表面层和底表面层是弱亚铁磁的面内（净磁化小于$10^{-3}μ_B$），并且是彼此反铁磁耦合的。这种耦合是通过最近的邻居之间的面外反铁磁耦合传播的。在自旋极化的广义梯度近似下，能隙非常小，而在杂化泛函中，能隙与精确交换量成正比。对于三层菱形石墨烯，PBE 0中的$38.6$为$38.6$ meV，与实验中发现的$42$ meV间隙一致。我们研究了温度和掺杂的磁隙的依赖性。在$n \sim 7 \times 10^{11}$ cm $^{-2}$的电子掺杂下，间隙闭合。不发生具有$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$周期性的电荷密度波不稳定性。
2017-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Experimental signature of bandgap opening in bilayer graphene at metal contacts
当在两个石墨烯层之间引入电势差时，双层石墨烯（BLG）具有有限的带隙。已知电势差是由表面电荷转移引入的。因此，预期在金属接触处存在有限的带隙。在金属-BLG界面处的带隙可以通过背栅场效应晶体管中的超线性电流-电压特性来检测，所述超线性电流-电压特性由载流子隧穿通过带隙引起。超线性在正栅控区较高，这归因于Cr/Au电极的空穴掺杂。使用单层石墨烯（SLG）的对照实验不具有超线性，这与在金属-SLG界面处不预期相当大的带隙的事实一致。在金属-BLG界面处的带隙的开口是电极接触电阻的额外来源。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Opening Band Gap without Breaking Lattice Symmetry: A New Route toward Robust Graphene-Based Nanoelectronics
开发基于石墨烯的纳米电子学取决于打开石墨烯的电子结构中的带隙，这通常通过经由石墨烯层的电场（栅极偏压）或不对称掺杂打破石墨烯晶格的反转对称性来实现。在这里，我们介绍了一种新的设计策略，该策略将双层石墨烯片夹在具有强自旋轨道耦合的材料的两个包覆层之间（例如，Bi2Te3）。我们的从头算和紧束缚计算表明，邻近增强的自旋轨道耦合效应打开了一个大的（44 meV）的带隙在双层石墨烯没有打破其晶格对称性，和带隙可以有效地调整层间堆叠模式和显着增强层间压缩。这种量子阱结构的可行性通过最近石墨烯和Bi2Te3之间的高质量异质结的实验实现来证明，并且这种设计也符合半导体工业中现有的制造技术。预期所提出的量子阱结构特别稳健，因为它不需要外部电源来打开和保持带隙，并且包覆层在其器件应用中提供对石墨烯层的环境退化的保护。
2014-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic exchange mechanism for electronic gap opening in graphene
我们表明，在一个本地自洽的平均场处理，随机分布的磁性吸附原子可以打开一个强大的差距在石墨烯的电子光谱。电子能隙的大小取决于载流子与局域自旋之间的交换相互作用的强度，并受温度和外加磁场的控制。此外，我们表明，外部磁场在费米能级处产生自旋向上和自旋向下载流子的不平衡，使得掺杂的石墨烯适合于自旋注入和其他自旋电子学应用。
2011-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Graphene synthesis and band gap opening
石墨烯是一种神奇的材料，近年来引起了凝聚态物理、材料科学和化学等领域的广泛关注。它的二维原子层结构和独特的电子能带结构使其在许多应用中具有吸引力。它的高载流子迁移率，高导电性和导热性使其成为一种令人兴奋的材料。然而，除非以成本有效的方式开发出合成高质量、大面积石墨烯的简便技术，否则无法有效地实现其适用性。除此之外，还需要大量的努力来开发用于修改和开放其能带结构的技术，以便使其成为未来电子学中硅的潜在替代品。已经进行了相当多的研究用于通过各种方法合成石墨烯和相关材料，同时也进行了大量的工作用于操纵和打开其电子能带结构。本文综述了石墨烯合成方法的最新进展。综述了石墨烯纳米晶的制备方法和石墨烯带隙的打开方法，并指出了今后的研究和发展方向。
2011-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Opening the band gap of graphene through silicon doping for improved performance of graphene/GaAs heterojunction solar cells
