Increasing the Rate of Magnesium Intercalation Underneath Epitaxial Graphene on 6H-SiC(0001)
针对单层石墨烯下方Mg插层困难的问题，提出利用激光图案化石墨烯形成微米级不连续处以提升插层速率，发现速率增幅与边缘长度成正比，为快速插层其他物种修饰2D材料提供了新方法。
2023-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elucidating the Mechanism of Large Phosphate Molecule Intercalation Through Graphene Heterointerfaces
本研究提出大分子通过单层石墨烯缺陷催化解离并渗透插层的新机制，在异质界面形成受限氧化物，并利用DFT揭示P2O5插层与反应过程，为复杂受限氧化物的合成提供了重要途径。
2023-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Berry phase shift from 2 $π$ to $π$ in Bilayer graphene by Li-intercalation and sequential desorption
我们发现，当A-B堆叠的双层石墨烯在真空中经历锂的嵌入和锂的脱附过程时，双层石墨烯的Berry相由Shubnikov-de Haas振荡估计的2 $π$转变为2.此外，这种经处理的双层石墨烯的迁移率比原始双层石墨烯的迁移率增加约四倍，约8，000 cm 2/V $\cdot$ s。这主要是由于散射时间的增加和回旋质量的减少，这可以解释为双层石墨烯的堆叠结构从A-B到A-A的变化的结果，对应于从抛物线到线性带色散的变化。
2017-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-plane staging in lithium-ion intercalation of bilayer graphene
本研究通过磁输运测量与DFT计算，发现双层石墨烯锂插层存在四个独特的面内阶段，明确了其插层机制为AB到AA堆叠的转变，揭示了储锂容量极限并指明提升方向。
2024-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit proximity effect in graphene on metallic substrates: decoration vs intercalation with metal adatoms
实验上在几种不同重金属表面上的石墨烯（G）中实现的所谓自旋轨道邻近效应为新一代自旋电子学器件的自旋轨道耦合（SOC）设计开辟了新的视角。在这里，通过对两种不同的石墨烯/金属模型G/Pt（111）和G/Au/Ni（111）进行的大规模密度泛函理论（DFT）计算，我们表明，在这些结构中，狄拉克锥（DC）的自旋轨道分裂可能通过吸附原子在石墨烯顶部（装饰）或石墨烯和金属之间（插入）而增强。虽然通过诱导强石墨烯-吸附原子相互作用的装饰抑制了G的$π$带的线性，但插层结构揭示了较弱的吸附原子介导的石墨烯/基底杂交，其保留了良好定义的但加宽的DC。值得注意的是，插入的G/Pt（111）结构表现出比无缺陷的情况大得多的分裂。
2019-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of covalent and metallic intercalation on the electronic properties of epitaxial graphene on SiC(0001)
采用轨道分辨密度泛函理论研究了SiC表面氢和锂嵌入石墨烯的电子性质。从石墨烯/SiC异质结系统的$(6\sqrt3\times6\sqrt3)R30^{\circ}$表面重构出发，我们发现H和Li都可以在界面处插入时恢复两个非等效结部分（即石墨烯和SiC衬底）的理想结构特征。然而，对于这两种情况，化学/静电相互作用仍然不同。因此，H-插层外延石墨烯受到扰动狄拉克点的亚晶格破坏电子干扰，而Li插层由于Li电荷的不均匀离域而产生高度$n$掺杂的系统。结果带来的作用，衬底工程在SiC上外延石墨烯的讨论。
2011-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unexpected Structures for Intercalation of Sodium in Epitaxial Graphene-SiC Interfaces
我们使用扫描隧道显微镜，光谱学和从头计算，几个嵌入结构存在于SiC（0001）上的外延石墨烯中的钠。插层在室温下发生，Na电子掺杂石墨烯。它插层在单层石墨烯和富碳界面层之间。它还渗透到界面层下方并将其折叠以形成第二石墨烯层。这种去耦加速退火，并验证了直接钠沉积到界面层。我们的观察表明，石墨烯中的嵌入与石墨中的嵌入有着根本的不同，并且是一种多功能的电子控制手段。
2011-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of Lithium Intercalation in Twisted Bilayer Graphene
利用第一性原理电子结构计算方法，研究了石墨烯扭曲双层结构中锂的嵌入效应。为了模拟该系统，我们采用对应于7.34 $^\circ$和2.45 $^\circ$的扭转角的相称超晶胞。从能量的锂吸收，我们表明，对于低锂浓度的嵌入集群在AA区域的密度的两倍的均匀分布。Li原子向石墨烯层提供的电荷导致对能带结构的修改，可以使用具有参数空间区域中修改的层间耦合的连续模型定性地捕获该修改，该参数空间区域尚未通过实验或理论进行探索。因此，插层和扭曲层的组合同时提供了用于对材料性质进行空间控制的手段和用于调谐石墨烯的扭曲双层中的莫尔物理学的附加旋钮，具有从能量存储和转换到量子信息的潜在应用。
