A nearly relaxation-free opto-electronic memory from ultra-thin graphene-MoS$_2$ binary hybrids
石墨烯和其他二维晶体的超薄平面异质结构最近引起了人们的极大兴趣。石墨烯/氮化硼组件中非常高的载流子迁移率现在已经得到了很好的建立,但是已经预期适当设计的混合物也可以执行其他任务。石墨烯和二硫化钼(MoS $_2$)的异质结构由于MoS $_2$中的光学带隙而预期对光照射敏感。尽管在具有石墨烯和MoS $_2$两者的器件架构方面取得了显著进展,但迄今为止尚未实现二元石墨烯-MoS $_2$杂化物,并且这种结构的有希望的光电性质仍然难以捉摸。在这里,我们实验证明,石墨烯上的MoS $_2$二元异质结构显示出意想不到的和显着的持久的光电导下的白光照射。光电导性不仅可以与光强度和背栅电压两者独立地调谐,而且响应于光和栅电压脉冲的合适组合,该器件用作可重写光电开关或存储器。持久的,或“ON”,状态显示几乎没有松弛或衰减的实验时间尺度内的低和中等的光激发强度,表明一个近乎完美的电荷保留。微观模型将MoS $_2$中载体的持久性与强定位相关联。这些效应在室温下也可观察到,并且具有化学气相沉积的石墨烯,因此对于大面积应用自然是可扩展的。
2013-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Competing Ultrafast Energy Relaxation Pathways in Photoexcited Graphene
对于石墨烯的大多数光电应用,彻底理解光激发载流子的能量弛豫过程是必不可少的。石墨烯中的超快能量弛豫通过两种相互竞争的途径发生:载流子-载流子散射(产生升高的载流子温度)和光学声子发射。目前,还不清楚是什么决定了主要的弛豫途径。在这里,我们达到了一个统一的图片的超快能量弛豫的太赫兹光电导,而变化的费米能量,光子能量,并在很宽的范围内的注量。我们发现,足够低的能量密度($\lesssim$ 4 $μ$ J/cm $^2$)与足够高的费米能($\gtrsim$ 0.1 eV)一起引起能量弛豫,主要由载流子-载流子散射,这导致有效的载流子加热。在增加注量或降低费米能量时,载流子加热效率降低,这可能是由于能量弛豫越来越多地由声子发射主导。通过载流子-载流子散射的载流子加热解释了在太赫兹频率下观察到的掺杂石墨烯的负光电导性。我们提出了一个简单的模型,再现了广泛的费米能级和激发能的数据,并使我们能够定性地评估两个不同的弛豫途径之间的分支比取决于激发通量和费米能量。
2014-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transient response under ultrafast interband excitation of an intrinsic graphene
从理论上研究了本征石墨烯在超快激发下由无碰撞带间跃迁引起的载流子瞬态演化。分析了准弹性声子散射引起的能量弛豫和热辐射引起的带间产生-复合跃迁。载流子的分布得到的极限情况下,当载流子-载流子散射可以忽略不计,当载流子间散射施加准平衡分布。瞬态光学响应(差分反射率和transmittance)的探测辐射和瞬态光电导(响应弱直流电场)似乎是强烈依赖于载流子的弛豫和复合动力学。
2009-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Etching and Nanoribbon Formation in Single-Layer Graphene
我们展示了热活化镍纳米颗粒对单层石墨烯的各向异性蚀刻。使用这种技术,我们获得了亚10纳米的纳米带和其他石墨烯纳米结构,其边缘沿单一晶体学方向排列。我们观察到一种新的催化沟道行为,即蚀刻切口不相交,从而产生连续连接的几何形状。拉曼光谱和电子测量表明,石墨烯的质量在蚀刻条件下是弹性的,这表明这种方法可以作为一种强大的技术来生产具有明确的晶体边缘的石墨烯纳米电路。
2009-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic conductivity of doped graphene due to short-range non-symmetric scattering
掺杂石墨烯的电导率被认为是考虑到散射的短程非对称缺陷,当电导率张量的纵向和横向分量出现不同。各向异性电导率张量的计算是基于准经典动力学方程的单极运输的情况下,在低温下。给出了由样品取向和栅电压(即掺杂水平)控制的有效纵向电导率和横向电压。
2010-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Beyond Graphene: Low-Symmetry and Anisotropic 2D Materials