石墨烯因其优异的性能引起了人们越来越多的关注，然而，单层石墨烯的零带隙可能限制其进一步的电子和光电应用。本文采用化学气相沉积法成功地大面积合成了单层硅掺杂石墨烯。拉曼光谱和X射线光电子能谱学测量证明硅原子掺杂到石墨烯晶格中，掺杂水平为3.4 at%。基于场效应晶体管的电学测量表明，硅掺杂使石墨烯的带隙打开，其带隙在0.紫外光电子能谱学表明SiG的功函数比石墨烯的功函数大0.13 eV。此外，SiG/GaAs异质结构太阳能电池显示出比石墨烯/GaAs太阳能电池平均提高33.7%的功率转换效率，这归因于增加的势垒高度和改善的界面质量。研究结果表明，硅掺杂可以有效地改善单层石墨烯的带隙，SiG在光电子器件中具有很大的应用潜力。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced band gaps in bilayer graphene
我们提出了一个紧束缚的调查内的应变双层石墨烯的线性弹性理论，专注于所经历的不同的环境中的A和B的碳原子的不同的亚晶格。我们发现，通过施加垂直应变$ε_{zz}$，A和B原子的不等价性得到增强，这提供了打开带隙的物理机制，当将两个石墨烯层拉开时，最有效地获得带隙。此外，垂直应变引入电子-空穴不对称性，并且可以导致K点附近的线性电子色散。当对一层施加横向应变而保持另一层固定时，我们发现对于小变形的间接带隙的开口。我们的研究结果表明，在双层石墨烯应变工程带隙的实验手段。
2011-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-induced gap opening in graphene superlattices
我们研究了石墨烯中缺陷的nxn蜂窝超晶格。所考虑的缺陷是缺失的p_z轨道，可以通过在给定位置引入C原子空位或化学结合简单原子物种来实现。利用对称性论证，我们证明了当n= 3 m +1，3 m +2（m的整数）时如何可能打开一个能隙，并估计其值与缺陷浓度x=1/n^2的平方根近似相关。紧束缚计算证实了这些发现，并表明诱导能隙可以相当大，例如，x~10^{-3}时约为100 meV。对吸附在石墨烯上的H原子所形成的超晶格进行了修正的密度泛函理论计算，结果与紧束缚的结果吻合得很好，从而表明所提出的结构可以在实践中用于打开石墨烯中的间隙。
2009-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intercalant-induced Kekule ordering and gap opening in quasi-free-standing graphene
Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Würzburg（维尔茨堡大学理论物理与天体物理研究所）；Institute of Theoretical Physics, University of Hamburg（汉堡大学理论物理研究所）；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging（汉堡超快成像中心）
Sn插入通过解耦缓冲层并引入局部晶格畸变，诱导石墨烯中凯克勒有序和能隙打开，揭示了插入剂均匀性和应变对石墨烯性质的调控作用。
2025-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversible hydrogenation and band gap opening of graphene and graphite surfaces probed by scanning tunneling spectroscopy
通过扫描隧道显微镜和光谱研究了氢化对石墨烯和石墨表面形貌和电子性质的影响。使用Ar/H2等离子体对表面进行化学改性。分析数千个扫描隧道光谱测量，我们确定石墨/石墨烯表面上的氢化学吸附在费米能级附近平均打开0.4 eV的能带隙。我们发现，虽然等离子体处理以不可逆的方式改变了表面形貌，但电子性质的变化可以通过适度的热退火来逆转，并且样品可以再次氢化，从而在第二次氢化后产生类似的，但略有降低的半导体行为。
2012-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gap opening in the zeroth Landau level of graphene
我们已经测量到低温电阻率$ρ_{xx}$的强烈增加和霍尔电导率$σ_{xy}$在电荷中性点处的零值平台，在石墨烯中经受高达30 T的高磁场。我们解释了我们的结果由一个简单的模型，涉及到一个字段依赖分裂的最低朗道水平的顺序的几个开尔文，从激活运输测量提取。该模型再现了$ρ_{xx}$的增加和异常$ν=0$平台在$σ_{xy}$在共存的电子和空穴在同一自旋分裂零能量朗道水平。
2009-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Substrate-induced band gap opening in epitaxial graphene
