Strong mobility degradation in ideal graphene nanoribbons due to phonon scattering
利用全带电子和声子色散关系研究了扶手椅型石墨烯纳米带（GNRs）中的低场声子限制迁移率。我们表明，横向限制抑制GNRs的固有迁移率的值典型的常见的块状半导体，非常远离令人印象深刻的实验2D石墨烯。宽度为1 nm的悬浮GNR在室温下表现出接近500 cm^2/Vs的迁移率，而如果将相同的GNR沉积在HfO 2上，由于表面声子，迁移率进一步降低到约60 cm^2/Vs。我们还显示了极化子形成的发生，导致带隙重整化的~118毫电子伏的1 nm宽的扶手椅GNRs。
2011-03-01 cond-mat.mes-hall
Atomic Edge Resonators Flatten Phonon Bands in Biphenylene Nanoribbons
Bogoliubov Laboratory of Theoretical Physics, Joint Institute for Nuclear Research（波戈留博夫理论物理实验室，核联合研究所）
该研究证实联苯撑纳米带的H-F边缘络合物作为原子谐振器可使低频声子带扁平化，结合多计算方法发现弱色散模式影响热带隙，六方氮化硼衬底可保留主要光谱特征，为实现近平声子带提供了边缘化学途径。
2026-10-12 cond-mat.mes-hall
Amplification of Acoustic Waves in Graphene Nanoribbon in the Presence of External Electric and Magnetic Field
利用Boltzmann动力学方程研究了扶手椅型石墨烯纳米管（AGNR）在外加电场和磁场作用下的声波放大。在费米点附近的能量色散$\varepsilon(\vec{p})$的$ql >> 1$区域，得到了放大$(Γ_{\perp}/Γ_0)$的一般表达式。对于量子化波矢量（$β$）的各种参数，对子带指数$(p_i)$、AGNR宽度和磁场强度$(Ωτ)$的$Γ_{\perp}/Γ_0$的分析进行了数值分析。结果表明，$Γ_{\perp}/Γ_0$与恒定电场$(\vec{E})$呈线性关系，而$Γ_{\perp}/Γ_0$与$q$或$Ωτ$呈非线性关系。AGNR中的声音放大报告为声波数$(\vec{q}) > 1.5\times 10^{7}cm^{-1}$增加。这可能会导致扶手椅石墨烯纳米粒子（AGNR）中的SASER。
2015-05-19 cond-mat.mes-hall
Layer and size dependence of thermal conductivity in multilayer graphene nanoribbons
采用非平衡分子动力学方法（NEMD）研究发现，多层石墨烯纳米带的热导率随着层数的增加而单调下降，这种现象可以归因于面外声子模的声子共振效应。发现热导率的降低与层的尺寸成正比，这是由声子共振的增加引起的。我们的结果与最近的实验在几层石墨烯的热导率的尺寸演化一致。
2011-03-30 cond-mat.mes-hall
On the identification of pristine and defected graphene nanoribbons by phonon signatures in the electron transport characteristics
受最近实验的启发，在最近实验中，测量了跨越悬浮在金属表面和扫描隧道显微镜尖端之间的石墨烯纳米带（GNR）的电子输运[Koch \textit{et al} .，Nat. Nanotechnol. { \bf 7}，713（2012）]，我们提出了在一系列载流子条件下长的原始和有缺陷的扶手椅和锯齿形纳米带的非弹性电子隧穿光谱（IETS）的详细的第一原理模拟。对于扶手椅带，我们发现两个强大的IETS信号约169和196 mV对应的拉曼光谱的D-和G-模式，以及由于在边缘钝化的各种类型的缺陷的额外的指纹。对于之字形带，我们表明，自旋状态强烈影响的光谱，从而提出IETS作为一个间接的证明自旋极化。
2015-01-09 cond-mat.mes-hall
Atomistic investigation of low-field mobility in graphene nanoribbons
我们已经研究了主要的散射机制影响流动性的石墨烯纳米带使用详细的原子模拟。我们已经考虑了由于声学和光学声子，边缘粗糙度，单个缺陷和电离杂质的载流子散射，我们已经定义了一种方法的基础上模拟的统计意义的合奏nanoriginals段。在室温下，在较窄的纳米带中，边缘无序严重影响迁移率，而带电杂质和声子几乎不是限制因素。结果是有利的文献中的几个实验相比。
2011-03-01 cond-mat.mes-hall
Vibrational Tamm states at the edges of graphene nanoribbons
我们研究了位于石墨烯纳米带边缘的振动态。这种表面振荡可以被认为是电子理论中众所周知的Tamm态的声子模拟。我们认为扶手椅和锯齿形石墨烯条纹，并证明表面模式对应于声子本地化的石墨烯纳米颗粒的边缘，它们可以被分类为在平面和平面外的模式。此外，在扶手椅型纳米带中，非谐边缘模可以经历以自局域非线性模或表面呼吸孤子形式的纵向局域化。
2010-01-20 cond-mat.mes-hall
Robust edge states induced by electron-phonon interaction in graphene nanoribbons
