Band gaps in graphene via periodic electrostatic gating
很多注意力都集中在使石墨烯半导体化的方法上。我们研究了周期性门控石墨烯在紧束缚模型，并发现，相反的狄拉克方程的基础上的预测，这是可能的，以打开带隙费米能级使用静电门控的石墨烯。然而，与其他周期性调制石墨烯的方法相比，即穿孔石墨烯结构，我们发现所得的带隙明显较小。我们讨论的带隙的栅极电位的大小以及栅极区域的边缘的确切几何形状的复杂的依赖关系。阐明了本征态与栅区重叠的作用。考虑到更现实的栅极电位，我们发现，引入平滑的电位分布，即使在一个范围内的一个多一点的碳原子，可达到的带隙显着降低。
2012-03-16 cond-mat.mes-hall
An electrostatically defined serial triple quantum dot charged with few electrons
在GaAs/AlGaAs异质结中静电限定了一个串联的三重量子点（TQD），其特征在于使用邻近的量子点接触作为电荷检测器。基态稳定性图表明在少数电子充电的TQD的政权的控制。静电模型的发展，以确定基态电荷配置的TQD。数值计算与实验结果进行了比较。此外，隧道电导通过所有三个量子点串联的研究。量子元胞自动机过程被识别，这是两个点之间的电荷重新配置响应于在第三个点中添加电子而发生的。
2007-03-16 cond-mat.mes-hall
Flexural phonon scattering induced by electrostatic gating in graphene
石墨烯具有极高的载流子迁移率，部分原因是其平面镜像对称性抑制了高度占据的声学弯曲声子的散射。石墨烯器件的静电门控可以破坏平面镜像对称性，从而产生与弯曲声子的耦合机制。基于密度泛函理论（DFT）和玻尔兹曼方程，采用第一性原理计算研究了几种栅几何结构和电介质环境下栅诱导单声子散射对迁移率的影响.我们证明，这种散射机制可以是一个流动性的限制因素，并显示如何载流子密度和温度缩放的迁移率取决于静电环境。我们的研究结果可以解释从实验中提取的面内声学声子的高变形势，并进一步表明器件对称性和由此产生的迁移率之间的直接关系。
2017-01-04 cond-mat.mes-hall
Imaging electrostatically confined Dirac fermions in graphene quantum dots
石墨烯中载流子的静电约束由Klein隧穿控制，Klein隧穿是一种相对论量子过程，其中粒子-空穴嬗变导致PN结边界处的不寻常的各向异性传输。在这些新的势垒的反射和透射应该会影响这些边界附近的电子波函数的量子干涉。在这里，我们报告的使用扫描隧道显微镜（STM）映射的狄拉克费米子的电子结构的圆形石墨烯PN结限制。这些有效的量子点是使用一种新技术制造的，该技术涉及在石墨烯单层下的绝缘衬底内局部操纵缺陷电荷。在这样的石墨烯量子点内部，我们观察到对应于准束缚态的能级，并且我们在空间上可视化受限电子的量子干涉图案。这些量子点外的狄拉克费米子表现出类似弗里德尔振荡的行为。支持的理论模型描述相对论粒子在谐振子势，我们的研究结果产生新的见解静电限制狄拉克费米子的空间行为。
2016-06-12 cond-mat.mes-hall
Valley filtering using electrostatic potentials in bilayer graphene
研究了电子波包在双层石墨烯中通过静电门限定的量子点接触（QPC）的传播。栅极在层之间提供偏置，以便产生能隙。如果接触两侧的栅极产生相同的偏置，则观察到电子传输概率的台阶，就像通常的QPC一样。然而，如果偏置在QPC的一侧反转，则仅允许属于狄拉克谷之一的电子通过，这提供了非常有效的谷过滤。
2016-01-04 cond-mat.mes-hall
Electrostatic Superlattices on Scaled Graphene Lattices
一个可扩展的紧束缚模型应用于大规模的量子输运计算清洁石墨烯静电超晶格势，包括两种类型的石墨烯超晶格：莫尔图案由于堆叠的石墨烯和六方氮化硼（hBN）晶格，和栅极可控的超晶格使用空间调制的栅极电容。在石墨烯/hBN莫尔超晶格的情况下，我们的输运模拟和实验之间的一致性是令人满意的在零和低磁场，但打破了在高磁场，由于采用简单的模型哈密顿量，不包括高阶项的有效矢量势和狄拉克质量项。在栅极可控超晶格的情况下，不涉及高阶项，并且预计模拟在数值上是精确的。回顾最近的实验石墨烯受门控正方形超晶格周期为35 nm，我们的模拟显示出良好的一致性，揭示了多个额外的狄拉克锥在更强的超晶格调制的出现。
2019-07-07 cond-mat.mes-hall
Electrostatic confinement of electrons in graphene nano-ribbons