石墨烯作为下一代电子器件的主体材料显示出巨大的应用潜力。然而，尽管石墨烯具有令人感兴趣的性质，但其作为电子材料的最大障碍之一是其在电子光谱中缺乏能隙。例如，这阻止了石墨烯在制造晶体管中的使用。尽管已经提出了几种建议来打开石墨烯电子光谱的缺口，但它们都需要石墨烯层的复杂工程。在这里，我们表明，当石墨烯在SiC衬底上外延生长时，产生约0.26的间隙。该间隙随着样品厚度的增加而减小，并且当层数超过四层时最终接近于零。我们提出，这个差距的起源是由于石墨烯衬底相互作用的亚晶格对称性的破坏。我们相信我们的研究结果突出了石墨烯带隙工程的一个有前途的方向。
2007-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab-Initio Simulations of Deformation Potentials and Electron Mobility in Chemically Modified Graphene and two-dimensional hexagonal Boron-Nitride
我们提出了一个从头算研究的电子迁移率和电子-声子耦合的化学修饰的石墨烯，考虑氟化和氢化石墨烯在不同的覆盖率。还研究了卤化硼碳氮（h-BCN），因为研究界对这种材料的兴趣越来越大。特别地，形变势通过密度泛函理论（DFT）计算，而载流子迁移率根据Takagi模型（S. Takagi，A. Toriumi和H. Tango，IEEE Trans. Electr. Dev. 41，2363（1994））。我们将证明，氢化程度降低的石墨烯可以在流动性方面与硅技术竞争。
2011-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry Guided Band-Gap Opening via Periodic Topological Defects in Graphene
School of Physics, The University of Sydney（悉尼大学物理学院）
研究通过周期性拓扑缺陷在石墨烯中可控打开带隙，揭示了缺陷间距和晶格对称性对带隙形成的影响。
2026-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport studies of dual-gated ABC and ABA trilayer graphene: band gap opening and band structure tuning in very large perpendicular electric field
我们报告的ABC和ABA堆叠的三层石墨烯使用双，局部门控场效应器件的传输特性。HfO 2顶栅和底栅的高效率和大击穿电压使得能够在前所未有的大范围内对垂直电场和费米能级进行独立调谐。我们观察到六个数量级的ABC三层，这表明带隙的开放的电阻变化。我们的数据表明，在D ~ 3 V/nm的大位移场的间隙饱和，与自洽Hartree计算。相反，ABA三层即使在大的垂直电场下也保持金属性。尽管不存在带隙，ABA三层的能带结构继续随着D的增加而演变。我们观察到签名的两个带传导在大D字段。我们的自洽Hartree计算再现了实验数据的许多方面，但也指出需要更复杂的理论。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlation-Driven Dimerization and Topological Gap Opening in Isotropically Strained Graphene
各向同性膨胀的石墨烯的相图不能通过忽略电子相关性或移动碳或施加应力的影响来正确预测，就像到目前为止所做的那样。本文采用一种精确的非格点量子Monte Carlo（QMC）关联方法计算了应变石墨烯的基态焓（而不仅仅是能量）。在低应变下的未扭曲半金属石墨烯（SEM）之后，多决定因素Heitler-London相关性稳定在$\simeq$ 8.5%和$\simeq$ 15%应变之间，达到绝缘凯库勒样二聚（DIM）状态。更接近结晶的共振价键比Peierls状态，DIM状态优于竞争的反铁磁绝缘（AFI）状态的密度泛函计算，我们在并行进行的青睐。DIM受应力的石墨烯绝缘体（其间隙被预测在接近15%应变的失效之前生长超过1eV）本质上是拓扑的，这意味着在某些条件下位于体能隙中的1D金属界面态。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermopower of gapped bilayer graphene
我们计算了清洁和不纯的双层石墨烯系统的热电势。通过施加外部电场来打开带隙被示出大大增强双层石墨烯的热电势，其在室温下是单层石墨烯和无带隙双层石墨烯的四倍以上。在自洽玻恩近似下讨论了稀荷杂质散射的影响。还分析了热电势的温度依赖性。