寻找产生和控制物质拓扑状态的新方法是许多联合努力的前沿，包括通过掺杂和光诱导拓扑状态进行带隙工程。然而，我们的大多数理解都是基于单粒子图像。包括相互作用效应，如电子-电子和电子-声子的系统中的拓扑状态，仍然很少探索。通过利用非微扰和非绝热的图片，在这里，我们展示了如何电子和相干声子模式之间的相互作用，可以导致带隙托管边缘状态的拓扑起源。进一步的数值模拟证明了这些状态对不同类型的无序的鲁棒性。我们的结果有助于搜索的拓扑状态，在这种情况下，在一个最小的Fock空间。
2018-05-01 cond-mat.mes-hall
Effects of phonon confinement on electron transport in Si nanowire and armchair-edge graphene nanoribbon transistors: A dissipative quantum-transport study
本文通过耗散量子输运模拟，研究了声子边界条件对硅纳米线和石墨烯纳米带晶体管电子输运的影响，发现声子限域对硅纳米线影响更大，且不同边界条件会显著改变迁移率与开态电流。
2025-03-07 cond-mat.mes-hall
First-principles study of heat transport properties of graphene nanoribbons
结合密度泛函理论和非平衡格林函数方法，研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带的热导率。由于石墨烯纳米带的声子色散的各向异性，锯齿形带具有比宽度相当的扶手椅带更高的热导率：锯齿形带中的低频带比扶手椅带中的低频带更分散。有和没有氢钝化的边缘修改的原子结构，并最终影响声子的热输运不同的两种带类型。
2011-08-04 cond-mat.mes-hall
Unexpected Thermal Conductivity Enhancement in Pillared Graphene Nanoribbon with Isotopic Resonance
基于纳米颗粒的纳米结构中的热输运对于推进其应用至关重要。声子的波动效应可以引起纳米结构中热传导的可控性，而不仅仅是粒子散射。本文通过引入柱体形成结构共振，采用非平衡态分子动力学模拟方法系统研究了石墨烯基声子超材料（GNPM）的热导率。有趣的是，发现GNPM的热导率通过同位素工程而被反直观地增强，进一步的模式分析和原子格林函数计算表明，热导率的意外增加是由于共振模和传播模之间的共振杂化波效应被打破，从而导致了热导率的增加。同位素工程此外，系统宽度和柱体高度等因素也可以有效地调节GNPM的导热系数。这一反常机制为通过波动效应控制纳米晶体中的声子输运提供了一个新的方向。
2018-11-20 cond-mat.mes-hall
Symmetry properties of vibrational modes in graphene nanoribbons
我们提出了纯扶手椅型（AGNR）和锯齿型（ZGNR）石墨烯纳米带的晶格振动的对称性。在非对称纳米带中，布里渊区边缘的声子模是双重简并的，而在对称纳米带中的声子模是非简并的。我们确定了拉曼活性和红外活性模式。我们预测了N-ZGNR和N-AGNR的3 N和3（N+1）拉曼激活模式（N是每个晶胞的二聚体数）。这些模式可用于石墨烯纳米带的实验表征。基于密度泛函理论的计算表明，AGNR中LO和TO的频率分裂（对应于石墨烯中的E2 g模式）表现出特征宽度和族依赖性。此外，所有石墨烯纳米带都具有拉曼活性呼吸样模式，其频率与纳米带宽度成反比，因此可以用于实验确定石墨烯纳米带的宽度。
2010-03-01 cond-mat.mes-hall
Effects of localized trap-states and corrugation on charge transport in graphene nanoribbons
我们研究了在声诱导纵向表面声波（SAW）势作用下，电子陷阱对石墨烯纳米带绝热电荷输运的影响。由于弱的纵向SAW感应电势以及强的横向约束的纳米取向，形成了滑动隧道耦合量子点的minibandsof，使得通过改变化学势以通过minigaps，可以获得量子化的绝热电荷输运。我们分析的方式，可能是封闭的微型间隙，从而破坏了电流量子化的可能性，在纳米。我们提出的数值计算显示的影响，由于电子陷阱，导致本地化的陷阱能级内的minigaps。此外，为了进行比较，我们给出了在没有SAW的情况下波纹纳米带的迷你带的结果。
2012-12-20 cond-mat.mes-hall
Enhanced thermoelectric figure of merit in edge disordered zigzag graphene nanoribbons
我们基于非平衡格林函数的相同方法工具研究了电子和声子通过边缘无序锯齿形石墨烯纳米带的输运。我们发现，边缘无序显着降低声子的热输运，而只有微弱的有害电子传导。电子和声子的弹性平均自由程的行为指向实现电子晶体与声子玻璃共存的可能性。计算出的热电优值（ZT）的值资格锯齿形石墨烯纳米带作为一个非常有前途的材料热电应用。
2009-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field enhanced electron mobility by nonlinear phonon scattering of Dirac electrons in semiconducting graphene nanoribbons