低对称性二维材料--如ReS $_2$和ReSe $_2$单层、黑磷单层、IV族单硫属化物单层、硼化物等--具有比石墨烯、六方氮化硼和过渡金属二硫属化物的蜂窝晶格更复杂的原子结构。这些新兴材料的对称性降低,产生了不均匀的电子,光学,谷和自旋响应,以及全新的性质,如铁弹性,铁电性,磁性,自旋波现象,大非线性光学性质,光电效应和超导性。新的电子拓扑性质,非线性弹性性质和结构相变也可以发生由于低对称性。“超越石墨烯:“低对称性和各向异性二维材料”专题旨在突出这些新兴材料的最新实验和理论研究。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the Anisotropic Fermi Surface in Tetralayer Graphene via Transverse Magnetic Focusing
本文采用横向磁聚焦并结合半经典模型,揭示Bernal堆叠四层石墨烯中两子带聚焦峰及晶体取向依赖,证明三角翘曲导致各向异性费米面和电子轨迹变化。
2024-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic RKKY interaction in spin polarized graphene
研究了自旋极化二维Dirac费米子中Ruderman-Kittle-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用.我们表明,沿z轴的自旋极化介导的各向异性相互作用,这对应于两个磁矩之间的XXZ模型的相互作用。对于未掺杂的石墨烯,虽然相互作用的$x$部分保持其恒定的铁磁符号,但其$z$部分随着磁性杂质$R$的距离而振荡。有限掺杂导致相互作用的两个部分以$R$振荡。我们探讨了一个跳动的模式振荡的RKKY相互作用沿扶手椅和锯齿形晶格方向,发生一些特定的值的化学势。两个特征拍频周期由化学势与自旋极化之差与之和的倒数决定。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Rheology and Friction of Suspended Graphene
该研究关注实际石墨烯薄膜承受强各向异性约束的问题,指出既有研究多集中于各向同性设置,并强调其对流变、应变、压痕和摩擦的重要影响。
2023-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Asymmetric Coulomb Oscillation and Giant Anisotropic Magnetoresistance in Doped Graphene Nanojunctions
我们在这里报告的石墨烯纳米结中的电荷输运行为,其中石墨烯纳米点,具有相对较长的弛豫时间,与铁磁电极接口。随后,我们探讨了在锯齿形石墨烯纳米点(z-GNDs)中替代掺杂过渡金属原子对非共线磁化下电荷输运的影响。只有在z-GNDs中的某些位置处的过渡金属原子的替代掺杂展示了具有高达700%的大隧穿磁阻的自旋过滤效应,使其实际上适合于自旋电子学应用。从静电物理模型内的结区域周围的电场模拟,我们发现,电场强度的值增加,特别是与掺杂的石墨烯纳米点,随着栅极电极和尖端轴之间的间隙从3 nm减小到1 nm。我们的详细分析进一步表明,在石墨烯纳米点中,在掺杂有磁性离子时,具有不同振幅的不对称库仑振荡的开始。电子电导的这种可调谐性可以潜在地用于设计纳米尺度的自旋电子逻辑门。
2018-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Commensurate moiré superlattices in anisotropically strained twisted bilayer graphene
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata(印度科学教育研究学院加尔各答分校)
研究各向异性应变如何重构扭曲双层石墨烯中的协调莫尔超晶格和电子结构,揭示应变对低能带结构的影响及不同几何模式的电子磁响应差异。
2026-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic intrinsic spin relaxation in graphene due to flexural distortions
我们提出了一个内在的自旋散射机制起源于原子的自旋轨道相互作用的相互作用和局部曲率诱导的原子晶格的弯曲变形的石墨烯。从考虑非微扰自旋轨道耦合的多轨道紧束缚哈密顿量出发,导出了Dirac电子弯曲畸变自旋散射的有效哈密顿量.我们计算的自旋寿命由于弯曲声子和波纹,我们发现在微秒范围内的值在室温下。有趣的是,这种机制在两个方面是各向异性的。首先,弛豫速率对于离面和面内自旋量子化轴是不同的。第二,自旋弛豫速率取决于晶体动量与碳-碳键形成的角度。此外,自旋寿命也是谷依赖的。所提出的机制设置了一个上限的自旋寿命在石墨烯和相关的高品质的样品时,可以制造的外部来源的自旋弛豫。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature anisotropic in-plane spin dynamics in graphene induced by PdSe$_2$ proximity