2019-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Graphene Intercalation: A Route to Graphene Modulation and Unique 2D Materials
在2004年首次报道之后的几年里，原子物种通过外延石墨烯层的嵌入才开始。插层对石墨烯电子性质的影响是众所周知的;然而，插层剂本身也可以表现出自然界中没有发现的有趣的性质。这表明外延石墨烯嵌入研究的重点转移可能会导致对许多新形式的传统3D材料的富有成效的探索。在下面的前瞻性综述中，我们总结了用于实现和表征EG插层的主要技术，并介绍了一种新的，简便的方法来容易地实现石墨烯/碳化硅界面处的金属插层。我们表明，简单的热蒸发为基础的方法可以有效地取代复杂的合成技术，实现大规模的非难熔金属的插层。我们还表明，这些方法可以扩展到基于插层的复合材料的形成。二维（2D）银（2D-Ag）和大规模二维氮化镓（2D-GaNx）被用来证明这些方法。
2019-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Liquid metal intercalation of epitaxial graphene: large-area gallenene layer fabrication through gallium self-propagation at ambient conditions
本文提出一种在环境条件下通过液态镓插层外延石墨烯制备大面积gallenene薄膜的方法，揭示了镓自蔓延机制及异质结构相互作用，为晶圆级二维材料的可控制备提供了新途径。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of gold cluster intercalation in graphene: stationary waves and modified QPI features
Université Paris Saclay, CNRS, CEA, Institut de Physique Théorique（巴黎萨克雷大学）；Institut de Sciences des Matériaux de Mulhouse, CNRS-UMR 7361 Université de Haute Alsace（米卢斯材料科学研究所）；Université Paris Saclay, CNRS, Laboratoire de Physique des Solides（巴黎萨克雷大学）
该研究解释了SiC上外延石墨烯的金插层产生的驻波和M点附近QPI特征，通过T矩阵处理的环形散射体模型，其结果与FT-STS测量及实空间驻波、局域态密度对比度的实验观察一致。
2026-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermally Activated Processes for Ferromagnet Intercalation in Graphene-Heavy Metal Interfaces
石墨烯（Gr）自旋电子学的发展需要设计具有高质量界面的外延Gr异质结构的能力，其中Gr的固有性质通过与铁磁体接近而被修改，以允许有效的室温自旋操纵或新的磁性纹理的稳定化。这些异质结构可以通过插入不同金属的石墨烯以受控的方式制备。利用光电子能谱学（XPS）和扫描隧道显微镜（STM），我们实现了在（111）取向重金属（HM）缓冲层上依次沉积到绝缘氧化物表面的外延Gr下面的均匀铁磁（FM）层的热激活嵌入的纳米级控制。XPS和STM表明，Co原子蒸发Gr的顶部安排在3D集群，并在热退火后，渗透和扩散Gr以下的2D方式。根据金属缓冲层的类型，金属的完全嵌入发生在特定的温度下。确定了插层过程的活化能和最佳温度。我们描述了一种可靠的方法来制造和表征原位高质量的Gr-FM/HM异质结构，使新的自旋-轨道电子器件，利用Gr的非凡性能的实现。
2019-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Coupling and Sparse Intercalation of 7-Atom-Wide Armchair Graphene Nanoribbons by N-Heterocyclic Carbene Monolayers
Empa - Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科学与技术研究院）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微观结构物理研究所）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；University of Chinese Academy of Science（中国科学院大学）
研究N-杂环卡宾在Au(111)上对7原子宽扶手椅型石墨烯纳米带的插层，发现吸附几何显著影响插层效率，甲基取代NHC形成平躺二聚体实现局部解耦，而异丙基取代NHC形成直立单体阻止插层。
2026-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tetrahedral Bonding in Twisted Bilayer Graphene by Carbon Intercalation
基于量子化学从头计算方法，我们研究了碳对扭曲双层石墨烯的插层效应。令人惊讶的是，我们发现，当插入剂放置在两层之间的某些区域时，会将两层中的原子拉得更近，并且该过程在能量上也是有利的。这是因为在超晶胞的这些区域中，局部环境允许嵌入物与层中最近的原子形成四面体键合。用碳嵌入AB-或AA-双层石墨烯不会产生这种效应;因此，这种非平凡效应的起源是使用碳作为嵌入剂和使用扭曲的双层石墨烯作为主体。这为操纵双层和多层范德华异质结构并以非常规方式调整其特性开辟了新的途径。