已发现作为施加的电场的函数的石墨烯纳米颗粒的计算的电子迁移率具有用于进入非线性输运状态的大阈值场。该场取决于晶格温度、电子密度、杂质散射强度、纳米尺度宽度和线边粗糙度的相关长度。已经观察到超过该阈值的增强的电子迁移率，这与具有较大群速度的高能态的初始加热电子有关。然而，由于石墨烯中的费米速度和显著增加的声子散射，这种迁移率增强很快达到最大值。在线性和非线性输运机制中观察到的迁移率的超线性和次线性温度依赖性。通过分析计算得到的非平衡态电子分布函数，将这种差异分别归因于弹性散射使电子从右费米边扫向左费米边和场致电子加热使电子从低能态向高能态移动的结果。阈值场被推高的相关长度在高场制度的减少，并进一步伴随着在迁移率增强的幅度减小。这意味着一个异常的高场增加的线边缘粗糙度散射降低相关长度，由于高能量状态的占领由场致电子加热。
2011-01-28 cond-mat.mes-hall
The effect of electron-phonon interaction on the thermoelectric properties of defect zigzag nanoribbons
研究了具有周期性边缘空位和反点晶格的石墨烯纳米带的热电性能。在Hubbard-Holstein模型的框架下，采用Lang-Firsov幺正变换，考虑了电子-声子相互作用.计算了电子传输函数、热电势和热电优值。我们发现，电子-声子相互作用导致热电优值的峰值降低，峰位置向带隙中心移动。对于出现在具有周期性反点的结构中的次峰，该效应更为显著。
2016-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimizing Thermal Transport in Graphene Nanoribbon Based on Phonon Resonance Hybridization
声子共振杂化作为调控纳米结构中热输运的一种重要方法，已成为声子工程领域的一个重要研究课题。在这项工作中，我们优化声子输运通过石墨烯纳米管，并获得最小化的热导通过设计柱纳米结构的基础上共振杂交。具体而言，热导的优化是通过原子格林函数和贝叶斯优化相结合来进行的。有趣的是，研究发现，对于柱撑结构，热导率随着柱撑结构数目的增加而非单调地减小，柱撑结构作为共振器被切断，阻碍了声子输运。进一步的模式分析和原子格林函数计算表明，这种反常的趋势源于在很宽的频率范围内声子透射率的降低。此外，考虑高阶声子散射，进行了非平衡分子动力学模拟，以验证结果。这一发现为纳米结构中声子输运的控制提供了新的见解。
2021-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absence of Casimir regime in two-dimensional nanoribbon phonon conduction
与三维（3D）纳米结构形成鲜明对比，我们发现，在二维（2D）纳米带的边界散射单独不会导致一个有限的声子平均自由程。如果结合一个固有的散射机制，2D边界散射确实减少了整体的平均自由程，但后者不成比例的带宽度，不像众所周知的Casimir制度发生在3D纳米线。我们表明，边界散射可以占一个简单的Mathiessen型的方法为许多不同的3D纳米线的横截面形状，但这是不可能的，在2D纳米线的情况下，需要一个完整的解决方案的玻尔兹曼输运方程。这些事实对悬浮纳米结构的热导率有很强的影响。
2018-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reduced Thermal Conductivity of Nanowires and Nanoribbons with Dynamically Rough Surfaces and the "Problem of One-Dimensional Heat Conductors"
我们提出了非谐晶格和动态粗糙表面和边缘的纳米线和纳米带中声子热输运的解析模型和分子动力学模拟。与最近的实验在单晶硅纳米线与粗糙表面的热传输，我们的模型和模拟预测有限的和长度无关的声子热导率在这样的准一维系统，在相反的异常声子热导率相应的动量守恒系统与原子光滑的表面，发散与系统长度。在我们的模型中，热导率降低的主要原因是在具有动态粗糙表面或边缘层的准一维声子波导中由非谐侧声子导致的纵向声学声子的动量非守恒散射。
2009-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Mode space approach for tight-binding transport simulations in graphene nanoribbon field-effect transistors including phonon scattering
在本文中，我们提出了一个模式空间方法的原子非平衡格林函数模拟扶手椅型石墨烯纳米管场效应晶体管，包括电子-声子散射。参考传统和隧道FET结构，我们表明，在一个平滑的静电势的理想情况下，模式可以在不同组中去耦，而不会有任何损失的准确性。因此，由于电子-声子相互作用的子带间散射被适当地考虑，而整体模拟时间相对于真实空间大大提高，对于1.5 nm宽的设备具有40的加速因子。该因子随着器件宽度的平方而增加。我们还讨论了两种常用的散射自能近似的精度：忽略非对角项的模式空间表达式和忽略厄米部分的延迟自能。虽然后者在大多数偏置条件下是可接受的近似值，但当器件处于关断状态时，前者有些不准确，并且光学声子散射在通过带到带隧穿确定电流时至关重要。最后，我们表明，在无序势的存在下，耦合模式空间的方法是必要的，但结果仍然是准确的实空间的解决方案相比。
2013-04-10 cond-mat.mes-hall
Suppression of thermal conductivity in graphene nanoribbons with rough edges
我们数值分析了理想和粗糙边缘的碳纳米带的热导率。我们表明，边缘无序可以导致抑制热导率的几个数量级。这种效应与边缘诱导的安德森局域化和声子输运的抑制有关，并且对于较长的纳米带和较低的温度变得更加明显。
2010-06-24 cond-mat.mes-hall