针对石墨烯面内自旋寿命因异质结三重对称性呈各向同性的问题,本文利用具面内各向异性的五边形PdSe₂诱导栅极可调SOC,实现室温下面内自旋寿命10倍调制,发现主导动力学的持久面内自旋织构分量,加深相关理解并为新型拓扑相设计铺路。
2025-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Many-Electron Effects on Optical Absorption Spectra of Strained Graphene
采用第一性原理GW+Bethe Salpeter方程方法研究了单轴应变石墨烯的电子结构和光吸收谱,并考虑了多电子效应.外加应变不仅引起各向异性费米速度,而且使狄拉克锥的轴倾斜。结果,应变石墨烯的光学响应显著改变;光学吸收是各向异性的,强烈地依赖于入射光的偏振方向和应变取向;来自原始石墨烯的π-π* 跃迁的特征单个光学吸收峰分裂成两个峰,并且都显示增强的激子效应。在红外区域内,单轴应变石墨烯的光吸收率不再是常数,因为对称性破缺和相关的各向异性激子效应。在可见光范围内,我们观察到一个突出的光学吸收峰,这是由于电子-空穴相互作用引起的显著的红移,使我们能够改变拉伸石墨烯的可见颜色和透明度。最后,我们还揭示了增强的激子效应在紫外区(8至15电子伏特),其中几个几乎绑定激子被确定。
2011-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant and anisotropic enhancement of spin-charge conversion in double Rashba interface graphene-based quantum system
本研究发现在铁和铂层间引入二维外延石墨烯单层,可使自旋-电荷电流转换显著提升三十四倍且具各向异性,该增强源于不对称Rashba贡献,为二维材料自旋转换工程及存储逻辑应用开辟了新可能。
2024-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene as Infrared Light Sensor Material
研究了用常压化学气相沉积(CVD)系统在氢气和甲烷混合气体中合成的石墨烯的红外(IR)光响应。IR传感器器件是使用通过剥离工艺转移到SiO2衬底上的石墨烯膜制造的。用拉曼光谱和光学显微镜研究了石墨烯的质量。在波长为850 nm、强度约为0.216 mW/cm ^2的红外光照射下记录光响应。研究了温度和氢化对光电导的影响。结果表明,瞬态响应时间和恢复时间随温度的升高而减小。氢化效应也导致器件的光响应显著降低。虽然在低照明强度水平下,IR光的光响应的净变化较低,但观察到的瞬态响应比最近报道的基于CNT的IR传感器快约100倍。
2023-01-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Multiband ballistic transport and anisotropic commensurability magnetoresistance in antidot lattices of AB-stacked trilayer graphene
在由AB堆叠的三层石墨烯的反点晶格组成的多带系统中研究了弹道输运。低温磁电阻显示出由AB堆叠的三层石墨烯中的每个单层和双层带的反点晶格周期和回旋轨道半径的匹配所产生的可磁化峰。类单层带的磁化率峰出现在比类双层带低的磁场处,反映了类双层带的费米面大于类单层带的费米面。反点晶格相对于石墨烯的晶轴的旋转导致各向异性磁阻,其反映了双层带的三角弯曲费米表面。假设单层和双层带中的弹道输运的磁电阻数值模拟大致再现了观察到的磁电阻特征。有人发现,单层带显着有助于导电性,即使它的载流子密度是一个订单小于双层带。这些结果表明,弹道输运实验可用于研究多能带系统的各向异性能带结构。
2019-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Highly anisotropic magnetic states of Co dimers bound to graphene-vacancies
采用相对论密度泛函方法研究了钴原子和二聚体在石墨烯单空位上的吸附行为和磁性状态。据发现,在这两种情况下,形成局部磁矩,尽管强的化学结合。特别感兴趣的是具有两个钴原子附接到石墨烯片的同一侧的动力学稳定的异构体。在这种几何结构中,具有约50 meV的各向异性势垒的磁双稳态是可能的。讨论了其制备的可行性。
2012-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Realising biaxial reinforcement via orientation-induced anisotropic swelling in graphene-based elastomers
双轴力学性能构成了石墨烯的另一个显着优势,但在聚合物纳米复合材料中,它们的评估一直被忽视。在此,我们提供了一种创新的和实用的方法来通过弹性体的溶胀从石墨烯中获得双轴增强,其中石墨烯纳米片被控制为在面内取向。在膨胀过程中,面内取向的石墨烯对弹性体施加了双轴约束力,导致了块状纳米复合材料的各向异性膨胀行为。