2011-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Analytic solution for electrons and holes in graphene under electromagnetic radiation: gap appearance and non-linear current effects
我们找到了电磁辐射下石墨烯载流子的精确解。为了得到这样的解决方案，我们结合Floquet理论与试探解。然后，在不使用任何近似的情况下，得到了能谱。利用这些结果，我们证明了能谱呈现出依赖于去辐射频率和电波强度的间隙开口，而电流则表现出强烈的非线性行为。
2009-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Band Gap Opening in Bilayer Graphene-CrCl$_3$/CrBr$_3$/CrI$_3$ van der Waals Interfaces
我们报告了通过双层石墨烯（BLG）/三卤化铬（CrX $_3$ ; X=Cl，Br，I）范德华界面输运的实验研究。在所有情况下，发生从BLG到CrX $_3$的大的电荷转移（达到超过$10^{13}$ cm $^{-2}$的密度），并且产生垂直于界面的电场，其打开BLG中的带隙。我们确定的间隙从激活能的导电性，并找到极好的协议与最新的理论占的贡献的$σ$频带的BLG介电常数。我们进一步表明，对于BLG/CrCl $_3$和BLG/CrBr $_3$的带隙可以从低温电导率的栅电压依赖性中提取，并使用这一发现来细化间隙对磁场的依赖性。我们的研究结果允许BLG的电子性质与理论预测的定量比较，并表明占据CrX $_3$导带的电子是相关的。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Drastic Minimization in the van der Waals Interaction with the Bottom Epitaxial Graphene Layer by the Diels-Alder Surface Chemistry of the Top Graphene Layer
具有新产生的sp3碳中心对的Diels-Alder表面改性的顶部外延石墨烯层导致两个堆叠的石墨烯平面之间的层间范德华相互作用的突然最小化，并且在反应后操作阶段期间脱离晶片，使其下的层几乎是原始的。上图显示了Diels-Alder官能化的sp2/sp3石墨烯加合物离开母体晶片。在这篇文章中，我们系统地解决了石墨烯表面化学中的几个基本问题，这些问题对于器件制造以及在电子工业中成功实施共价改性石墨烯至关重要。
2014-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Modified Dirac fermions in the crystalline xenon and graphene Moiré heterostructure
该研究通过角分辨光电子能谱与第一性原理计算，揭示了石墨烯与二维晶体氙形成的莫尔超结构，发现氙覆盖层增强的介电屏蔽效应提高了狄拉克费米子速度，为制备莫尔超结构和调控石墨烯物理性质提供了新方法。
2024-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Guidelines for band gap opening in graphene superlattices with periodic π-vacancy distribution
Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；Center for Advanced System Understanding CASUS, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e. V.（亥姆霍兹德累斯顿-罗斯多夫中心高级系统理解中心）；Yonsei University（延世大学）
本文通过紧束缚模型研究石墨烯超晶格的周期性π空位，明确了C2、C3型空位开启带隙的对称性条件，为石墨烯超晶格带隙调控提供了对称性依据。
2026-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wafer Scale Homogeneous Bilayer Graphene Films by Chemical Vapor Deposition
双层石墨烯中电场诱导的带隙开放的发现为制造半导体石墨烯打开了新的大门，而无需积极的尺寸缩放或使用昂贵的衬底。然而，迄今为止，双层石墨烯样品仅限于μ m尺寸尺度，并且晶片级双层石墨烯的合成面临巨大挑战。在这里，我们报告均匀的双层石墨烯薄膜超过至少2英寸× 2英寸的面积，通过化学气相沉积在铜箔上合成，随后转移到任意基板。通过拉曼光谱、原子力显微镜（AFM）和透射电子显微镜（TEM）证实了石墨烯膜的双层性质。重要的是，空间分辨拉曼光谱证实双层覆盖率超过99%。通过对双栅极双层石墨烯晶体管的电输运测量进一步支持膜的均匀性，其中在98%的器件中观察到带隙开放。