在具有顶栅的石墨烯纳米器件中观察到库仑阻塞。当经由背栅和局部顶栅形成两个PN结时，电子被限制在充当势垒的PN结之间。当栅极电压没有感应出PN结时，由于强无序，电子仍然被限制，但是在更大的区域中。在其他五个不同尺寸的设备上进行测量，得到了一致的结果。
2009-12-11 cond-mat.mes-hall
Density of states as a probe of electrostatic confinement in graphene
我们从理论上分析了在金属栅的帮助下，限制电子在单层石墨烯中的可能性，通过评估这种栅极定义的量子点在环形金属接触的存在下的态密度。在栅极限定的具有有限载流子密度的"量子点"中静电限制电子的可能性，被未掺杂的石墨烯片包围，强烈地依赖于量子点中电子动力学的可积分性。与目前的计算，我们可以定量地比较禁闭在点与可积和混沌动力学，并验证预测的Berry相位与赝自旋导致部分禁闭的情况下，预计没有禁闭，根据依赖于经典动力学的参数只。
2014-04-08 cond-mat.mes-hall
Bilayer graphene with single and multiple electrostatic barriers: band structure and transmission
我们通过有限数量的势垒来计算双层石墨烯中的电子传输和电导。此外，我们评估了在双层石墨烯超晶格与周期性的潜力施加到两层的色散关系。作为一个模型，我们使用的紧束缚哈密顿在连续近似。对于零偏置的色散关系示出了一个有限的间隙与零动量的载流子在平行于障碍的方向。这与单层石墨烯形成对比，在单层石墨烯中没有发现这样的间隙。间隙也出现在有限的偏压下。的能谱，电导和态密度的数值结果，并与那些有关的单层石墨烯。
2011-01-20 cond-mat.mes-hall
Electrostatically-induced strain of graphene on GaN nanorods
本文研究少层石墨烯在GaN纳米棒上的静电诱导应变，通过拉曼光谱证明偏压主要引起应变而非改变载流子浓度，且接触面积越大应变响应越强，为纳米谐振器与传感器设计提供依据。
2023-07-06 cond-mat.mes-hall
Electrostatically confined monolayer graphene quantum dots with orbital and valley splittings
无质量载流子的静电约束受到克莱因隧穿的阻碍。在石墨烯中避免这个问题主要依赖于雕刻出纳米结构或施加电位移场来打开双层石墨烯中的带隙。到目前为止，这些方法遭受边缘无序或电子的局部化控制不足。在这里，我们实现了一种替代的策略，在单层石墨烯，通过结合均匀的磁场和静电约束。使用扫描隧道显微镜的尖端，我们在块状石墨烯的朗道间隙中诱导出限制势，而不需要物理边缘。对费米能的局域态进行门控导致具有超过40个库仑峰的常规充电序列，其表现出7-20 meV的典型附加能量。第一轨道态的轨道分裂为4-10 meV，谷分裂约为3 meV。这些实验观察定量再现紧束缚计算，其中包括与对齐的六方氮化硼衬底的石墨烯的相互作用。所展示的限制方法似乎适合于产生具有超出传统技术范围的良好定义的波函数特性的量子点。
2016-08-09 cond-mat.mes-hall
Electrostatic confinement of electrons in an integrable graphene quantum dot
我们比较了未掺杂的石墨烯片的电导与一个小的区域受到静电门电位的情况下，在门控区域的动态是定期的（盘形区域）和经典的混乱（体育场）。对于光盘，我们发现尖锐的共振，缩小后，减少门控区域的面积分数。我们把这种观察与受限电子态的存在联系起来。对于体育场，电导失去其依赖于门控区域的面积分数，这表明狄拉克准粒子在门控区域中缺乏约束与混沌经典电子动力学的门控电压。
2009-06-10 cond-mat.mes-hall
Gate Electrostatics and Quantum Capacitance of Graphene Nanoribbons
电容-电压（C-V）特性对于理解纳米材料的基本电子结构和器件应用非常重要。采用自洽原子模拟方法研究了石墨烯纳米带的C-V特性。结果表明，GNR的C-V特性的强烈依赖于边缘形状。对于锯齿形边缘GNR，由于边缘状态，在横向方向上高度不均匀的电荷分布显著降低了栅极电容，并且自洽的静电势显著改变了能带结构和载流子速度。对于扶手椅边缘GNR，量子电容比其对应的锯齿形碳纳米管小2倍，并且多栅极几何形状对于晶体管应用而言不太有利。磁场导致C-V特性的显著振荡。
2007-05-22 cond-mat.mes-hall
Effective Medium Model for Graphene Superlattices with Electrostatic and Magnetic Vector Potentials