2020-03-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Pumping electrons in graphene to the $\mathbf{M}$-point in the Brillouin zone: The emergence of anisotropic plasmons
我们考虑在非平衡的情况下,从石墨烯的价带的电子被泵浦到状态的布里渊区周围的$\mathbf{M}$ -点由高强度的紫外电磁场的等离子体激元的存在。产生的不平衡电子气随后被不同频率的弱电磁场探测。我们表明,该系统的光学性质和等离子体激元的色散是强烈的各向异性,这取决于泵浦辐射的性质:它的强度,偏振,和频率。这种各向异性的根源在于布里渊区中特定点周围的电子色散关系的鞍状性质。据发现,尽管强各向异性,等离子体激元的色散标度与波数的平方根,但其特征在于有效的费米能量,这取决于泵浦辐射的属性。我们的计算超越了通常的狄拉克锥近似考虑到完整的能带结构的石墨烯。这是讨论布里渊区$\mathbf{M}$点等离子体激元的必要条件。
2016-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Anisotropic behaviors of massless Dirac fermions in graphene under periodic potential
石墨烯的载流子在狄拉克点附近表现出类似中微子的线性能量色散和手性行为。在这里,我们报告了这些载流子在外加周期电位下的极不寻常和意想不到的行为,即,在石墨烯超晶格中。群速度高度各向异性地重新归一化,甚至达到这样的程度,即波矢在一个方向上的状态根本不改变,但在另一个方向上减少到零,这意味着人们可以用石墨烯制造纳米级电子电路,而不是通过切割它,而是通过以非破坏性的方式在它上面绘制。此外,载流子种类(例如电子、空穴或开放轨道)的类型及其状态密度随着费米能量而急剧变化,使得能够利用栅极电压显著地调谐费米表面主导性质。这些结果解决了手征无质量狄拉克费米子如何在周期性势中传播的基本问题,并为纳米电子学指出了一条新的可能途径。
2008-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Moiré Optical Transitions in Twisted Monolayer/bilayer Phosphorene Heterostructures
范德瓦尔斯异质结构的莫尔超晶格提供了一种强大的新方法来设计二维(2D)材料的电子结构。在不同的云纹异质结构中出现了许多新的量子现象,例如石墨烯系统中的相关绝缘体、超导体和Chern绝缘体以及过渡金属二硫属化物(TMDC)系统中的云纹激子。扭曲磷烯提供了另一个有吸引力的系统来探索莫尔物理,因为磷烯具有各向异性的矩形晶格,不同于石墨烯和TMDC中的各向同性六方晶格。在这里,我们报告新兴的各向异性莫尔光学跃迁扭曲单层/双层磷烯。磷烯云纹超晶格中的光共振敏感地依赖于单层和双层之间的扭转角。令人惊讶的是,即使对于大到19°的扭转角,莫尔异质结构也表现出与构成单层和双层磷烯中的光学共振完全不同的光学共振。新的莫尔光学共振表现出很强的线偏振,其主轴与双层磷烯的光轴接近但不同。我们的从头计算结果表明,与石墨烯和TMDC的六方晶格的K点带隙不同,磷烯的Γ点直接带隙和矩形晶格导致了大扭曲角磷烯异质结构中非常强的莫尔物理。我们的研究结果突出了探索磷烯和其他具有不同晶格构型的范德华异质结构中的莫尔物理的令人兴奋的机会。
2019-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic straining of graphene using micropatterned SiN membranes
我们使用显微拉曼光谱研究应变分布在石墨烯单层悬浮在SiN膜上的微图案与孔的非圆形几何形状。我们表明,一个均匀的压差负载$ΔP$在椭圆形区域的独立石墨烯产生可测量的偏差,从流体静力学应变通常观察到的径向对称的微泡。我们观察到的顶部流体静力应变$\bar{\varepsilon}$估计为石墨烯中的$ΔP = 1\,{\rm bar}$的$\approx0.7\%$,石墨烯夹持到具有轴$40$和$20\,{\rm μm}$的椭圆形SiN孔。在相同的配置中,我们报告了$10\,{\rm cm^{-1}}$的$G_\pm$分裂,这与我们的器件几何结构的各向异性$Δ\varepsilon \approx 0.6\%$计算值吻合得很好。我们的结果是一致的最新报告的Grüneisen参数。通过设计合适的SiN孔和边界夹紧条件实现任意应变配置的前景进行了讨论。
2016-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Possible high thermoelectric power factor in alkali-metal-intercalated BC$_3$: anisotropic multiple valleys originating from the van Hove singularity of graphene