Tuning the polarized quantum phonon transmission in graphene nanoribbons
我们提出的系统，允许通过使用C $^{13}$同位素势垒，antidot结构，和不同的边界条件的声子传输函数T（$ω$）在石墨烯纳米带的调谐。声子模由原子间第五近邻力常数模型（5NNFCM）得到，T（$ω$）由非平衡格林函数形式计算。我们表明，通过施加部分固定的边界条件，它是可能的，以限制在低能量的T（$ω$）的面内声子模式的贡献。相反，面外声子模的传输函数可以通过适当的反点或同位素排列来减小。特别是，我们表明，它们的周期性阵列导致在某些频率$ω_ν$，可以预先定义为所需的通过控制它们的相对距离和大小的传输函数的急剧下降。由此，我们证明了通过适当的工程设计，可以控制石墨烯纳米带中的弹道传输函数T $(ω)$的大小。我们讨论了这些结果的影响，在纳米级的控制热传输的设计，以及在石墨烯基材料的热电特性的增强。
2014-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Phonons in Carbon Nanotubes and Graphene
本文综述了单壁碳纳米管和石墨烯中径向呼吸模和G模相干声子的研究进展。由于带隙-直径关系，RBM-CP在SWCNT中引起带隙振荡，从而在太赫兹频率下调制带间跃迁。带间共振增强CP信号，允许手性确定。使用脉冲整形，人们可以选择性地激发特定的！c-手性SWCNT在系综内。G模式CP通过与RBM声子的相互作用表现出温度依赖的退相。我们的微观理论推导出一个驱动振子方程与密度依赖的驱动项，正确地预测CP的趋势内和之间的（2n+m）的家庭。我们还发现，直径最初可以增加或减少。最后，我们从理论上研究了石墨烯纳米带中的类径向呼吸模式。对于吸收边附近的激发，锯齿形纳米带的驱动项要大得多。我们还解释了如何扶手椅纳米尺度的宽度变化响应于激光激发。
2012-05-28 cond-mat.mes-hall
Phonon Thermal Transport between Two in-Plane, Two-Dimensional Nanoribbons in the Extreme Near-Field Regime
本研究采用原子格林函数方法分析二维材料面内纳米带亚纳米间隙的声子热输运，发现三种指数衰减区间及相关规律，为极端近场热传递研究提供依据。
2024-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local heat current flow in ballistic phonon transport of graphene nanoribbons
利用非平衡格林函数方法研究石墨烯纳米带弹道声子输运，发现边界散射产生原子尺度热涡旋和反向温度响应，缺陷可产生热涡旋但被平均，结果扩展至原子尺度弹道区域。
2024-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Disintegration of graphene nanoribbons in large electrostatic fields
通过第一性原理量子力学计算研究了石墨烯纳米粒子在外静电场作用下的变形和衰变，确定了其稳定范围.被认为是由各种官能团终止的锯齿形边缘。通过对声子谱的分析，得到了每种边缘结构的临界断裂场。研究发现，锯齿形石墨烯纳米带上不同的端基会导致在不同的断裂场中产生不同的断裂模式。断裂机制被证明是依赖于碳键交替功能横跨带和端基电负性。
2014-06-09 cond-mat.mes-hall
Electron Spin Relaxation in Graphene Nanoribbon Quantum Dots
石墨烯作为电子自旋量子比特的主体材料是有希望的，因为它具有长相干时间的预测潜力。在扶手椅型石墨烯纳米带（aGNR）中，小的带隙被打开，允许电选通量子点，并且此外谷简并被提升。自旋寿命T_1受自旋弛豫的限制，其中塞曼能量被晶格振动吸收，通过自旋-轨道和电子-声子耦合介导。我们用解析的方法计算了T_1，发现T_1可以在秒的范围内是由于几个原因：（i）远离Van Hove奇异点的低声子态密度，（ii）两种弛豫机制之间的相消干涉，（iii）低磁场下的Van Vleck相消，（iv）低磁场下的Van Vleck相消，（v）低磁场下的Van Vleck相消，（v）低磁场下的Van Vleck相消，（v）低磁场下的Van Vleck相消。（iv）由于aGNR的电子结构，在最低阶中与面外模式的耦合消失。由于~（12）C核自旋的消失，T_1可以作为整体相干性的一个很好的度量。这些结果和石墨烯纳米带的控制生产的最新进展，使该系统有趣的自旋电子学应用。
2013-06-14 cond-mat.mes-hall
Thermal Transport in Graphene, Few-Layer Graphene and Graphene Nanoribbons
石墨烯独特的热传导特性的发现，引发了二维材料系统中声子输运的理论和实验研究的热潮。迅速发展的石墨烯热场从理论物理到实际工程应用。在这篇特邀评论中，我们概述了不同的理论方法，用于描述声子在石墨烯中的传输，并提供与现有的实验热导率数据的比较。重点分析了石墨烯和少层石墨烯的声子热导率的最新理论结果，以及应变、缺陷、同位素和边缘散射对这些材料系统中声子输运的影响。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable phonon-induced transparency in bilayer graphene nanoribbons