在这篇文章中，我们开发了一个有效的介质模型来描述电子波在石墨烯基纳米结构中的传播，并在其表面施加静电和磁矢量势。我们用数值算法确定了异质结构的有效介质参数，并计算了系统的电子能带结构。我们应用我们的形式主义来分析超晶格与单独的磁势，并揭示了该结构的响应仍然是互惠的，其特征在于电荷载流子的速度降低。我们还研究了超晶格的响应与这两个潜在的叠加在石墨烯和显示系统的响应变得非互易性的色散特征在于由倾斜的狄拉克锥。我们证明，它是可能的交替之间的类型-I，类型-II或类型-III狄拉克锥通过适当地调整电位的振幅。
2023-02-01 cond-mat.mes-hall
Electrostatic control of quantum dot entanglement induced by coupling to external reservoirs
我们提出了一个量子输运实验来制备和测量两个静电定义的量子点之间的电荷纠缠。相干布居捕获，如在腔量子电动力学中实现的，可以通过使用第三个量子点来扮演光学腔的角色来进行。在我们的提议中，一个对量子点来说量子力学上不可区分的泵浦驱动系统进入一个高度纠缠的状态。整个效应可以通过门电位来打开和关闭，从而允许通过简单地测量总电流来进行状态准备和纠缠检测。
2007-10-08 cond-mat.mes-hall
High quality electrostatically defined hall bars in monolayer graphene
实现石墨烯作为原子级薄且可调的平台用于量子传输的基础研究和未来应用的承诺需要静电定义结构的几何形状并控制载流子浓度的能力，而不会影响系统的质量。在这里，我们展示了新一代高质量栅极限定的石墨烯样品的工作原理，其中通过使用$ν=0$绝缘状态克服了在无间隙半导体中这样做的挑战，该绝缘状态在适度的施加磁场下出现。为了验证我们的设备的质量不受多个门的存在的影响，我们比较了不同样品几何形状的电子输运响应，密切关注脆弱的量子态，如分数量子霍尔（Fractional Quantum Hall，简称HHH）态，这是非常容易发生混乱。在不损害器件质量的情况下限定局部耗尽区的能力建立了一种构造基于石墨烯的量子传输器件的新方法。
2019-01-22 cond-mat.mes-hall
Electrostatic tuning of bilayer graphene edge modes
本文研究侧电极电势偏移对双层石墨烯带隙边界边缘模式的影响，发现栅极可诱导非保护的双向传播边缘模式，并解释了由此产生的电导不对称性和偏离量子化现象。
2023-09-21 cond-mat.mes-hall
Quantitative study of electronic whispering gallery modes in electrostatic-potential induced circular graphene junctions
最近在扫描隧道显微镜实验中创建的几个圆形石墨烯结pn和pp 0中观察到了电子回音壁模式（EWGM）。通过计算无质量费米子的Dirac-Weyl形式中的局域态密度，我们证明了EWGM可以真正出现在任何类型的静电势诱导的圆形石墨烯结中，包括单结（例如np-或pp 0-结）以及双极结（例如pnp-异质结）。令人惊讶的是，定量分析表明，对于所有的EWGM识别（无论结类型）的质量（Q）因素似乎小于100，非常小的普通光学回音壁模式微谐振器相比，而相应的模式半径可以可调的纳米级。我们的理论结果与现有的实验数据是一致的，提出了一个问题的应用潜力的EWGMs确定。
2019-12-23 cond-mat.mes-hall
Electrostatic detection of Shubnikov-de-Haas oscillations in bilayer graphene by Coulomb resonances in gate-defined quantum dots
利用双层石墨烯中的栅极限定的量子点作为灵敏的静电计来探测其环境的电荷密度。在垂直磁场的影响下，邻近量子点的沟道区的载流子密度由于朗道能级的形成而振荡。这是实验观察到的附近的量子点的库仑共振的栅极电压位置的振荡。从振荡的频率中，我们提取出沟道中的载流子密度，并从振幅中提取出量子点电势的偏移。我们比较这些实验结果与静电模拟的设备，并找到很好的协议。
2020-09-09 cond-mat.mes-hall
Electrostatic quantum dot confinement in phosphorene
我们考虑使用原子紧束缚的方法在磷烯的静电势本地化的状态。从紧束缚计算的结果的限制状态，我们提取的扶手椅和锯齿形方向的导带电子的有效质量。用这种方法导出的质量用于一个简单的单带有效质量模型，我们发现，该模型很好地再现了外磁场中的紧束缚能谱、几率密度和相互作用效应。这两种方法产生维格纳结晶的基态的电子对与单电子岛分离的扶手椅方向已经为小量子点。