本文理论预测碱金属插层BC3可实现高热电功率因子,源于石墨烯范霍夫奇点分裂产生的各向异性多谷,并通过钾插层抑制层间耦合保留有利电子结构。
2025-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Brownian Motion of Graphene
研究了光阱石墨烯片的布朗运动。由于光学常数的各向异性,这些取向正交于光偏振。我们解释了薄片的动力学,测量力和扭矩常数,并推导出完整的光阱电磁理论。二维BM的理解铺平了道路,光控操纵和全光学生物膜和各向异性大分子的分选。
2010-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic-cyclicgraphene: A new two-dimensional semiconducting carbon allotrope
通过分子和从头算方法相结合的两阶段搜索策略,合成了一种新型的、单原子厚的半导体二维石墨烯类材料,称为各向异性环状石墨烯。从进化算法和分子模拟的候选人,然后深刻地分析了使用第一性原理密度泛函理论从结构,机械,声子和电子性质的角度来看。所提出的石墨烯多晶型物(rP 16-P1 m1)是机械、动态和热稳定的,并且可以是半导体的,具有0.829 eV的直接带隙。
2018-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Hybridized Plasmons in 2D Nanoslits: From Graphene to Anisotropic 2D Materials
复杂纳米结构中的等离子体激元耦合和杂交构成了在纳米尺度上控制光的肥沃操场。在这里,我们提出了一个半解析模型来描述沿二维纳米狭缝引导的混合等离子体激元模式的出现。特别是,我们发现两个新的耦合等离子体共振所产生的对称和反对称杂交的边缘等离子体的组成半片。这些引起的反键和键合模式,躺在上面和下面的裸边等离子体激元的能量。我们的处理是特别通用的,能够考虑任意宽度的狭缝,并且无论2D导电材料如何(例如,掺杂的石墨烯、2D过渡金属二硫属化物或磷烯)。我们推导了二维纳米狭缝的混合模式的色散关系以及相应的感应电势和电场分布。我们还讨论了一个2D狭缝的等离子体光谱与一个从它的互补结构,即一个带。最后,考虑了由各向异性2D材料制成的纳米狭缝的情况。针对黑磷(这是高度各向异性),我们研究了其沿两个主晶轴的等离子体光谱的特点。我们的研究结果为复杂的2D纳米结构中等离子体激元的相互作用提供了见解,从而扩展了2D材料中等离子体激元共振的当前工具包,并为未来基于原子薄等离子体激元的紧凑型设备的出现铺平了道路。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Strong 1D localization and highly anisotropic electron-hole masses in heavy-halogen functionalized graphenes
虽然石墨烯的卤化为构建化学和物理上多样化的系统提供了一条迷人的途径,但它们在光化学中的应用却受到了通常过大的光学间隙的阻碍。本文研究了部分溴化和氯化对石墨烯和含氟石墨烯的结构和光电性能的影响。我们发现溴化和氯化的氟石墨烯衍生物与石墨烯一样稳定,即使在高温下也很可能耐用。系统的能带结构的详细调查揭示了显着的一维本地化的载流子,以及强烈的电子-空穴不对称的有效质量。最后,使用$G_0W_0$和BSE,我们研究了上述材料的光学吸收光谱,其第一个吸收峰被示出为接近光伏应用的最佳峰位置($\approx 1.5$ eV)。
2016-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Uniaxial plasmon polaritons $\textit{via}$ charge transfer at the graphene/CrSBr interface
该研究构建石墨烯/CrSBr异质结界面,通过界面电荷转移实现高度各向异性的单轴表面等离子体激元极化激元传输,传播长度在面内两晶轴间差一个数量级,为极化激元器件提供新平台。
2024-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Anisotropic Frictional Response of Texture Induced Strained Graphene
在纳米级器件的相对运动期间,折射引起的能量耗散阻碍了纳米级器件的性能。然而,一个巧妙设计的结构,利用石墨烯顶部可以调整摩擦力信号通过诱导局部应变。本工作报告了在从亚纳米级(P=40 nm)到四分之一微米(P= 250 nm)的不同节距长度的Si凹槽表面上的石墨烯的封盖。通过扫描探针技术、拉曼光谱和分子动力学(MD)模拟揭示了节距长度的变化在石墨烯中引起不同的应变。通过摩擦力显微镜在垂直和平行于槽轴的不同方向上利用C-C键在槽结构上的不对称应变。石墨烯的存在润滑的纹理化表面的因子为10和周期性耗散的摩擦力,这被认为是随机的裸露的表面。我们第一次提出了在平行于槽轴的波峰扫描上将润滑转化为超低摩擦力的20倍。这种各向异性被发现是微不足道的在裸织构系统,清楚地表明了摩擦力的应变依赖性调节。我们的研究结果适用于石墨烯和其他二维材料覆盖的波纹结构与可移动的组件,如NEMS,纳米级齿轮和机器人。