在三能级原子系统的电磁感应共振现象中，通过光抽运，直接跃迁和间接跃迁的相消干涉，消除了偶极允许跃迁处的线性极化率。EIT不仅导致光在原本不透明的原子跃迁频率处传输，而且导致光群速度减慢和光学非线性增强。在这封信中，我们报告了一个类似的行为，表示为声子诱导的透明度（PIT），在AB堆叠的双层石墨烯纳米带。在这里，由于等离子体激元激发的光吸收由于与红外活性Γ点光学声子的耦合而被抑制在窄窗口中，其功能在这里类似于原子系统的EIT中的亚稳能级的功能。我们进一步表明，PIT在双层石墨烯是积极可调的静电门控，并估计在声子频率为1580 cm-1的最大慢光因子约为500，基于测量的光谱。我们的演示开辟了一条途径，探索少光子非线性光学和慢光在这种新型的二维材料，没有外部光泵和室温。
2013-10-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Temperature Dependence of Joule heating in Zigzag Graphene Nanoribbon
利用全带电子和声子色散关系，研究了锯齿形石墨烯纳米带在强场作用下焦耳热的温度依赖性。在300 K、600 K和900 K的不同温度下，焦耳加热总是随时间线性增加或功率为常数。虽然900 K和600 K的散射率分别是300 K的113倍和55倍，但焦耳加热功率仅是300 K的12.6倍和6.7倍。
2014-09-02 cond-mat.mes-hall
Dissipative Transport in Rough Edge Graphene Nanoribbon Tunnel Transistors
我们研究了石墨烯纳米管隧道场效应晶体管中的量子输运。与其他类似的结构的研究，我们已经包括耗散过程引起的非弹性电子-声子散射和边缘粗糙度在nanoriginals自洽内的非平衡输运模拟。我们的研究结果表明，耗散散射施加限制的最小关断电流和最小亚阈值摆幅，可以得到即使是长的沟道长度，直接源漏隧穿被抑制。在耗散散射的存在下，边缘粗糙度有点令人惊讶地显示出经典的行为，其中它主要降低了在该结构中可实现的最大导通电流。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall
Low-dimensional phonon transport effects in ultra-narrow, disordered graphene nanoribbons
利用非平衡格林函数（NEGF）模拟技术研究了低维和无序对超窄扶手椅型石墨烯纳米带（GNRs）中声子输运的影响.我们特别关注的声子谱的不同部分是如何受到几何约束和线边缘粗糙度的影响。随着线边缘粗糙度的引入，声子透射率降低，但在整个光谱中不均匀。我们在声子谱中发现了四种不同的行为：i）低能、低波矢的声学分支具有很长的平均自由程，即使在W= 1 nm宽的超窄GNR中，它们受边缘无序的影响也最小; ii）由相对平坦声子模式的密集群体组成的能量区域（包括光学分支）也没有受到显著影响，除了在超窄W= 1 nm GNR的情况下，在这种情况下，由于沿声子输运路径的带失配，透射率降低; iii）位于光谱的中间区域内的准声学带受到无序的强烈影响，因为光谱的这一部分在限制和无序时都耗尽了传播的声子模式，特别是随着沟道长度的增加; iv）在由小密度的声子模式组成的能量区域中观察到声子透射的最强降低，在这种情况下，粗糙度可以引入随着沟道长度大大增加的传输间隙。我们发现，在宽度小至W= 3 nm的GNR中，在中等粗糙度下，低能声学模式和光学模式的密集区域可以保持半弹道输运性质，即使对于通道长度达到L=1 μ m。即使对于短至10纳米的通道长度，光谱的稀疏区域中的模式也落入本地化制度。
2015-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles quantum transport modeling of thermoelectricity in single-molecule nanojunctions with graphene nanoribbon electrodes
我们综述了非平衡格林函数结合密度泛函理论（NEGF-DFT）模型的独立电子和声子输运的纳米结的应用集中在一类新的热电器件，其中一个单一的分子连接到两个金属锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）通过高度透明的接触。这样的接触使得从ZGNR注入倏逝波函数成为可能，使得它们在分子区域内的重叠在电子透射中产生峰值。此外，ZGNR电极中横向传播态的空间对称性抑制了类空穴对热电势的贡献。因此，优化的热电势，连同通过ZGNR/分子/ZGNR非均匀结构的减小的声子电导，在室温下产生热电优值系数ZT~0.5，并且在液氮温度以下产生0.5<ZT<2.5。在电极中的传播状态的倏逝波模式传输和对称性的依赖，使得在这类设备中的电子传输确定的功率因数在很大程度上不敏感的类型足够短的共轭有机分子，我们证明了这两个18-轮烯和C10分子夹在两个ZGNR电极产生类似的热电势。因此，人们可以寻找能够进一步降低声子热导率（在ZT的分母中）同时保持电子功率因子（在ZT的分母中）优化的分子。我们还显示了如何经常采用布伦纳经验原子间势碳氢化合物系统未能描述声子输运在我们的单分子纳米结时，通过NEGF-DFT方法获得的第一原理结果相比。
2011-11-01 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional universal conductance fluctuations and the electron-phonon interaction of topological surface states in Bi2Te2Se nanoribbons