2010-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band-gap switching and scaling of nanoperforated graphene
本文系统地建立了一个构建具有六边形纳米孔的石墨烯纳米网的{w_1，w_2，R}分类框架。三个整数指数w_1、w_2和R分别表示纳米孔在两个方向上的两个相邻边之间的距离和纳米孔尺寸，这导致直接的间隙打开标准，即，w_1+w_2-R= 3 n +1，n为整数，通过DFT能带结构计算得到，指导规则表明半金属和半导体的变化分别符合周期为3的奇和偶w_1的特殊序列“010”和“100”（“0”/“1”表示能隙闭合/打开）。周期性纳米穿孔诱导的能隙尺寸在较小的sqrt（N_rem）/N_tot比值下符合线性拟合，而在（w_1+w_2）<R+1时偏离线性拟合。特别地，{p，1，p}和{1，q，q}结构仅当n被设置为零时才证明与纳米孔尺寸有关的每个唯一缩放规则。此外，在{1，q，q}和{1，1，m}结构中，观察到Dirac带和平坦带共存，这对原子模式很敏感
2016-11-15 cond-mat.mtrl-sci
From Filter Paper to Functional Actuator by Poly(ionic liquid)-Modified Graphene Oxide
通过在滤纸上沉积聚（离子液体）改性的氧化石墨烯片（GO-PIL）的薄膜，将由通常具有互连孔结构的混合纤维素酯组成的市售膜滤纸转化为刺激响应性双层致动器。在丙酮蒸气中，所合成的双层致动器容易以快速弯曲成多个环，其中GO-PIL顶膜向内。在拉回空气中时，致动器恢复其原始形状。顶部GO-PIL膜和底部多孔滤纸朝向有机蒸气的不对称溶胀提供了有利的协同功能以驱动致动。混合膜中的PIL聚合物链被证明对于增强GO片和相邻滤纸之间的粘附强度以避免界面分层并因此改善力传递至关重要。整体构造允许双层致动器在恒定操作下的延长的寿命，特别是当与没有PIL的GO/滤纸双层致动器相比时。
2016-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Reversible modifications of linear dispersion - graphene between boron nitride monolayers
采用第一性原理计算和最小紧束缚模型研究了夹在两个六方氮化硼片之间的石墨烯层的电子性质.结果表明，在没有外场的情况下，对于ABC堆叠结构，带在狄拉克点附近是线性的，就像单层石墨烯的情况一样。对于某些原子配置，电场效应允许打开超过230 meV的带隙。我们相信这种能隙调节机制可以显著改善石墨烯基场效应晶体管的特性，并为未来的电子应用铺平道路。
2010-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the gap in bilyaer graphene using chemical functionalization: DFT calculations
以可控的方式打开石墨烯电子光谱中的能隙对于许多潜在应用是必要的，包括高效的碳基晶体管。我们已经表明，这可以通过双层石墨烯的化学功能化来实现。使用各种掺杂剂，例如H、F、Cl、Br、OH、CN、CCH、NH2、COOH和CH 3，可以在0.64和3 eV之间平滑地改变带隙，并且具有能隙的状态对应于最低能量构型是稳定的。双层石墨烯的结构特性的特殊性相比，散装石墨进行了讨论。
2008-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Band Gap Modulation of Graphene on SiC
一个关于如何在石墨烯中的载流子的能谱中设计带隙的配方被传送。它得到了一系列数值模拟的支持，这些数值模拟的灵感来自于基于周期性波纹石墨烯中带隙打开的分析结果，例如在高温下在SiC上生长的缓冲层。
2018-09-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Understanding the origin of band gap formation in graphene on metals: graphene on Cu/Ir(111)
理解石墨烯/金属界面相互作用的性质是石墨烯基电子和自旋传输器件的基础。在这里，我们调查石墨烯和金属衍生的电子状态之间的杂化通过研究诱导的变化通过插入的假晶单层的铜在石墨烯和Ir（111）之间，使用扫描隧道显微镜和光电子能谱学结合密度泛函理论计算。我们观察到的嵌入过程中的能带结构的修改及其伴随的变化，在界面处的电荷分布。通过能带杂化的状态选择性分析，我们能够确定它们对石墨烯的价带的贡献，从而引起能隙的打开。我们的方法揭示了负责在狄拉克点的石墨烯的电子结构的修改的机制，并允许预测其他石墨烯-金属界面的电子结构。