2020-05-29 cond-mat.mes-hall
Electrostatically induced quantum point contact in bilayer graphene
我们报道了在封装的双层石墨烯中制造静电限定的纳米结构，其漏电阻低于高达$R \sim 10~$ G $Ω$的耗尽栅。这超过了先前报告的值$R =~$ 10 - 100 k $Ω$。\cite{Zou2010,Yan2010,Zhu2016a}我们将这种改进归因于石墨背栅的使用。我们实现了两个分裂栅器件，它们定义了费米波长尺度上的电子通道。覆盖分裂栅极之间的间隙的沟道栅极改变沟道中的载流子密度。我们观察到$ΔG = 2~e^2/h$和$ΔG = 4~e^2/h$的器件依赖电导量子化。在量子化垂直于样品平面的磁场时，我们恢复了双层石墨烯的四倍朗道能级简并度。在零磁场和量子霍尔区之间的交叉处出现了意想不到的模式交叉。
2018-01-16 cond-mat.mes-hall
Germanium electrostatic quantum dot with integrated charge detector in an MOS structure
我们报道了一个在纯锗中的静电量子点的制作和表征，它带有一个集成的电荷测量晶体管。该器件使用Al2O3/锗界面来限制锗中的载流子，并使用电子量子点和空穴晶体管的混合设计来进行电荷检测。尽管具有450 cm 2/Vs的适度低温载流子迁移率，但与NiGe源极和漏极接触一起使用的空穴晶体管已经显示出对足以检测隧穿进出量子点的单个电荷的点电势的灵敏度。该器件是用两级栅极叠层实现的，顶层用于吸引电子，下层用于限定电子限制电势并积累空穴晶体管。的可能性，以提高器件的操作使用的Al 2 O3/SiGe/Ge多层限制电子在一个更平滑的界面进行了讨论。
2010-08-30 cond-mat.mes-hall
Band Modulation for Silicene and Graphene Quantum Dots: A First-Principles Calculation
采用第一性原理方法研究了硅烯和石墨烯量子点的能带调制。本研究包括普通的硅烯和石墨烯量子点以及氢化硅烯和石墨烯中嵌入的量子点。量子点的形状和尺寸被认为是影响其电子性质的重要因素。我们研究了几种类型的量子点：三角形，三角形，矩形，六边形点。结果表明，量子点的能隙可以通过量子点的尺寸来调节，量子点的尺寸越大，能隙越小。此外，形状影响量子点的磁性。三角形点表现为磁性半导体，六角形点表现为反铁磁特性，而六角形点为非磁性。控制硅烯或石墨烯量子点的大小和形状可以操纵其磁性和电子性质。
2018-12-21 cond-mat.mes-hall
Enhanced shot noise in graphene quantum point contacts with electrostatic reconstruction
通过研究量子霍尔区石墨烯量子点接触的散粒噪声，发现强磁场下限制与电子相互作用竞争形成的量子点使噪声增加50-100%，揭示关联电荷隧穿机制及静电环境的关键作用。
2025-08-26 cond-mat.mes-hall
Graphene quantum blisters: a tunable system to confine charge carriers
由于克莱因隧穿，石墨烯中的电子的静电约束是不可能的。这阻碍了石墨烯用于量子点应用。只有通过有限寿命的准束缚态才能实现对载流子的束缚。在这里，我们提出，双层石墨烯与局部区域的去耦石墨烯层能够产生的静电门的应用下的束缚态。这种量子泡中的离散能级对应于顶层和底层中的局域电子和空穴态。我们发现，这层本地化和能量谱本身是可调的全球静电门，后者也符合在石墨烯盘的电子模式。奇怪的是，能量接近连续谱的状态主要存在于定义水泡的域之外的经典禁戒区域中。结果对于泡罩的尺寸和形状的变化是稳健的，这表明它是实现石墨烯中的可调静电约束的通用系统。
2018-05-27 cond-mat.mes-hall
CMOS-Compatible Electrostatic SWAP Gate in Silicon Quantum Dots: Justification of Tight-Binding Model and Going Beyond
本文提出并验证了CMOS兼容硅量子点中的静电SWAP门，利用库仑排斥产生纠缠，为大规模半导体量子逻辑实现提供了途径。
2025-10-06 cond-mat.mes-hall
Transport through graphene double dots
我们提出了在石墨烯双点系统中的库仑阻塞测量。点到引线的耦合以及点之间的耦合可以通过石墨烯平面内栅极来调谐。耦合是栅极电压的非单调函数。使用一个纯粹的电容模型，我们提取所有相关的能量尺度的双点系统。