普适电导涨落（UCF）是介观电子干涉的重要表现形式之一，但在拓扑绝缘体（TI）的二维表面态中尚未得到证实。即使通过改善TI晶体的质量来精细地抑制体电导，体电导的波动仍然保持竞争性并且难以与表面载流子的期望UCF分离。在这里，我们报告的实验证据的二维表面态的UCF在体绝缘Bi 2 Te 2Se纳米带。实现了B \perp单依赖的UCF，并研究了其温度依赖性。弱反定域作用进一步揭示了表面输运。这种拓扑表面态的残存UCF是由于三元晶体中体载流子有限的退相长度造成的。电子-声子相互作用被解决作为一个次要来源的表面态退相的基础上的温度依赖的标度行为。
2012-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Thermal conductivity of epitaxial graphene nanoribbons on SiC: effect of substrate
采用非平衡分子动力学方法研究了SiC衬底对外延石墨烯纳米带热导率的影响。结果表明，在热输运过程中，基底与单层GNRs之间存在强相互作用，大大降低了热导率。双层GNR的第二GNR层中，悬浮GNR的热导率特性被很好地保留，其与底层结构具有弱的范德华相互作用。发现面外声子模对由底层结构引起的第二GNR层的热导率变化起关键作用。
2012-02-04 cond-mat.mes-hall
Room Temperature All Semiconducting sub-10nm Graphene Nanoribbon Field-Effect Transistors
系统研究了亚10 nm宽石墨烯纳米晶体管场效应晶体管（GNRFFET）。所有亚10 nm GNR无一例外地提供了半导体FET，其Ion/Ioff比高达10^6，通态电流密度高达~ 2000 uA/um。我们估计载流子迁移率~ 200 cm 2/Vs和散射平均自由程~ 10 nm的亚10 nm GNRs。讨论了边缘、声子和缺陷的散射机制。亚10 nm的GNRFFET在通态电流密度和Ion/Ioff比方面与具有Pd接触的小直径（d<=~1.2nm）碳纳米管FET相当，但具有制造全半导体器件的优势。
2008-05-03 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effects in silicene nanoribbons
用{ \it ab-initio}方法研究了锯齿形边缘硅烯纳米带的输运系数和热电系数（包括自旋热电势）。这种纳米带的局部自旋密度揭示了边缘磁性。像在石墨烯中一样，人们发现反铁磁和铁磁有序，其中一边的自旋极化分别与另一边的自旋极化反平行或平行。热电性能，特别是塞贝克系数，显着地依赖于电子能带结构，并增强费米能级时，在能隙。然而，这些热电性能显着降低时，声子贡献的热导包括在内。这种声子贡献已通过两种不同的方法进行了数值计算。从反铁磁态到铁磁态的转变导致大的磁阻和相当大的磁热电势。反平行配置的热电参数，当自旋极化在纳米晶体的左部分是相反的，在右部分，也进行了分析。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge currents and nanopore arrays in zigzag and chiral graphene nanoribbons as a route toward high-$ZT$ thermoelectrics
我们分析了电子和声子的量子输运通过锯齿形或手性石墨烯纳米带（GNRs）与纳米孔阵列穿孔。由于这些GNR中的局部电荷电流分布在其边缘周围达到峰值，因此在其内部钻纳米孔不会影响这种边缘电荷电流，同时大大减少了足够长的线中声子携带的热流。这两种效应的组合可以产生高效的热电器件，其在液氮温度下具有最大的$ZT \simeq 11$，并且在室温下具有最大的$ZT \simeq 4$，在$\sim 1$ $μ$ m长的锯齿形GNR中实现，所述GNR具有可变直径的纳米孔和它们之间的间距。我们的分析是基于$π$ -轨道紧束缚哈密顿量的电子子系统的第三最近邻跳跃，声子子系统的经验第四最近邻模型，和非平衡格林函数形式主义来研究这两个模型中的量子输运。
2012-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization Dependence of Optical Transitions in Graphene Nanoribbons
讨论了$k$依赖的电子-光子和电子-声子矩阵元对石墨烯纳米带和碳纳米管的普适性。电子在破缺平移对称的方向上经历波矢量的变化，这取决于光的偏振方向。我们认为，这种现象源于手征的微观特征。
2011-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Drift velocity peak and negative differential mobility in high field transport in graphene nanoribbons explained by numerical simulations
我们提出了高场输运的数值模拟悬浮和沉积扶手椅型石墨烯纳米粒子（A-GNR）在HfO 2衬底。悬浮GNR中的漂移速度在高电场（F）下不饱和，而是降低，在F=10 kV/cm时显示出最大值。沉积在HfO 2强烈降低漂移速度的因素高达10相对于悬浮GNRs在低场制度，而在高场漂移速度接近内在的价值，预计在悬浮GNRs。即使在完美边缘的假设下，所获得的迁移率也远远落后于二维石墨烯的预期，并且被表面光学声子进一步降低。
2011-12-22 cond-mat.mes-hall
Terahertz plasmonic resonances in coplanar graphene nanoribbon structures