2016-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rashba splitting of 100 meV in Au-intercalated graphene on SiC
Au的嵌入可以在石墨烯中产生巨大的Rashba型自旋轨道分裂，但这尚未在半导体衬底上实现。对于石墨烯/SiC（0001），Au嵌入产生具有不同掺杂的两相。在这里，我们报告了Au嵌入后几乎纯的p型石墨烯相的制备。我们观察到一个100 meV的拉什巴型自旋轨道分裂在0.9 eV的结合能。我们表明，这种巨大的分裂是由于杂化和更有限的能量和动量空间比Au插层石墨烯镍。
2015-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rubidium intercalation in epitaxial monolayer graphene
本研究利用多技术手段系统考察SiC(0001)外延单层石墨烯下的Rb插层，揭示其有序相结构、n型掺杂效应及高温可逆演化。
2025-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlled Electrochemical Intercalation of Graphene/h-BN van der Waals Heterostructures
电化学插层是一种调节层状固体电子性质的有效方法。在这项工作中，我们报告了一种电化学策略，以可控地嵌入锂离子到一系列的范德华（vdW）异质结构之间的六方氮化硼（h-BN）通过嵌入石墨烯。我们证明，用h-BN封装石墨烯消除了寄生的表面副反应，同时创建了一个新的异质界面，允许原子级薄层之间的插入。为了监测电化学过程，我们采用霍尔效应来精确监测插层反应。我们还同时探测光谱和电输运性质的插层化合物在不同阶段的嵌入。我们实现了最高的载流子密度$> 5 \times 10^{13} cm^{-2}$与迁移率$> 10^3 cm^2/(Vs)$在最严重的插层样品，其中舒布尼科夫-德哈斯量子振荡在低温下观察。这些结果为进一步的研究奠定了基础，采用插层改性性能的vdW异质结构。
2017-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Metal adsorption and nucleation on free-standing graphene by low-energy electron point source microscopy (graphene intercalation)
金属与碳材料，特别是与石墨烯的相互作用对于各种技术应用是重要的。特别地，碱金属的插层被认为提供了用于调节石墨烯的电子性质以用于器件应用的手段。虽然可以很容易地研究这种嵌入事件的宏观效应，但在原子尺度上详细地并在明确定义的实验条件下跟踪相关过程构成了挑战。在这里，我们原位研究的吸附和成核的碱金属K，Cs和Li的独立石墨烯通过低能电子点源显微镜。我们发现，碱金属很容易插层之间的双层石墨烯。事实上，K和Cs的平衡分布有利于在双层之间比在单层石墨烯上高得多的颗粒密度。我们得到了这两个域之间的结合自由能的差异的定量值。我们的研究是完成了一个控制实验引入Pd作为代表的非碱金属。现在，我们在单层和双层石墨烯上观察到相等程度的团簇形成，但是没有插层。因此，我们的调查构成了第一次原位研究的金属原子吸附的不同特异性的独立石墨烯。
2023-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Intercalation of O$_2$ and N$_2$ in the Graphene/Ni Interfaces of Different Morphology
利用近环境压XPS和STM实验研究了不同气体分压和温度下氧和氮在不同形貌石墨烯/Ni/Ir（111）体系中的嵌入行为。我们对石墨烯的化学状态和形貌的研究进行了详细的实验，在气体插层之前和之后，取决于石墨烯/Ir（111）中预插层Ni的量。据发现，只有氧可以在石墨烯下插入在所有考虑的情况下，表示的作用的分子内键合强度和气体分子解离的可能性在不同的金属表面上的主要可能性和不同的物种下的石墨烯的插层机制。
2019-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Quasi-free Standing Epitaxial Graphene on SiC by Hydrogen Intercalation
通过氢插层在SiC（0001）上获得了准独立外延石墨烯。氢在6root3重构的初始碳层和SiC衬底之间移动。对于外延石墨烯，最上面的Si原子共价结合到该缓冲层，现在通过氢键饱和。缓冲层变成具有其典型线性π带的准自立式石墨烯单层。类似地，外延单层石墨烯变成去耦双层。这种嵌入在空气中是稳定的，并且可以通过退火到900摄氏度左右来逆转。
2009-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Modification of the magnetic and electronic properties of the graphene-Ni(111) interface via halogens intercalation
通过不同物种的插入使石墨烯与金属和半导体衬底电子解耦是石墨烯研究中广泛使用的方法之一。本文采用最新的密度泛函理论方法研究了卤原子（X = F，Cl，Br）嵌入石墨烯对铁磁Ni（111）层的电磁性质的影响.发现在所有gr/X/Ni（111）插层系统中，石墨烯层与铁磁衬底完全电子解耦;然而，可以实现不同种类（电子或空穴）和水平的掺杂。尽管卤素嵌入后石墨烯中C原子的磁矩非常小，但线性分散的石墨烯$π$带的自旋分裂高达$35$ meV，这为石墨烯-铁磁体界面的形成提供了新的思路，在该界面上可以形成自旋极化的自支撑石墨烯层，并有望在电子学和自旋电子学中得到应用.