2009-05-05 cond-mat.mes-hall
Quantum dot defined in two-dimensional electron gas at n-AlGaAs/GaAs heterojunction: simulation of electrostatic potential and charging properties
本文提出了一个自洽的Schroedinger-Poisson方法，用于模拟n-AlGaAs/GaAs异质结中二维电子气中的静电量子点。计算方法应用于定量描述的传输特性的实验研究Elzermann等人。{ \bf 84}，4617（2004）]。三维模型描述了整个器件的静电学，其中量子点在施加电压变化时改变形状并在门控区域内浮动。我们的方法考虑了任意几何形状和配置的金属电极，包括垂直于生长方向施加的磁场，在受限电子系统中的电子-电子关联及其与量子点周围的电子库的相互作用。计算了束缚电子的电场、空间电荷分布、能量和波函数，描述了束缚电荷池和电荷池之间两条输运通道的打开。我们确定的电压充电点多达4个电子。计算结果与实验数据在定性和定量上一致。
2007-12-11 cond-mat.mes-hall
Fabrication and Characterization of Electrostatic Quantum Dots in a Si/SiGe 2D Electron Gas, Including an Integrated Read-out Channel
采用一种新的制备技术在硅/硅锗二维电子气中制备具有读出通道的量子点。该技术利用肖特基栅极，放置在浅蚀刻量子点的侧面，以控制电子传输过程。相邻的量子点接触栅极被集成到侧栅极以限定读出通道，从而允许对量子点的电子占据的非侵入性检测。在低温下观察到可再现和稳定的库仑振荡以及读出通道电阻的相应跳跃。与读出通道相结合的制造点代表了Si/SiGe异质结构中基于自旋的量子比特的一个步骤。
2005-04-04 cond-mat.mes-hall
Electrostatic Graphene Loudspeaker
石墨烯具有极低的质量密度和高机械强度，这是高效宽频率响应静电音频扬声器设计的关键品质。低质量确保良好的高频响应，而高强度允许有效的低频响应所需的相对较大的独立振膜。在这里，我们报告的小型化石墨烯为基础的静电音频换能器的建设和测试。扬声器/耳机在设计和操作上都很简单，在整个音频频率范围（20 HZ-20 kHz）内具有出色的频率响应，性能与市售音频耳机相当或超过市售音频耳机。
2013-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic Doping of Moiré Superlattices Controls the Optical Fingerprint of a WSe_2 /Twisted Bilayer Graphene heterostructure
Laboratoire de Physique des Matériaux, Faculté des Sciences de Bizerte, Université de Carthage（迦太基大学比塞大科学学院材料物理实验室）
本研究理论探究静电掺杂对WSe2/扭转双层石墨烯异质结构激子光学响应的影响，揭示掺杂诱导的莫尔超晶格势调制激子光谱，产生卫星共振，为光学传感器设计提供新途径。
2026-10-05 cond-mat.mes-hall
Energy levels of monolayer -- AA-stacked bilayer graphene quantum dots
本文研究了由单层石墨烯的圆形量子点和无限单层石墨烯的圆形量子点组成的混合系统的能谱电子性质。我们建立了相关的能级和波函数使用连续介质模型和锯齿形边界条件在石墨烯单层-双层界面的分析结果。我们研究了垂直磁场、量子点半径和电场对这两种混合量子点的影响。我们将我们的结果与以前发表的工作进行比较，并探索这种混合系统量子点的潜在用途。
2021-07-29 cond-mat.mes-hall
Influence of minivalleys and Berry curvature on electrostatically induced quantum wires in gapped bilayer graphene
我们表明，在带隙双层石墨烯中的静电定义的量子线的子带的光谱直接体现了minivalley结构，并反映Berry曲率通过相关的磁矩的状态，在这种二维材料的低能带。我们演示了这些如何出现在低能量的迷你带和他们的谷分裂，线性发展在一个弱磁场的简并。因此，通过间隙连接双层的两个非间隙区域的弹道点接触的磁导（顶部和底部栅控）势垒将通过在BLG导电沟道的掺杂增加时发展的前几个电导台阶的高度来反映这种简并：$8e^2/h$在具有大间隙的BLG中的宽沟道中步进，$4e^2/h$在窄沟道中步进，在通过磁场提升谷简并性时，所有分裂成$2e^2/h$阶梯。
2018-10-25 cond-mat.mes-hall
Spin orbit splitting of the photon induced Fano Resonance in an oscillating graphene electrostatic barrier
从理论上研究了在Rashba自旋轨道相互作用的影响下，含时振荡势对Dirac费米子通过单层石墨烯静电势垒输运性质的影响.在非微扰Floquet方法的框架下解决了时间相关问题。注意，屏障的动态条件可以通过调整Rashba参数来控制。自旋轨道相互作用的引入导致Fano共振（FR）分裂，这是光子辅助隧穿中的特征。自旋分裂FR之间的分离给出了势垒内准空穴束缚态的精细结构的间接测量。本研究结果的Rashba分裂的FR和外部控制，通过调整振荡场参数可能有潜在的应用在自旋电子器件，特别是在自旋场效应晶体管。不同Floquet边带的自旋极化对自旋赝自旋相互作用十分敏感。
2015-08-12 cond-mat.mes-hall
High harmonic generation in triangular graphene quantum dots
利用动力学Hartree-Fock平均场论研究了强相干辐射引发平面石墨烯量子点中的高次谐波产生。发展了描述平面石墨烯量子点极端非线性光学响应的微观理论。数值求解了石墨烯量子点与强激光场多光子相互作用下单粒子密度矩阵的封闭微分方程组。所得解表明了三角形石墨烯量子点的边缘类型、横向尺寸、带隙和激光场强在高次谐波产生过程中的重要性。
2021-08-30 cond-mat.mes-hall
Model of the Electrostatics and Tunneling Current of Metal-Graphene Junctions and Metal-Insulator-Graphene Heterostructures
本文基于Bardeen转移哈密顿方法建立金属-绝缘体-石墨烯异质结构隧穿电流模型，并以金属-石墨烯结为例揭示微分接触电阻的影响因素。
2013-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and valley manipulation in single and double electrostatic silicene quantum dots
我们研究了单量子点和双量子点定义静电在硅烯。的自旋谷结构的限制单和双电子系统的确定和谷间散射引起的晶体边缘和库仑相互作用的影响进行了量化。在单电子和双电子扩展轨道的空间对称性的背景下讨论了双量子系统中的态。我们确定了由微波频率的交替电场引起的电荷、自旋和谷跃迁时间。谷过渡时间可以通过限制势控制几个数量级。此外，自旋跃迁率可以通过Rashba相互作用介导的成键和反键轨道的耦合而提高几个数量级。
2018-06-26 cond-mat.mes-hall
Gate-induced carrier density modulation in bulk graphene: Theories and electrostatic simulation using Matlab pdetool
这篇文章的目的是提供一个独立的介绍，在石墨烯片的栅极诱导载流子密度的理论建模。为此，介绍了相关的理论，即经典电容模型（CCM）、自洽泊松-狄拉克方法（PDM）和量子电容模型（QCM）。还简要介绍了Matlab pdetool的使用方法，指出使用该工具解决目前静电问题所需的最少知识。基于这三种方法的结果进行了比较，表明量子校正，这是不考虑的CCM，但由其他两个，发挥作用，只有当金属栅极是非常接近的石墨烯片，和精确可解QCM工程同样好的自洽PDM。实际的例子对应于现实的实验条件，用于产生石墨烯pnp结和超晶格，以及如何在位置上的背景电位线性可以在石墨烯中实现，示出了所介绍的方法的适用性。此外，通过以相同的方式处理金属接触，最后一个例子表明，PDM和QCM能够解决接触引起的掺杂和屏蔽电位，以及同意与以前的第一性原理研究。
2013-04-03 cond-mat.mes-hall
Electrostatic interactions between graphene layers and their environment
我们分析了单个石墨烯层和SiO $_2$衬底以及可能存在于其环境中的其他材料之间的静电相互作用。我们得到的领先效应产生的极性模式在SiO $_2$表面，和水分子，这可能会形成层之间的石墨烯片和衬底。相互作用的强度意味着石墨烯以大于几个晶格间距的距离被钉扎到衬底上。石墨烯纳米机电系统的影响，和石墨烯和STM尖端之间的相互作用也被认为是。
2008-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-defined graphene double quantum dot and excited state spectroscopy