本文分析了共面石墨烯纳米带（GNR）结构在外加太赫兹信号下的等离激元振荡并计算了其阻抗，发现较低的GNR间电容可激发长GNR的太赫兹共振，该结构可应用于多种太赫兹器件。
2024-03-10 cond-mat.mes-hall
Exciton interaction with acoustic phonons in PbS nanocrystals
采用${\bf k} \cdot {\bf p}$模型计算了PbS纳米晶体中激子与声子通过形变势的相互作用。的基本呼吸模式和它的泛音，以及与总角动量$j=2$的球振动的黄-里斯因子的大小依赖性进行了评估。
2022-03-25 cond-mat.mes-hall
Pseudospin for Raman D Band in Armchair Graphene Nanoribbons
通过解析构造扶手椅型石墨烯纳米带拉曼光谱中$D$带的电子-声子相互作用的矩阵元，我们表明赝自旋和动量守恒导致（i）由两个分量组成的$D$带，（ii）仅当入射光和散射光的偏振平行于扶手椅边缘时，$D$带拉曼强度增强，以及（iii）由Kohn异常效应引起的$D$带软化/硬化行为与$G$带的软化/硬化行为相关。几个实验中提到的是相关的这些结果。赝自旋与声子模的边界条件无关，而动量守恒依赖于边界条件。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier dynamics and coherent acoustic phonons in nitride heterostructures
我们模拟了嵌入在\textit{pin}二极管结构中的InGaN/GAN多量子阱中相干声学声子的产生和传播，并在模拟的泵浦-探测实验中计算了时间分辨的反射率信号。载流子是通过GAN带隙以下的超快泵浦在InGaN阱中产生的，并且在玻尔兹曼方程框架中处理光激发载流子的动力学。量子阱中的相干声学声子是通过形变势电子-声子和压电电子-声子与光生载流子的相互作用产生的，后者是主要的机制。相干纵向声学声子以声速传播到结构中，修改光学性质并产生巨大的振荡差分反射率信号。我们证明，可以实现差分反射率的相干光控制使用延迟控制脉冲。
2006-06-28 cond-mat.mes-hall
Edge and surface plasmons in graphene nanoribbons
我们报告的纳米红外（IR）成像研究内的图案化的石墨烯纳米带（GNRs）制作高品质的化学气相沉积（CVD）的石墨烯在氧化铝基板上的限制等离子体激元模式。这些带状物的受限几何形状导致不同的模式图案和强场增强，这两者都随着带状物宽度系统地演变。此外，在中红外850-1450 cm-1的光谱纳米成像使我们能够评估基板声子对等离子体激元阻尼的影响。此外，我们观察到边缘等离子体激元：奇特的一维模式严格沿着我们图案化的石墨烯纳米结构的边缘传播。
2015-12-21 cond-mat.mes-hall
Interaction of electrons with acoustic phonons in AlN/GaN resonant tunnelling nanostructures at different temperatures
在$T\geqslant 0$上，利用有限温度格林函数方法和Dyson方程，首次建立了多层氮化物基AlN/GAN纳米结构中电子与声学声子相互作用的理论。得到了描述电子与声学声子系统的哈密顿量的分量以及由于电子-声子相互作用而引起的电子谱移动的幅度。的电子光谱水平和声学声子的频谱的依赖关系被发现取决于在所研究的纳米结构中的内部势垒的位置。计算了不同温度值$T$的电子光谱和衰变率的温度漂移。
2021-01-19 cond-mat.mes-hall
The role of atomic vacancies and boundary conditions on ballistic thermal transport in graphene nanoribbons
研究了在存在单原子空位和不同边界条件下扶手椅和锯齿形石墨烯纳米带中的量子热输运。我们开始与声子极化和能量色散的第五近邻力常数模型（5 NNFCM）和弹性理论的连续膜（ETCM）给出了一个完整的比较。对于自由边缘带，我们讨论了一个额外的声学边缘局部弯曲模式，称为第四声学分支（4 ZA），它有一个小的间隙时，它是由5 NNFCM获得的行为。然后，我们表明，与折叠的边缘带具有样品尺寸依赖的能隙的声子谱，这是特别大的面内模式。无论计算方法和边界条件如何，低能光学声子模的能隙与带宽W的关系对于面内模为1/W，对于面外模为1/W $^2$.利用5 NNFCM，通过非平衡格林函数技术得到了弹道热导及其各声子模的贡献。我们发现，虽然边缘和中心局域单原子空位不影响低能量的面内声子模式的传输功能，他们大大减少了弯曲模式的贡献。另一方面，面内模式的贡献是强烈依赖于边界条件，并在低温下，可以大大减少在边缘弯曲的样品。这些发现可以打开一条途径来设计基于石墨烯的设备，其中可以区分极化声子的相对贡献并调整纳米尺度上的热传输。
2014-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Tuning Phononic and Electronic Contributions of Thermoelectric in defected S-Shape Graphene Nanoribbons