2021-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Ultrafast Interfacial Exciton Formation and Recombination in Graphene/MoS2 Heterostructure
在这项研究中,我们结合时间分辨太赫兹光谱与瞬态吸收光谱,重新审视层间非平衡载流子动力学在很大程度上横向尺寸的Gr/MoS 2异质结构与化学气相沉积方法制造。我们的实验结果表明,当光子能量低于MoS 2单层的A激子时,热电子从石墨烯到MoS 2的转移在小于0.5ps的时间尺度内发生,导致异质结构中界面激子的超快形成,随后界面激子的复合弛豫发生在~18 ps的时间尺度内.提出了一个考虑石墨烯中载流子加热和光门效应的新模型来估算异质结中的载流子转移量,该模型与实验结果吻合较好。此外,当光子能量与MoS 2的A激子共振时,MoS 2中的光生空穴在0.5ps内转移到石墨烯层,导致界面激子的形成,随后的石墨烯光电导弛豫和MoS 2中A激子的漂白恢复发生在约10 ps的时间尺度,归因于界面激子的复合。共振激发下界面激子的更快复合时间可能来自于带隙重整化效应引起的界面势垒的降低。我们的研究为深入理解石墨烯基异质结构中的界面电荷转移以及弛豫动力学提供了深刻的见解,这对于石墨烯基光电子器件的应用具有重要意义。
2022-03-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Anisotropic Electron-Phonon Coupling and Dynamical Nesting on the Graphene Sheets in CaC6
石墨层间化合物的超导电性已经研究了40多年,尽管最近取得了进展,并在CaC 6和YbC 6中发现了相对高的Tc超导电性,但仍然没有完全理解。最近的研究表明,电子-声子耦合是最有可能负责配对和嵌入衍生的电子状态和振动起主导作用。本文首次对Tc= 11.6K的超导体CaC_6的电子结构进行了研究。使用角分辨光电子能谱,我们发现,与理论模型相反,石墨烯衍生的费米片上的EPC是令人惊讶的强,反映了与高频石墨烯衍生的振动的相互作用。因此,除了在电荷中性状态下的惊人特性外,石墨烯片在重掺杂状态下也表现出令人惊讶的特性:它们可能支持强配对相互作用,并导致它们作为构建块的化合物的超导性。
2008-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Active tuning of highly anisotropic phonon polaritons in van der Waals crystal slabs by gated graphene
University of Oviedo(奥维耶多大学);Center of Research on Nanomaterials and Nanotechnology, CINN (CSIC-Universidad de Oviedo)(纳米材料与纳米技术研究中心,CINN(CSIC-奥维耶多大学));Donostia International Physics Center (DIPC)(圣塞巴斯蒂安国际物理中心);Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理与技术学院);IKERBASQUE, Basque Foundation for Science(伊克尔巴斯基克,巴斯克科学基金会)
通过门控石墨烯实现范德瓦尔晶体片层中各向异性声子极化子的主动调节,可控制其在不同平面方向的传播特性。
2021-10-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tetragonal Mexican-Hat Dispersion and Switchable Half-Metal State with Multiple Anisotropic Weyl Fermions in Penta-Graphene
本文通过第一性原理计算发现五边形石墨烯在空穴掺杂下可转变为室温稳定的铁磁半金属,并在应变下实现多种各向异性外尔态,为碳基自旋电子学提供了新途径。
2022-10-23 cond-mat.mtrl-sci
PAI-graphene: a new topological semimetallic two-dimensional carbon allotrope with highly tunable anisotropic Dirac cones