2021-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Cobalt intercalation at the graphene/iridium(111) interface: influence of rotational domains, wrinkles and atomic steps
利用低能电子显微镜，我们研究了在Ir（111）上生长的石墨烯下的Co嵌入。根据其上沉积的石墨烯的旋转域，发现Co在不同位置处插入。虽然插入的Co被观察到优先在基板的步骤边缘低于某些旋转域，它主要是发现接近皱纹低于其他域。这些结果表明，石墨烯片的弯曲区域（靠近衬底原子台阶和褶皱）促进Co嵌入，并表明石墨烯/Ir相互作用的强度决定了哪种途径在能量上更有利。
2014-03-13 cond-mat.mtrl-sci
FeCl3 based Few-Layer Graphene Intercalation Compounds: Single Linear Dispersion Electronic Band Structure and Strong Charge Transfer Doping
石墨烯自2004年首次被发现以来，一直受到人们的关注。已经提出了各种方法来控制其物理和电子性质。在此，我们报道了石墨烯基层间化合物是一种有效的方法来修改少层石墨烯（FLG）的电子性质。采用双区气相传输法成功制备了FeCl3插层FLG。这是首次报道石墨烯的完全插层。这种少层石墨烯层间化合物（FLGIC）的拉曼G峰特征与其完整的插层结构非常一致。FLGIC呈现单个洛伦兹2D峰，类似于单层石墨烯，表明相邻石墨烯层之间的电子耦合损失。第一性原理计算进一步揭示了FLGIC的能带结构类似于单层石墨烯，但由于从石墨烯到FeCl 3的电荷转移而具有强掺杂效应。FLGIC的成功制备为FLG的基础研究和未来应用开辟了一条新的改性途径。
2010-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic and DFT studies of graphene intercalation systems on metals
在金属上的石墨烯下插入不同物种是定制这些系统的电子性质的有效方法。在这里，我们提出了金属（铜）和气态（氧）样品下的Ir（111）和Ru（0001），分别石墨烯的成功嵌入，允许改变石墨烯的电荷状态，以及大幅修改其电子结构附近的费米能级。我们采用ARPES和STS光谱方法与最先进的DFT计算相结合，以说明如何在宏观和纳米尺度实验中研究石墨烯衍生态的能量色散。
2016-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Electronic decoupling of an epitaxial graphene monolayer by gold intercalation
石墨烯在电子器件中的应用需要大规模外延生长。然而，衬底的存在通常显著降低了载流子迁移率。我们表明，它是可能的解耦的部分sp3杂化的第一石墨层上形成的Si-终止面的碳化硅从衬底上的金插层，导致一个完全sp2杂化的石墨烯层具有改善的电子性能。
2010-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Decoupling of graphene from Ni(111) via oxygen intercalation
结合表面科学技术（STM，XPS，ARPES）和密度泛函理论计算，研究了石墨烯与Ni（111）的氧嵌入脱耦。发现在石墨烯和铁磁（FM）Ni之间的界面处形成反铁磁（AFM）NiO层，其中石墨烯保护下面的AFM/FM三明治系统。发现石墨烯在该系统中是完全解耦的，并且通过电荷转移强烈掺杂$p$，其中狄拉克点的位置为$(0.69\pm0.02)$ eV高于费米能级。我们的理论分析证实了所有的实验结果，也解决了石墨烯和AFM NiO之间的界面特性。
2017-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Si Intercalation Beneath Epitaxial Graphene: Modulating Mott States at the SiC(0001) Interface
本研究通过三种制备方法实现SiC(0001)上外延石墨烯的Si插层，发现界面悬挂键态因在位排斥发生Mott-Hubbard金属-绝缘体转变，证实石墨烯传导电子对在位排斥的屏蔽作用，为带隙可调莫特绝缘体研究提供模板。
2025-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Quasi-free-standing AA-stacked bilayer graphene induced by calcium intercalation of the graphene-silicon carbide interface
本研究结合低能电子衍射、ARPES与DFT，证明钙在石墨烯-SiC界面插层并完全取代氢终止层，诱导高n型掺杂及AB到AA堆叠的自发转变。
2023-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Highly p-doped graphene obtained by fluorine intercalation
我们提出了一种通过在界面处插入一层氟来解耦生长在SiC（0001）上的外延石墨烯的方法。氟原子不进入与石墨烯的共价键，而是饱和衬底Si键。氟原子的这种配置引起了p \approx 4.5 \times 1013 cm-2的非常大的空穴密度，相当于费米能级在狄拉克点ED以上0.79 eV处的位置。