双量子点使用三个顶栅形成在石墨烯纳米晶体管器件中。这些门独立地改变每个点上的电子数量并调整点间耦合。通过激发态的输运被观察到在弱耦合双点制度。我们从测量中提取双点系统的所有相关电容，以及量化的电平间距。
2009-12-11 cond-mat.mes-hall
Charge detection in a bilayer graphene quantum dot
我们展示了一个双层石墨烯量子点与集成的电荷检测器的测量。焦点在于使得能够利用位于岛直径约为100 nm的双层石墨烯量子点旁边约35 nm处的30 nm宽的双层石墨烯纳米颗粒进行电荷检测。纳米粒子中的局部共振可以成功地用于检测点中的单个充电事件，即使在量子点库仑峰不能通过常规技术测量的情况下。
2011-10-26 cond-mat.mes-hall
Electrostatic interactions in twisted bilayer graphene
利用Hartree-Fock近似描述了扭曲双层石墨烯中长程静电相互作用的影响。结果表明，电子填充的带宽和形状的显着依赖性，并在许多密度，无论是谷/自旋极化，与破亚晶格对称性，或两者兼而有之的对称性破缺相的存在。
2021-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Influence of Electrostatic Environment on the Proximity Spin-Orbit Coupling in Graphene on Transition-Metal Dichalcogenides
University of Antwerp（安特卫普大学）；University of York（约克大学）
本研究通过紧束缚方法揭示扭转角和静电环境（电荷转移偶极子与能带对齐）显著调控石墨烯/TMD异质结中的邻近自旋轨道耦合，并解释文献中参数分散的根源。
2026-09-23 cond-mat.mes-hall
Substrate Modulated Graphene Quantum Dot
我们提出了一种新的方法，利用带隙石墨烯作为势垒将电子限制在无隙石墨烯中，形成良好的量子点，该方法可以在部分H钝化的氧封端的$SiO_{2}$衬底上实现。特别是，我们使用铁磁绝缘体沉积在顶部的障碍，从而引起自旋相关的能谱和输运性质。与石墨烯中蚀刻量子点的复杂性相比，这里建议的设置是实际应用的有希望的候选者。
2009-10-25 cond-mat.mes-hall
Effect of external conditions on the structure of scrolled graphene edges
碳纳米卷的特征尺寸-“巴基卷”-通过分析悬浮和衬底沉积的石墨烯样品的代表性模型的弹性、范德华和静电能之间的竞争来计算。结果与原子模拟和实验观察到的螺旋石墨烯边缘是一致的。静电控制的包装被证明是实际可行的，并指出其可能的设备应用。
2010-04-12 cond-mat.mes-hall
Spin qubits in graphene quantum dots
我们提出了如何在石墨烯中形成自旋量子比特。实现这一目标的关键要求是找到量子点状态，其中块状石墨烯中通常的谷简并被解除。我们表明，这个问题可以避免在量子点的基础上的半导体扶手椅边界的石墨烯带。对于这样的设置，我们找到的能量和确切的波函数的束缚态，这是所需的局域量子比特。此外，我们发现石墨烯中的自旋量子比特不仅可以通过海森堡交换相互作用在最近的量子点之间耦合，而且可以在长距离上耦合。这一显著特征是石墨烯准相对论光谱的直接结果。
2007-01-19 cond-mat.mes-hall
Charge Detection in Graphene Quantum Dots
我们报告了一个石墨烯量子点与集成的石墨烯电荷检测器的测量。该量子点器件由石墨烯岛（直径约为100 nm）组成。200 nm）通过两个窄的石墨烯收缩连接到源极和漏极接触。从库仑金刚石测量的充电能量为4.3毫电子伏提取。电荷检测器是基于放置在约45 nm宽的石墨烯纳米颗粒。离岛60海里。我们表明，纳米粒子中的共振可以用来检测量子点上的单个充电事件。量子点上的充电感应电势变化引起电荷检测器中的电流的阶跃式变化。电流的相对变化范围从10%到60%，用于检测各个充电事件。
2008-09-23 cond-mat.mes-hall
Excitonic absorption in gate controlled graphene quantum dots
我们提出了一个理论的激子过程中的栅极控制的石墨烯量子点。预测了具有多达百万个原子的石墨烯量子点的能隙对形状、尺寸和边缘的依赖性。结合紧束缚、Hartree-Fock和组态相互作用方法，我们发现具有锯齿形边缘的三角形石墨烯量子点在太赫兹、可见光和紫外光谱范围内同时表现出光学跃迁，这是由强的电子-电子和激子相互作用决定的。预测了光学性质与有限磁矩和外栅控制的电荷密度之间的关系。