2014-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Floquet-induced gap in graphene
Tsinghua University（清华大学）；State Key Laboratory of Low-Dimensional Quantum Physics, Tsinghua University（清华大学低维量子物理国家重点实验室）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）
本研究通过共振驱动在单层石墨烯中直接观测到Floquet诱导的混合间隙，揭示了Floquet带工程在石墨烯中的实验验证，展示了光场调控量子相的潜力。
2026-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lithium and sodium decorated PHE-graphene for high capacity hydrogen storage: A DFT and GCMC study
Jiangsu Provincial Engineering Research Center of Low-Dimensional Physics and New Energy, College of Science, Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学理学院低维物理与新能源江苏省工程研究中心）
本研究通过DFT和GCMC模拟发现，锂和钠修饰的PHE-石墨烯在特定条件下可实现高氢吸附密度，适用于移动氢存储应用。
2026-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Graphene on quartz modified with rhenium oxide as a semitransparent electrode for organic electronic
我们的研究表明，市售的石墨烯改性的氧化物的石英满足其作为一个导电和透明的阳极在光电子器件中使用的要求。氧化物的簇生长使得石墨烯的功函数能够增加1.3 eV至5.2 eV，这保证了对OLED器件中使用的有机半导体的能级的适当调节。
2023-03-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetism of Edge Modified Nano Graphene
为了研究碳基材料的磁性原理，采用第一性原理密度泛函理论分析锯齿形边缘修饰的石墨烯分子的多自旋态，选择合适的修饰元素。自由基碳修饰的C_（64）H_（17）的最高自旋态是最稳定的，这是由于Z字形边缘有两个上自旋的四面体分子轨道构型。相比之下，氧修饰的C59 O 5 H17由于氧位处的四个自旋抵消而显示出最低的自旋状态是最稳定的。硼修饰的C_（59）B_（55）H_（22）在硼位上没有π-分子轨道，使稳定的分子自旋态为最低自旋态。然而，C59 N5 H2有两个π电子，其中自旋相互抵消以给出稳定的最低自旋状态。硅改性的C59 Si 5 H27和磷改性的C59 P5 H22由于Z字形位大量原子的插入而表现出弯曲的分子几何构型，同时也带来了复杂的自旋分布。自由基碳和二氢化碳改性是设计碳基磁性材料的有希望的候选者。
2011-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge Effects on the Electronic Structures of Chemically Modified Armchair Graphene Nanoribbons
在本文中，我们应用第一性原理理论来探讨如何扶手椅型石墨烯纳米带（AGNRs）的电子结构的化学修饰的影响。边缘附着物包括H、F、N、NH $_{2}$和NO $_{2}$。我们的理论结果表明，通过控制AGNR和吸附层的宽度，可以实现对带隙的高度可调。最有趣的发现是，由于N-N键的独特电子特征，具有不同宽度的N-钝化的AGNR是金属的。AGNR的这种性质变化（从半导体到金属）在开发石墨烯基器件中是重要的。
2007-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Comment on "Band structure engineering of graphene by strain: First-principles calculations"
在单轴应变下石墨烯的电子能带结构的第一性原理计算中，Gui、Li和Zhong [Phys.Rev.B \textbf{78}，075435（2008）]已经发现了费米能级处的带隙打开。这一发现与石墨烯的紧束缚描述相冲突，该描述对于小应变是闭合的间隙。在这篇评论中，我们提出了第一性原理计算，反驳了应变打开石墨烯带隙的说法。