2011-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Intercalation of hydrogen in the SiC/epitaxial graphene interface
我们测量了生长在SiC硅表面上的氢嵌入外延石墨烯在中红外光谱范围内的光吸收。我们已经使用衰减全反射几何结构来增强与表面和SiC/石墨烯界面相关的吸收。外延石墨烯的样品已经在790至1250 $^\circ$ C的温度范围内插层，并与氢蚀刻的SiC的参考样品进行比较。我们已经发现，尽管Si-H键在低至790 $^\circ$ C的温度下形成，但是仅对于在超过1000 $^\circ$ C的温度下插入的外延石墨烯达到了良好发展的键级。我们还表明，当样品储存在环境空气中时，插氢降解的时间尺度上的几天。光学光谱显示，由于插层过程中留下的残留原子氢，在SiC/石墨烯界面上形成了乙烯基和甲硅烷基官能团。
2018-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Silicon Layer Intercalation of Centimeter-Scale, Epitaxially-Grown Monolayer Graphene on Ru(0001)
我们开发了一种在Ru（0001）上生长石墨烯的策略，然后进行硅层插层，不仅削弱了石墨烯与金属衬底的相互作用，而且保留了其最高性能。这种G/Si/Ru架构，由硅层插层方法（SIA），其特征在于通过扫描隧道显微镜/光谱和角度分辨电子光电子能谱。这些实验表明，这种新的复合材料的高结构和电子质量。SIA允许对石墨烯和可以用作顶栅的金属衬底之间的距离进行原子控制。我们的研究结果显示了具有定制特性的下一代石墨烯基材料的潜力。
2011-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Intercalation of Few-Layer Graphite Flakes with FeCl3: Raman Determination of Fermi Level, Layer Decoupling and Stability
我们使用无水氯化铁（FeCl 3）来插层由2至4个石墨烯层组成的石墨薄片并掺杂石墨烯单层。通过拉曼散射表征了所得层间化合物的插层剂、分级、稳定性和掺杂。FeCl 3重掺杂的单层石墨烯的G峰上移至~ 1627 cm-1。2-4层IC具有类似的上移，并且对于2D带具有洛伦兹线形，这表明每个层表现为解耦的重掺杂单层。通过在不同的激发能下进行拉曼测量，我们发现，对于给定的掺杂水平，在低于掺杂水平的激光能量下，通过泡利阻挡可以抑制2D峰。因此，多波长拉曼光谱允许直接评估费米能级，这与在高于掺杂水平的激发能下通过拉曼测量得到的费米能级互补。我们估计费米能级移动~0.9eV。这些IC是重掺杂石墨烯物理和化学性质的理想测试平台。
2010-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene decoupling through oxygen intercalation on Gr/Co and Gr/Co/Ir interfaces
利用密度泛函理论研究了氧吸附对Gr/Co（0001）和Gr/Co/Ir（111）界面结构和电子性质的影响.在两个界面中，石墨烯-Co距离随着O浓度的增加而增加。氧嵌入有效地降低了电子相互作用，防止了石墨烯态与Co $d$ -轨道的杂化，因此（部分）恢复了原始石墨烯的典型狄拉克锥。在石墨烯/Co 1 ML/Ir（111）的情况下，其呈现莫尔图案，O分布和石墨烯-Co登记的连续变化之间的相互作用可用于调节石墨烯的介电和电子性质。计算的电子性质是在非常好的协议与以前报道的角分辨光电子能谱和光电子能谱电子显微镜测量Gr/Co（0001）。
2022-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Intercalation of Mn in graphene/Cu(111) interface: insights to the electronic and magnetic properties from theory
采用最新的密度泛函理论计算方法研究了Mn嵌入对石墨烯/Cu（111）界面原子、电子和磁性结构的影响。研究了石墨烯-Mn-Cu（111）界面的不同结构模型。虽然置于石墨烯和Cu（111）之间的Mn单层（不利的构型）在费米能级附近产生石墨烯衍生的$π$带的大量重排，但在界面处可能形成Cu $_2$ Mn合金（有利的构型）保留了这些带的线性色散。对石墨烯/Cu $_2$ Mn/Cu（111）系统的狄拉克点周围的电子状态的深入分析允许区分来自该系统中的石墨烯石墨烯层的三个碳亚晶格的贡献，并解释费米能级周围的电子状态的能带以及自旋拓扑。
2021-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Graphene on the carbon face of SiC: electronic structure modification by hydrogen intercalation
已经表明，SiC（0001）（2{ \times }2）C表面上的第一C层已经表现出石墨烯样的电子结构，在狄拉克点附近具有线性π带。实际上，由于吸附原子/再平衡电荷转移机制，具有Si吸附原子和C再平衡结构的（2{ \times }2）C重构有效地钝化SiC（0001）表面。在这里，我们使用密度泛函理论计算来研究界面改性对石墨烯层的影响。我们考虑的修改是从扫描隧道显微镜观察到的原生界面缺陷的启发。每个4 { \times } 4 SiC单元（5 { \times } 5石墨烯单元）引入一个H原子，以使restatom悬挂键饱和并阻碍吸附原子/restatom电荷转移。因此，石墨烯层掺杂有来自衬底的电子，并且与吸附原子状态的相互作用略微增加。因此，原生界面缺陷可能在C终止的SiC衬底上的掺杂机制中发挥重要作用。我们还得出结论，一个有效的钝化的C面的SiC的H需要一个完整的去除重建。否则，与Si封端的SiC衬底不同，界面处H的存在将增加石墨烯/衬底相互作用。