2010-07-20 cond-mat.mes-hall
Tunable capacitive inter-dot coupling in a bilayer graphene double quantum dot
我们报道了一个双量子点，它是在一个宽度调制的蚀刻双层石墨烯纳米管形成。许多横向石墨烯门使我们能够在很宽的能量范围内调整器件的量子点能级和隧道势垒。电荷稳定性图，特别是单独的三相点对允许研究可调电容点间耦合能量以及多个单独的三相点上的电子激发态的光谱。我们提取的互电容点间耦合的范围为2 - 6 meV和点间隧道耦合的数量级为1.5 μeV。
2011-10-26 cond-mat.mes-hall
Tunable quantum dots in monolayer graphene
我们研究了由电场和均匀磁场结合形成的石墨烯量子点。电场产生一个平滑的量子阱势，而磁场诱导一个指数尾巴的点状态。由于Klein隧穿效应，态在阱区和静电势垒区达到峰值。利用电场和磁场可以实现在不同区域达到峰值的点态之间的耦合。该点在适度外场下的可调谐性可用于单层石墨烯中量子器件的设计。
2012-07-02 cond-mat.mes-hall
Explicit gain equations for hybrid graphene-quantum-dot photodetectors
石墨烯是用于宽带光电探测的有吸引力的材料，但具有弱的光吸收。用量子点涂覆石墨烯可以显著增强光吸收并产生非常高的光增益。这种高增益通常由经典增益理论来解释，不幸的是，经典增益理论是隐函数，甚至可能是有问题的。在这项工作中，我们设法推导出混合石墨烯量子点光电探测器的显式增益方程。由于功函数失配，在石墨烯上涂覆的硫化铅量子点会在量子点与石墨烯的界面附近形成表面耗尽区。光照射缩小了表面耗尽区，产生了一个光电压，门的石墨烯。结果，观察到石墨烯中的高光增益。从石墨烯的理论栅传输特性和光伏与光照强度的相关性出发，推导出了显式增益方程。导出的显式增益方程与实验数据拟合良好，从中提取的物理参数。
2020-12-03 cond-mat.mes-hall
On the density of states of circular graphene quantum dots
我们提出了一种简单的方法来计算局域态密度，该方法有效地适用于由连续石墨烯片上的轴对称势（如圆形石墨烯量子点或环）创建的任何结构。对在最近的扫描隧道显微镜测量中研究的石墨烯量子点进行的计算[{ \sl Gutierrez et al. Nat. Phys. \textbf{12}，1069- 1075（2016）}]显示出极好的实验-理论一致性。
2017-09-27 cond-mat.mes-hall
Robustness of edge states in graphene quantum dots
我们分析了无序石墨烯量子点边缘的单粒子态。我们表明，通用的石墨烯量子点支持的边缘状态的数量成比例的周长的点在晶格常数。我们的分析理论与数值模拟吻合得很好。破坏电子-空穴对称性的扰动，如次近邻跳跃或边缘杂质，使边缘态远离零能量，但不改变它们的总量。我们讨论了在反点阵列中检测边缘态的可能性，并提供了石墨烯点的磁矩的上限。
2010-06-21 cond-mat.mes-hall
Electrostatics of metal-graphene interfaces: sharp p-n junctions for electron-optical applications
在石墨烯器件中产生尖锐的横向pn结，其过渡宽度远低于石墨烯载流子的费米波长，对于研究和利用这些电子系统用于电子光学应用至关重要。然而，由于在横向pn结中存在相当大的面外电场，导致大的宽度，因此这种结的实现并非微不足道。金属-石墨烯界面代表了一种新颖的、有前途的且易于实现的技术，以在石墨烯场效应器件中设计这种尖锐的横向pn结，这与经由常规局部选通实现的宽得多（即平滑）的结形成鲜明对比。在这项工作中，我们提出了一个系统的和强大的调查的静电问题的金属诱导的横向pn结在门控石墨烯器件的电子光学应用，系统中创建的结的宽度不仅是由所使用的金属，但也取决于外部因素，如设备的几何形状，介电环境和不同的操作参数，如载流子密度和温度。我们的计算表明，在室温下，在由具有低相对介电常数的电介质包围的器件中，可以通过金属-石墨烯界面实现尖锐的结。此外，我们还展示了具体的细节，如金属和石墨烯之间的分离距离和间隙的介电常数在定义pn结时起着关键作用，不仅定义了它的宽度w，而且还定义了金属下方石墨烯的能量位移。这些结果可以扩展到任何二维（2D）的电子系统掺杂的金属簇的存在，因此是相关的理解金属和其他2D材料之间的界面。
2019-11-15 cond-mat.mes-hall