2009-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunability of the Berry phase in gapped graphene
当一个可调大小的间隙在石墨烯的圆锥带交叉点处打开时，Berry相不会突然消失，而是随着间隙的增加而逐渐减小。相位取决于倒空间路径半径，即，对于掺杂系统，费米波矢量。因此，相位及其可观察到的结果可以通过间隙开放（由应变、外延或纳米结构化引起的调制电位）和掺杂调整来连续调谐。
2015-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac Cones and Minigaps for Graphene on Ir(111)
利用角分辨光电子能谱学研究了在Ir（111）衬底上外延生长的具有良好结构质量的石墨烯。它清楚地显示了一个狄拉克锥，狄拉克点只在费米能级以上稍微移动。由重叠的石墨烯和Ir（111）表面晶格产生的莫尔条纹施加超周期势，从而产生狄拉克锥复制品和能带结构中的小型间隙的开口。
2009-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single-layer Ga2O3/graphene heterogeneous structure with optical switching effect
单层Ga 2 O3（SLGO）和石墨烯由于其各自的电子和机械性质（诸如宽带隙和高导电性）而具有吸引力。利用范德华力将它们结合在一起形成异质结构是一种新的值得研究的方法。本文通过改变层间距对SLGO/石墨烯进行了密度泛函理论研究。采用密度泛函理论对双层异质结构进行了计算，发现了一些有趣的现象，如SLGO和石墨烯导带的能带开放和面内光吸收的开关效应。
2021-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Half-Metallicity in Modified Graphene Nanoribbons
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了准一维锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）在硼和氮的化学掺杂下的等电子性.掺杂浓度的逐渐增加使系统最终形成锯齿形氮化硼纳米带（ZBNNRs）。我们的研究表明，对于所有的掺杂浓度的系统稳定在反铁磁基态。掺杂浓度和掺杂剂位置调节纳米带的电子结构，表现出半导体和半金属行为作为对外部电场的响应。有趣的是，我们的研究结果表明，ZBNNRs与终止聚并苯单元表现出半金属性，无论带的宽度，以及所施加的电场，打开了一个巨大的可能性自旋电子器件的应用。
2009-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band gaps in incommensurable graphene on hexagonal boron nitride
设计出打开石墨烯带隙的方法，使电荷载流子质量有限，这对许多应用来说都是至关重要的。最近在六方氮化硼（h-BN）上使用石墨烯的实验提供了诱人的暗示，即与衬底的弱相互作用足以打开间隙，这与早期的发现相矛盾。使用多体微扰理论，我们发现，小观察到的差距是什么后，一个更大的潜在的准粒子间隙被抑制的不可逆性。这种抑制对石墨烯与衬底分离距离的小调制的敏感性表明了暴露更大的底层间隙的方法。
2014-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Departure from the conical dispersion in epitaxial graphene
用高分辨角分辨光电子能谱研究了外延生长的石墨烯的π带。在狄拉克点能附近观察到与无质量狄拉克费米子的圆锥色散的明显偏差和散射率的异常增加。这种异常的可能解释进行了讨论，在多体相互作用和开放的差距。我们提出了详细的实验证据支持的差距的情况。这一发现揭示了外延石墨烯的基本固有特性，并证明了在外延石墨烯中设计带隙的可能性。
2008-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Beyond Lithium-Ion Batteries: Are Effective Electrodes Possible for Alkaline and Other Alkali Elements? Exploring Ion Intercalation in Surface-Modified Few-Layer Graphene and Examining Layer Quantity and Stages
本研究利用密度泛函理论（DFT）探究碱金属与碱土金属在表面修饰少层石墨烯中的离子嵌入机制，发现能量有利的新位点及层数影响，为超越锂离子电池的电极材料设计提供理论基础。
2024-05-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