热电作为一种利用废热的方式，在电子工业中是必不可少的，但其在工作温度下的低性能使其在实际应用中不合适。定制石墨烯可以改变其特性。在本论文中，我们主要研究了单空位和双空位模型下S型石墨烯结构的输运性质。该结构由一个手性部分，这是一个扶手椅型石墨烯纳米载体，和两个锯齿形石墨烯带组成。我们调查的品质因数的变化，通过塞贝克系数，电子电导，电子和声子电导的空缺，在不同的设备尺寸。利用非平衡格林函数方法研究了体系的输运性质，从而从紧束缚（力常数）模型得到了相应的哈密顿量（动力学矩阵）。所有长度的DV均获得最大品质因数（ZT）。这种系统的物理性质可以通过控制各种参数来调整，例如缺陷的位置和类型以及器件尺寸。研究结果表明，延长结构可以降低声子贡献，单空位比双空位更能区分电子热导行为和电子电导行为。也就是说，空位工程可以显著提高热电性能。在大型器件中，SV可以将ZT提高到2.5倍。
2022-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ab initio calculations of edge-functionalized armchair graphene nanoribbons: Structural, electronic, and vibrational effects
我们提出了一个理论研究窄扶手椅型石墨烯纳米带（AGNRs）与羟基功能化的边缘。虽然这种钝化强烈影响带的结构，但高度的边缘官能化被证明是特别稳定的。几何偏差的一个重要后果是严重减少的带隙的调查7-AGNR。这种转变遵循线性依赖于每个单元电池中添加的羟基基团的数量，因此提供了通过边缘官能化的可调带隙的前景。此外，我们还讨论了带本身的特征声子行为以及羟基的指纹模式。一个大的下移突出的拉曼活性模式允许实验确定的边缘功能化的程度。
2011-07-04 cond-mat.mes-hall
Microwave-induced magnetoresistance of two-dimensional electrons interacting with acoustic phonons
从理论上研究了微波辐射下二维电子系统中电子-声子相互作用对磁输运的影响。除了存在于微波的情况下的声子诱导的电阻振荡，辐照样品的磁阻包含振荡的贡献，由于电子散射的杂质和声学声子。由于电子-声子散射的贡献被描述为声子诱导的电阻振荡和微波诱导的电阻振荡的干涉的结果。此外，微波加热电子会导致一种特殊的声子诱导振荡。讨论了不同贡献的相对强度及其对参数的依赖性。众多的振荡贡献的相互作用表明一个奇特的磁阻图片在高迁移率层的温度时，电子-声子散射变得重要。
2010-02-28 cond-mat.mes-hall
Acoustic phonon dynamics in thin-films of the topological insulator Bi2Se3
瞬态反射率的痕迹测量的纳米尺寸的薄膜的拓扑绝缘体Bi 2 Se 3揭示了GHz范围内的振荡驱动的热载流子光激发与超短激光脉冲的1.51 eV的光子能量的弛豫。这些振荡已经被认为是由声学声子动力学引起的，包括以驻波形式的相干纵向声学声子。随着薄膜厚度从40 nm减小到15 nm，振荡频率从~35 GHz增加到~70 GHz，这归因于两种不同模式之间的相互作用，对于厚度大于40 nm的薄膜，采用行波模式;对于厚度小于40 nm的薄膜，采用薄膜体声波谐振器（FBAWR）模式。当Bi_2Se_3膜中的间接界面耦合将FBAWR机制切换到兰姆波激发时，对于厚度低于15 nm的膜，振荡的幅度迅速衰减。相干纵向声学声子的频率范围与Bi 2Se 3的弹性性质很好地一致。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall
Negative dynamic conductivity of a current driven array of graphene nanoribbons
我们考虑一个周期性的石墨烯纳米带阵列的作用下，一个强的直流电场$E_0$和外部的电磁激励的频率$ω$和横向波矢量$q$。通过求解准经典Boltzmann动力学方程，计算了该体系的表面动态电导率$σ_{2D}(q,ω,E_0)$和吸收系数，发现在一定条件下，电导率和吸收系数的实部可能变为负值。这在物理上对应于以直流电源的能量为代价的电磁波的放大。结合表面声波和史密斯-珀塞尔型石墨烯基太赫兹发射器的实验结果进行了讨论。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
Electron-acoustic-phonon interaction in core/shell Ge/Si and Si/Ge nanowires
推导了具有圆形截面的Ge/Si和Si/Ge核/壳纳米线结构的电子-和空穴-声学-声子形变势哈密顿量（H_{E-DP}）的一般表达式.基于短程弹性连续介质方法和导出的解析结果，分析了空间约束对矢量声子位移、声子色散关系以及电子-声子和空穴-声子散射振幅的影响.结果表明，声学矢量位移，声子频率和H_{E-DP}目前混合扭转，轴向和径向分量取决于角动量量子数和声子波矢量的考虑。结果表明，由于界面处的空间约束和本征应变，各组分材料的体群速度被重正化。讨论了绝缘壳层对Ge/Si和Si/Ge纳米线中声子色散和电声子耦合的影响。
2017-09-06 cond-mat.mes-hall
Acoustic Frequency Multiplication and Pure Second Harmonic Generation of Phonons by Magnetic Transducers
我们预测频率倍增的表面声波在介电基板通过相邻的磁换能器的铁磁共振时，由微波驱动。我们发现纯二次谐波产生（SHG）没有任何线性和三次谐波成分的磁性纳米线。通过改变纳米线的饱和磁化方向，实现了倍频和线性声子抽运的切换，或者通过磁性纳米盘实现了倍频和线性声子抽运的定向分离。我们解决了高效率的SHG具有可比的幅度的线性响应，以及独特的非互易声子输运，这是显着不同的声子谐波。这种由微波驱动的声频梳将为微型声子和自旋电子器件带来前所未有的可调谐性。
2022-12-07 cond-mat.mes-hall