2011-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bilayer graphene as a template for manufacturing novel 2D materials
本文综述了利用双层石墨烯作为模板，通过嵌入原子或分子制造新型二维材料的方法，总结了最新进展、实验与理论对比及未来挑战。
2025-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlation between morphology and transport properties of quasi-free-standing monolayer graphene
研究了不同温度下氢嵌入形成的准自支撑单层石墨烯（QFMLG）的形貌，并讨论了其与输运性质的关系。通过扫描隧道显微镜在600 ° C和800°C下形成的QFMLG上观察到石墨烯-衬底界面处不完全氢嵌入对应的特征。它们作为带电杂质有助于载流子散射。在1000°C时，SiC衬底中出现空洞和石墨烯的褶皱，使载流子迁移率显著降低。
2014-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lithographically-controlled liquid metal diffusion in graphene: Fabrication and magneto-transport signatures of superconductivity
针对插层石墨烯器件制备困难的问题，提出光刻控制液态金属扩散方法，实现镓插层QFBLG霍尔条器件可控制备，观测到3.5K超导性及横向电阻特征，为研究受限二维超导提供新途径。
2025-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Europium Underneath Graphene on Ir(111): Intercalation Mechanism, Magnetism, and Band Structure
本文用微观、磁学、光谱和密度泛函理论研究了Eu在Ir（111）上嵌入Gr的过程。根据覆盖率，嵌入的Eu原子形成一个$(2 \times 2)$或$(\sqrt{3} \times \sqrt{3})$ R $30^{\circ}$超结构相对于GR。我们调查的机制，Eu渗透通过名义上封闭的Gr片和测量的电子结构和磁性的两个插层系统。它们的电子结构非常相似。与Ir（111）上的Gr相比，两个系统中的Gr带基本上刚性地移动到更大的结合能，从而导致n掺杂。Ir表面态$S_1$与Gr态的杂化被提升，莫尔超周期势被强烈降低。相比之下，两个嵌入系统的磁性行为有很大的不同，发现由X射线磁性圆二色性。$(2 \times 2)$ Eu结构显示出普通的顺磁行为，而对于$(\sqrt{3} \times \sqrt{3})$ R $30^{\circ}$结构，尽管在10 K下不存在磁滞，但大的零场磁化率指示铁磁耦合。对于后者的结构，一个相当大的易平面磁各向异性观察和解释为形状各向异性。
2014-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band gap engineering by Bi intercalation of graphene on Ir(111)
我们报道了在Ir（111）单晶上生长的石墨烯层下面插入的单个铋层的结构和电子性质。扫描隧道显微镜（STM）显示了六方结构的表面结构和Bi嵌入后的位错网络，我们认为这是由于下面的Ir（111）表面上的$\sqrt{3}\times\sqrt{3}R30°$ Bi结构。从头计算表明，这种Bi结构是最积极有利的，也说明STM测量是最敏感的C原子在接近插入Bi原子。此外，Bi嵌入在石墨烯的狄拉克点处诱导带隙（$E_g=0.42\,$ eV）和总体n掺杂（$\sim 0.39\,$ eV），如在角分辨光电发射光谱中所见。我们将带隙的出现归因于位错网络，该位错网络沿着石墨烯/Ir（111）界面诱导的莫尔结构的某些部分有利地形成。
2016-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Reversible Ionic Liquid Intercalation for Electrically Controlled Thermal Radiation from Graphene Devices
本研究探究离子液体插层对宽红外波段石墨烯光电器件长期性能的影响，明确了电解质离子尺寸不对称、电荷分布机制及氧气等关键限制因素，为石墨烯红外热管理相关应用的限制机制提供了参考。
2023-06-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
On-Surface Synthesis of Graphene Nanoribbons on Two-Dimensional Rare Earth-Gold Intermetallic Compounds
在这里，我们展示了两种可靠的路线，用于在TbAu 2/Au（111）上制备扶手椅边缘石墨烯纳米带（GNRs），属于一类二维铁磁稀土-金金属间化合物。直接在TbAu 2上的表面合成导致GNRs的形成，GNRs是短的并且彼此互连。相比之下，嵌入方法-直接在Au（111）上表面合成GNR，然后进行稀土嵌入-在TbAu 2/Au（111）上产生GNR，其中条带和TbAu 2都具有与直接生长在清洁Au（111）上的那些相当的高质量。此外，生长的带保持相同的带隙，而从p掺杂到弱n掺杂，主要是由于在稀土嵌入后的衬底的功函数的变化。嵌入方法也可以用于在各种稀土金属间化合物上制造其他类型的GNR，提供定制磁性基底上GNR的电子和磁性的平台。
2021-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphite intercalation compound KC$_8$ revisited: a key to graphene
孤立石墨烯层中的电子是无质量狄拉克费米子的二维气体。然而，在实际的器件中，电子特性会受到弹性形变、层间耦合和衬底相互作用的影响。在这里，我们解开掺杂石墨烯的电子结构，重新访问的阶段一石墨层间化合物KC $_8$使用角分辨光电子能谱和从头计算。一旦在$GW$水平上包括电子相关性，则完全实验色散与掺杂石墨烯的计算非常一致。这突出表明KC $_8$具有可忽略的层间耦合。因此，狄拉克费米子行为被保留，我们直接确定掺杂石墨烯的完整实验狄拉克锥。此外，我们证明，在KC $_8$的超导介导的电子-声子耦合到一个ITO声子，产生一个强烈的扭结在准粒子色散在166毫电子伏。这些结果对于理解石墨烯的独特电子性质和KC $_8$中的超导性都是关键。
2009-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Modulating charge density and inelastic optical response in graphene by atmospheric pressure localized intercalation through wrinkles
用于化学气相沉积的石墨烯与其金属基底之间的氧化物阻挡层的插入是石墨烯转移到电介质支撑体的无污染替代方案，这通常是实现电子器件所需的。低成本的方法，特别是在大气压下，是可取的，但它们是否可以实现仍然是一个悬而未决的问题。结合互补的微观分析，提供结构，电子，振动和化学信息，我们展示了自发反应性嵌入石墨烯和铱衬底之间的1.5 nm厚的氧化物带，在大气压和室温下。我们发现，形成带状物所需的含氧分子是通过石墨烯褶皱提供的，石墨烯褶皱充当分子进入其自由端的有效扩散的隧道。发现插层氧化物带改变了石墨烯-载体相互作用，导致形成准自立式高质量石墨烯，其电荷密度在几个10-100 nm宽的带中被调制了几个10 - 12 cm-2，其中非弹性光学响应由于振动模式的软化而改变-拉曼G和2D带的红移为6和10 cm-1，分别
2013-11-06 cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Mechanical Strain on Lithium Staging in Graphene
石墨嵌锂是锂离子电池的基础，石墨电极嵌锂的热力学研究一直是热点。块状石墨中的嵌入锂经历称为分级的结构有序化，以使晶格内的静电排斥最小化。虽然这个过程对于块状石墨是很好理解的，但是在纳米级上，限制效应变得很重要，这可以显著影响纳米结构电极的电化学。因此，石墨烯提供了一个模型平台，研究嵌入动力学在纳米级的芯片上的设备制造和电化学嵌入与原位表征相结合。我们表明，微尺度的机械应变显着影响有序锂相在石墨烯中的形成。原位拉曼光谱的石墨烯微片机械约束在锂嵌入过程中的边缘揭示了厚度依赖性增加高达1.26 V的电化学电位，诱导锂分期。虽然诱导的机械应变能随着石墨烯厚度增加到四次方，但与观察到的电化学能的增加相比，其幅度很小。我们推测，机械应变能增加了锂阶段的成核势垒，大大延迟了有序锂相的形成。我们的研究结果表明，电极组件可以严重影响锂分级动力学的循环速率和发电电池的重要。我们展示了应变工程在二维纳米材料作为一种方法来操纵相变和化学反应。
2020-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manifestation of charged and strained graphene layers in the Raman response of graphite intercalation compounds
详细介绍了钾石墨层间化合物（GIC）的多频共振拉曼光谱测量。从一个良好的控制和连续的原位嵌入和高温脱嵌的方法，每个阶段的响应，第六阶段被确定。G和2D线的位置作为分级的函数取决于从K到石墨层的电荷转移和晶格膨胀。密度和电子能带结构的从头计算表明，大部分（但不是全部）转移的电荷保留在邻近插入层的石墨烯片上。这导致这些“外”层与夹在碳层之间的层的电子解耦，并因此导致相应的拉曼光谱的解耦。因此，更高级的GIC提供了在双轴应变条件下测量单层、双层和多层石墨烯的振动的可能性。该应变还可以与通过X射线衍射确定的GIC的面内晶格常数相关。这项研究的结果表明，拉曼光谱是一种非常强大的工具，可以识别原始和弱电荷单层和少层石墨烯及其复合材料中的局部内部应变，甚至可以产生绝对晶格常数。
2013-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Giant Splitting of Folded Dirac Bands in Kekulé-ordered Graphene with Eu Intercalation
本文通过在石墨烯/SiC界面插层Eu形成Kekulé有序结构，结合ARPES与DFT发现Kekulé序折叠Dirac锥并与Eu 4f局域磁矩强耦合，导致折叠Dirac带巨劈裂，为石墨烯自旋电子学应用开辟新途径。
2025-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Confinement Epitaxy of Large-Area Two-Dimensional Sn at the Graphene/SiC Interface
Chemnitz University of Technology（开姆尼茨工业大学）；Research Center for Materials, Architectures and Integration of Nanomembranes (MAIN)（纳米膜材料、架构与集成研究中心）
通过二维锡插层在石墨烯/碳化硅界面实现大面积准自由站立单层石墨烯，揭示扩散驱动机制并提供应变工程新自由度。
2026-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic decoupling and hole-doping of graphene nanoribbons on metal substrates by chloride intercalation
本文提出通过氯化金介电层插层到Au(111)表面石墨烯纳米带下方，实现GNRs与金属基底的电子解耦及显著空穴掺杂，为重空穴掺杂态下GNRs电子性质的原位研究提供了简便工具。
2024-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Freestanding n-Doped Graphene via Intercalation of Calcium and Magnesium into the Buffer Layer - SiC(0001) Interface
已经广泛地研究了具有Ca的SiC（0001）上的外延石墨烯的插层，但是Ca驻留的精确位置仍然难以捉摸。此外，Mg在SiC（0001）上的外延石墨烯下方的插层还没有报道。本文采用低能电子衍射、X射线光电子能谱学、次级电子截止光电能谱和扫描隧道显微镜等方法研究了6 H-SiC（0001）上钙镁嵌入外延石墨烯的物理和电子结构。我们发现，Ca插入在缓冲层下方并结合到Si封端的SiC表面，打破缓冲层的C-Si键，即“独立”缓冲层，以形成Ca插入的准独立双层石墨烯（Ca-QFSBLG）。对于外延石墨烯在SiC（0001）上的Mg插层，情况是类似的，其中在SiC表面处形成有序的Mg封端的重构，并且Mg键合到Si封端的SiC表面，从而产生Mg插层的准独立式双层石墨烯（Mg-QFSBLG）。在以往的钙插层外延石墨烯的研究中，没有考虑缓冲层下的钙插层。此外，我们没有发现任何证据表明，无论是钙或镁插入石墨烯层之间。然而，我们确实发现Ca-QFSBLG和Mg-QFSBLG都表现出非常低的功函数，分别为3.68和3.78 eV，表明高n型掺杂。在暴露于环境条件下，我们发现Ca-QFSBLG迅速降解，而Mg-QFSBLG保持非常稳定。
2020-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Enhanced Screening in Epitaxial Graphene via Nearly Free-Electron Metal Intercalation
Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ctd.qmat, Universität Würzburg（维尔茨堡大学维尔茨堡-德累斯顿卓越集群ctd.qmat）；Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Universität Würzburg（维尔茨堡大学理论与天体物理研究所）；Diamond Light Source（钻石光源）
本研究通过在石墨烯-SiC界面插层双层铟，利用层分辨密度泛函理论和角分辨光电子能谱证实其可显著增强石墨烯的介电屏蔽，为调控石墨烯介电环境提供了有效方法。
2026-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Theory and synthesis of bilayer graphene intercalated with ICl and IBr for low power device applications
石墨烯插层材料对于实现超低功率、基于激子冷凝物的双层赝自旋场效应晶体管（BiSFET）概念以及需要石墨烯层间电介质的其他新颖器件概念是潜在有希望的。利用密度泛函理论研究了氯化碘（ICl）和溴化碘（IBr）插层石墨烯的结构和电子性质。我们确定了ICl和IBr石墨烯插层化合物（GIC）的结构构型。我们还进行了深入的探索层间电子耦合，使用\textit{ab initio}计算。插层剂的存在掺杂石墨烯层。它还减少但不消除石墨烯层之间的电子耦合，这可以实现BiSFET操作。此外，我们提出了ICI-GIC合成和表征的实验结果。
2013-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybridization of Graphene and a Ag Monolayer Supported on Re(0001)
利用角分辨光电子能谱测量和密度泛函理论计算，研究了Re（0001）负载的石墨烯在单层Ag嵌入前后的电子结构. Ag的嵌入降低了石墨烯与Re的相互作用，改变了石墨烯的电子能带结构。尽管石墨烯的π态在费米能级附近的线性色散突出了相当弱的石墨烯-贵金属层相互作用，但我们仍然观察到Ag带和较低能量区域中的π态之间的显著杂化。这些结果表明，用贵金属层覆盖表面确实使电子态解耦，但仍然导致石墨烯的电子结构发生显著变化。
2014-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene intercalation of the large gap quantum spin Hall insulator bismuthene
本研究通过将铋烯插层于SiC和石墨烯之间并引入氢，成功解决了其在空气中易氧化的问题，保持了拓扑完整性，为基于铋烯的器件开发铺平了道路。
2025-02-03 cond-mat.mtrl-sci