利用进化算法预测晶体结构,提出了一种新的稳定的二维碳同素异形体,即PAI-石墨烯,它是由聚合的不对称引达省(PAI)以锯齿形排列组成的,其能量低于大多数已报道的石墨烯的二维同素异形体。最重要的是,晶体结构实现了一个非对称层组,该层组使能带结构具有非平凡的全局拓扑结构,其中两个狄拉克锥完美地位于费米能级。不存在电子/空穴袋使得PAI-石墨烯成为具有各向异性费米速度的原始结晶拓扑半金属,所述费米速度具有高值$7.0 \times 10^{5}$ m/s。我们发现,虽然半金属属性的同素异形体是强大的应变的应用程序,狄拉克锥和费米速度的位置可以修改显着应变。此外,通过组合沿x和y方向的应变,在$Γ$处发生两个能带反转,导致狄拉克节点的湮灭,证明了拓扑半金属到半导体的应变控制转换的可能性。最后,我们制定的散装边界对应的拓扑节点相的形式,一个广义的扎克相参数找到一个完美的协议与拓扑边缘状态计算不同的边缘终端。
2020-07-23 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Anisotropic thermal conductivity and mechanical properties of phagraphene: A molecular dynamics study
Phagraphene是一种新的二维碳同素异形体,具有有趣的电子性质,最近被理论上提出。Phagraphene类似于具有五边形、七边形和六边形环排列的缺陷石墨烯结构。本研究以分子动力学模拟探讨噬格菲的热传导与力学性质。利用非平衡分子动力学方法,我们发现phagraphene的热导率是各向异性的,室温下沿扶手椅方向的值为$218 \pm 20$ W/m-K,沿锯齿形方向的值为$285 \pm 29$ W/m-K.这两个值都比原始石墨烯小一个数量级。声子群速度的分析也表明,与石墨烯相比,phagraphene的这个量显著减少。通过单轴拉伸模拟,研究了噬菌体的变形过程和力学响应。我们发现phagraphene在$85 \pm 2$ GPa附近表现出显著的高拉伸强度,而其弹性模量沿面内方向也是各向异性的,扶手椅和Z字形方向的值分别为$870 \pm 15$ GPa和$800 \pm 14$ GPa。phagraphene较低的热导率及其预测的电子特性表明,它可能是未来碳基热电器件中比石墨烯更好的候选者。
2017-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Thermal Conductivity of 3D Printed Graphene Enhanced Thermoplastic Polyurethanes Structure toward Photothermal Conversion
本研究通过FDM 3D打印制备G-TPU/N-TPU双层结构,实现各向异性热导率与优异光热性能,同时兼具出色力学性能,适用于光热除冰、红外标签及恶劣环境场景。
2024-10-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Time Evolution of the Growth of Single Graphene Crystals and High Resolution Isotope Labeling
我们开发了一种精确的同位素标记方法来可视化通过化学气相沉积(CVD)连续生长的石墨烯。这种方法使我们能够以几秒钟的分辨率实时看到石墨烯单晶的生长。这种技术是用来提取的各向异性的生长速率,形成的枝晶,和依赖于吸附面积的甲烷在铜。我们获得了石墨烯的生长动力学及其对各种参数的依赖性的物理图像。最后,我们的方法是相关的其他CVD生长的材料。
2015-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic swelling of elastomers filled with aligned 2D materials
对石墨烯增强弹性体在液体中的尺寸溶胀进行了全面研究。用石墨烯纳米片(GNP)增强的样品观察到由GNP的面内取向诱导的各向异性溶胀。在添加GNP后,纳米复合材料的直径溶胀比显著降低,而厚度溶胀比增加,甚至大于未填充的弹性体。膨胀现象已被分析的Flory-Rhener理论的修改。本文提出的新推导的方程,可以准确地预测尺寸溶胀(直径和厚度)的体积溶胀的依赖性,独立于弹性体和溶剂的类型。结合填充弹性体的拉伸性能的评价,还研究了样品的各向异性溶胀。一种新的理论,使GNP增强弹性体的体积膨胀的评估,填料的几何形状和体积分数的基础上已经开发。据发现,橡胶纳米复合材料的溶胀诱导来自石墨烯薄片的双轴约束。
2020-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Selective Hydrogenation Promotes Anisotropic Thermoelectric Properties of TPDH-Graphene
本研究利用DFT计算与玻尔兹曼输运理论,发现选择性氢化能显著提升TPDH-gr的塞贝克系数并使电导率呈现各向异性变化,证明氢化是改善该二维碳同素异形体热电性能的有效方法。
2024-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph