Quantum Size Effects in the Terahertz Nonlinear Response of Metallic Armchair Graphene Nanoribbons
利用含时微扰理论研究了量子尺寸对有限长金属石墨烯扶手椅型纳米带在外加电场作用下的太赫兹非线性响应的影响。我们的工作表明，量子化由于有限的长度的纳米，所施加的场分布，和扩大的石墨烯光谱都发挥了重要的作用，在所产生的非线性电导。在某些情况下，这些效应可以显着增强非线性超过无限长的金属扶手椅石墨烯纳米粒子。
2016-05-05 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of mesoscopic graphene structures: charge confinement and control of spin and charge transport
这篇简短的综述讨论了介观石墨烯基结构的电子性质。这些允许控制电荷和自旋的限制和传输;因此，它们不仅对基础研究感兴趣，而且对应用感兴趣。这里涉及的石墨烯相关主题是：边缘，纳米带，量子点，$pn$ -结，$pnp$ -结构，量子势垒和波导。这篇评论的部分目的是作为一个简短的介绍石墨烯介观。
2011-04-12 cond-mat.mes-hall
The impact of nitrogen doping on the linear and nonlinear terahertz response of graphene
众所周知，杂质在石墨烯在光学和太赫兹频率下的线性和非线性响应中起着核心作用。在这项工作中，我们使用密度泛函紧束缚方法计算氮掺杂单层石墨烯的能带和带内偶极连接元。利用这些结果，我们计算了掺杂石墨烯的线性和非线性响应的太赫兹脉冲使用密度矩阵的方法在长度计。我们提出的线性和非线性迁移率以及三次谐波产生的石墨烯吸附和替代氮掺杂的各种掺杂密度的结果。我们发现，在石墨烯结构与取代氮掺杂比那些吸附氮的导带更抛物线。结果表明，取代掺杂对石墨烯的太赫兹迁移率和非线性响应的影响要大于吸附氮的影响。
2021-06-11 cond-mat.mes-hall
Electric charge and potential distribution in twisted multilayer graphene
从理论上分析了置于带电基底之间的多层石墨烯薄膜的电荷屏蔽和静电势空间分布特性。它示出，通过改变衬底上的面电荷密度和/或石墨烯堆叠的厚度，可以调整掺杂载流子在系统上的分布。当衬底上的电荷密度较低时，载流子分布和静电势分布符合石墨烯的半金属特性。然而，当所给予的电荷的量足够大时，发生向石墨烯层的类金属行为的转变。预测的过渡实验观察的可能性进行了讨论。
2013-11-03 cond-mat.mes-hall
Reading and writing charge on graphene devices
我们使用电荷写入和扫描栅显微镜的组合来映射和修改石墨烯场效应器件的局部电荷中性点。我们通过在石墨烯-金属界面上的薄电介质层中写入远程电荷并检测局部电荷中性点的偏移来演示该技术。我们进行静电模拟，以表征一个现实的扫描探针针尖上的石墨烯双层的门控效应，并找到一个很好的协议与实验结果。
2011-11-02 cond-mat.mes-hall
Comment on "Graphene---A rather ordinary nonlinear optical material" [Appl. Phys. Lett. \textbf{104}, 161116 (2014)]
对《应用物理学通讯》一文的评论。104，161116（2014）中所述。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
Charge carrier mobility degradation in graphene sheet under induced strain
研究了单层石墨烯片中诱导应变对载流子迁移率的影响。迁移率计算玻恩近似包括杂质散射，表面粗糙度的影响和晶格声子的相互作用。与其sSi对应物不同，应变石墨烯显示出随着应变的增加迁移率下降。这种效应的主要原因是由于石墨烯蜂窝中的诱导变形而导致费米速度降低。
2010-10-12 cond-mat.mes-hall
Quantifying the intrinsic surface charge density and charge-transfer resistance of the graphene-solution interface through bias-free low-level charge measurement
石墨烯的基于液体的生物应用需要对石墨烯-液体界面的定量理解，其中吸附离子的表面电荷密度、界面电荷转移电阻和界面电荷噪声特别重要。我们通过测量石墨烯电极和不同离子强度的水溶液之间的零偏压法拉第电荷转移，使用可重复的、低噪声的、最小微扰的电荷测量技术来量化这些性质。测量结果表明，吸附的离子具有约-32.8 mC m-2的负表面电荷密度和特定的电荷转移电阻为6.5 pm 0.3 M $Ω$ cm 2。所有测试离子浓度的标准化电流噪声功率谱密度塌陷到1/f特性，其中$α$ = 1.1 pm 0.2。所有的结果都与石墨烯-溶液界面的理论预测非常一致。这种用于在亚pC尺度下监测电荷转移的最小微扰方法具有低噪声和超低功耗（~ fW），使其非常适合用于液体环境中的低水平生物电子学。
2017-08-29 cond-mat.mes-hall
Charge Puddles in Graphene Near the Dirac Point
介电衬底（例如SiO $_2$）上的石墨烯中的电荷载流子密度显示出不均匀性，即所谓的电荷坑。由于单层石墨烯中的线性色散关系，预测水坑在电荷中性附近生长，这是与传统二维电子气明显不同的性质。通过在介观石墨烯器件上进行扫描隧道显微镜/光谱学，我们直接观察到当接近狄拉克点时，水坑在空间范围和幅度上的生长。自洽屏蔽理论提供了宏观输运性质和微观观察到的电荷无序的统一描述。
2015-12-16 cond-mat.mes-hall
Nonlinear broadening of the plasmon linewidth in a graphene stripe
与半导体结构相反，实验观察到的石墨烯中的等离子体共振显示出不对称且相当宽的线宽。我们表明，这可以解释在这种材料中的线性电子能量色散，并与广义科恩定理在石墨烯的违反。
2012-10-08 cond-mat.mes-hall
Charge accumulation at the boundaries of a graphene strip induced by a gate voltage: Electrostatic approach
研究了栅压作用下石墨烯带中感应电荷的分布。我们计算分析的电荷分布，并证明了强大的（宏观）电荷积累沿微米宽的带的边界。这种电荷的不均匀性是特别重要的，在量子霍尔制度，我们预测的边缘状态和两种不同类型的这种状态的共存的数量增加了一倍。石墨烯为基础的纳米电子学的应用进行了讨论。
2008-06-03 cond-mat.mes-hall
Frequency Stability of Graphene Nonlinear Parametric Oscillator
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Ben-Gurion University（本-古里安大学）
研究通过相位锁定环操作证明石墨烯参数振荡器在强非线性条件下能提升频率稳定性，其非线性阻尼机制有效抑制了幅度到频率噪声的转换。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall
Discrete solitons in graphene metamaterials
我们研究了由介电层分隔的石墨烯片形成的多层超材料的非线性特性。我们证明了这种结构可以支持由离散非线性薛定谔方程描述的局域非线性模，并且它的解与稳定的离散等离子体孤子相关联。我们还分析了截顶石墨烯超材料中的非线性表面模式，其是表面Tamm态的非线性模拟。
2015-02-12 cond-mat.mes-hall
Nonlinear optical response of doped mono- and bilayer graphene: length gauge tight-binding model
我们使用基于紧束缚模型的全色散计算了掺杂单层和双层石墨烯的非线性光学响应。的响应是来自与密度矩阵的形式主义，使用长度规范，是有效的任何周期性系统，任意掺杂。通过收集条款，定义有效的非线性响应张量，我们确定所有非线性Drude类条款（三阶），并显示所有额外的杂散发散存在于感应电流消失。石墨烯的非线性响应包括一个大的类德鲁德发散和三个与费米能级附近发生的跃迁紧密相连的共振。使用狄拉克近似得到的解析解准确地捕获了石墨烯的一阶和三阶响应，即使在非常高的掺杂水平。带隙石墨烯的二次响应也通过掺杂强烈增强，即使对于具有小间隙的系统，例如SiC上石墨烯的相称结构。双层石墨烯的非线性响应明显更丰富，结合了源于掺杂的共振与其固有的强低能共振。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall
Efficient nonlinear generation of THz plasmons in graphene and topological insulators
石墨烯中的表面等离子体可以提供贵金属等离子体的有吸引力的替代方案，这是由于其更紧密的限制、特有的色散和更长的传播距离。我们目前的理论研究的非线性差频产生的太赫兹表面等离激元模式支持的二维层的无质量狄拉克电子，其中包括石墨烯和表面态的拓扑绝缘体。我们的研究结果表明，在等离子体共振附近的DFG效率的强烈增强和相位匹配的非线性产生的等离子体激元在很宽的频率范围内的可行性。
2013-12-01 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Damping in Graphene Resonators
基于单层石墨烯的连续介质力学模型，我们提出并分析了纳米机电石墨烯谐振器中耗散的微观机制。我们发现，弯曲模和面内声子之间的耦合导致的线性和非线性阻尼的面外振动。通过调整外部参数，如偏置和交流电压，可以跨越从线性到非线性阻尼为主的制度。我们讨论的行为的有效品质因数在这方面。
2012-12-14 cond-mat.mes-hall
Graphene Conductivity near the Charge Neutral Point
无序的费米-狄拉克分布被用来建模，在一个简单的和本质上是现象学的玻尔兹曼方程的方法，电子/空穴传输通过石墨烯水坑。我们建立，与惊人的实验支持，石墨烯的最小电导率之间的函数关系，在玻尔兹曼制度的流动性，和陡峭的电导率抛物线型通常观察到通过栅极电压扫描周围的电荷中性点。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall
Negative nonlinear damping of a graphene mechanical resonator
我们实验研究了多层石墨烯谐振器的非线性响应，使用超导微波腔来检测其运动。辐射压力用于驱动光机械诱导透明配置中的机械谐振器。通过改变驱动音和探测音的振幅，可以使机械谐振器进入非线性极限。利用光机械耦合的标定，我们量化了机械Duffing非线性。通过增加驱动力，我们观察到在大振幅的机械耗散率的下降，这表明在石墨烯谐振器中的负非线性阻尼机制。增加的光学机械反作用，我们观察到一个非线性政权不描述的Duffing响应，包括新的不稳定性的机械响应。
2015-08-18 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
Coherent nonlinear optical response of graphene in the quantum Hall regime
我们研究了石墨烯在量子霍尔机制下对强激光脉冲的非线性光学响应。特别地，我们考虑谐波产生过程。我们证明了石墨烯的广义磁光电导率在强泵浦激光辐射的谐波上具有特征霍尔平台特征。平台的高度取决于激光强度和朗道能级的展宽，因此不能精确地量子化。这种非线性效应对朗道能级的显着加宽仍然是鲁棒的。通过对三次谐波信号和非线性法拉第效应的观测，我们预测了实验的实现，这是在实验的可行性。
2016-10-31 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
Charge distribution and screening in layered graphene systems
考虑了外场在石墨烯平面的有限堆或半无限石墨中引起的电荷分布。层间电子杂化用最近邻跳跃项描述，自洽静电势诱导的电荷在线性响应范围内计算。的屏蔽性能是由带间和带内电子跃迁的贡献。在中性系统中，只有带间跃迁有助于电荷极化率，导致绝缘屏蔽性能，并在感应电荷的振荡，周期等于层间距。在掺杂系统中，我们发现屏蔽长度相当于2-3个石墨烯层，叠加到显着的电荷振荡。
2006-12-15 cond-mat.mes-hall
Charge transport through graphene junctions with wetting metal leads
石墨烯被认为是下一代电子器件的优秀候选材料。然而，为了精确控制电荷注入和提取过程，需要考虑金属接触的重要影响。我们使用非平衡格林函数和密度泛函理论计算了具有润湿金属引线（共价结合到石墨烯的金属引线）的石墨烯结的输运。提供了关于理想接触的增加的电阻和关于电流波动的统计的定量信息。我们发现，通过所研究的具有Ti接触的两端石墨烯结的电荷传输是伪扩散的，直到令人惊讶的高能量。
2013-10-06 cond-mat.mes-hall
Quantum theory of the third-order nonlinear electrodynamic effects in graphene
石墨烯电子的线性能量色散导致该材料的强非线性电磁响应。我们发展了石墨烯$σ_{αβγδ}(ω_1,ω_2,ω_3)$的三阶非线性局域动态电导率的一般量子理论，该理论描述了石墨烯对均匀电磁辐射的非线性响应。导出的解析公式描述了大量不同的非线性现象，如三次谐波产生，四波混频，饱和吸收，直流电流激励的二次谐波产生等，其可用于不同的太赫兹和光电子器件。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall
Gate tunable third-order nonlinear optical response of massless Dirac fermions in graphene
具有无质量狄拉克费米子的材料可以具有非常强和广泛可调的光学非线性。石墨烯单层的实验确实发现了非常大的三阶非线性响应，但报道的非线性光学系数的数量级变化尚未被理解。很大一部分的困难是缺乏掺杂或化学势如何影响不同的非线性光学过程的信息。在这里，我们报告的第一个实验研究，在证实与理论，在石墨烯的三次谐波产生（THG）和四波混频（FWM），其化学势调整离子凝胶门控。当原始石墨烯被重掺杂时，THG被认为增强了约30倍，而差频FWM则正好相反。后者被发现在未掺杂的石墨烯中具有向简并四波混频的强烈发散，导致巨大的三阶非线性。石墨烯的这些真正惊人的特性来自于门控化学势的可能性，其选择性地打开和关闭相干地贡献于光学非线性的单光子和多光子共振跃迁，因此可以用于开发基于石墨烯的非线性光电子器件。
2017-10-13 cond-mat.mes-hall
Specific features of electric charge screening in few-layer graphene films
我们提出了一个非线性的E-F理论，它描述了系统中的电荷屏蔽，该系统包括两个带电的基底层，由一个少层的石墨烯膜分隔。我们表明，通过增加界面处的电荷，该系统可以从弱屏蔽制度，其中整个膜响应于外部电荷，到强屏蔽制度，其中外部电荷被限制在边界石墨烯层的表面电荷分布屏蔽。从弱到强屏蔽的过渡示出打开相对较快，并且当施加的外部电荷/外部场达到一定的交叉幅度时发生。预测的交叉实验观察的可能性进行了讨论。
2013-11-03 cond-mat.mes-hall
Narrowband nanomechanical mass measurement using nonlinear response of a graphene membrane
我们提出了一个方案来测量一个单一的粒子的质量使用的非线性响应的二维纳米谐振器与简并的本征模。使用数值和分析计算，我们表明，通过驱动一个正方形的石墨烯纳米谐振器进入非线性制度，同时确定的质量和位置的添加粒子是可能的。此外，该方案仅需要在基本谐振附近的窄频带中进行测量。
2010-10-08 cond-mat.mes-hall
Interaction between point charges, dipoles and graphene layers
我们分析了电荷和石墨烯层之间的相互作用。石墨烯的电极化性诱导力，其可以通过图像电荷来描述。分析表明，石墨烯可以被描述为一个有限的介电常数，$ε_r$，弱耦合的不完善的导体，它表现为一种金属的强场。因此，极性分子和石墨烯层之间的相互作用倾向于使分子偶极子沿着垂直于石墨烯的方向排列，并且给出了能量增益的定量估计。这种相互作用的强度可以足以克服当分子接近该层时的热效应，即使在室温下。因此，边界效应在确定系统的结构中起着重要的作用，例如限制在原子窄范德瓦尔斯异质结构中的水。
2016-05-26 cond-mat.mes-hall
Half-metallicity induced by charge injection in hexagonal boron nitride clusters embedded in graphene
我们研究了石墨烯超晶胞中h-BN三角形团簇的电子结构和磁性。我们发现，根据团簇的大小和它们之间的石墨烯分离区域，可以通过电荷掺杂诱导自旋极化，或者即使在中性状态下也可以观察到自旋极化。在这些情况下，观察到半金属性的某些带电状态，否则是金属。在这些半金属状态下，自旋密度集中在簇的边缘附近，类似于锯齿形石墨烯纳米带和h-BN/石墨烯插层纳米带中的半金属的更常见的预测。由于石墨烯中h-BN域的实验实现已经被报道，这些异质结构可以是纳米电子学和自旋电子学应用的合适候选者。
2012-12-03 cond-mat.mes-hall
Nonlinear electromagnetic response of few-layer graphene: A nonperturbative description
基于弛豫时间近似下Boltzmann动力学方程精确解的非微扰方法，研究了电子掺杂少层石墨烯对高频电磁场的非线性响应.结果表明，非微扰方法可以应用到一个二维导体与任意各向同性频谱的载波。
2020-03-05 cond-mat.mes-hall
Optomechanical tuning of nonlinearity in graphene resonators
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
该研究提出一种光机械方法，通过光热加热与光腔的光机械相互作用，实现对石墨烯谐振器非线性响应的主动可逆原位调控，为二维纳米机电系统力学响应调控提供通用策略。
2026-08-03 cond-mat.mes-hall
Charge Transport in Pentacene-Graphene Nanojunctions
我们采用密度泛函理论（DFT）电子结构计算和Landauer输运理论研究并五苯-石墨烯纳米结中的电荷输运。结果表明，石墨烯独特的电子性质强烈影响纳米结中的输运。特别地，具有锯齿形终端的石墨烯电极中的边缘状态导致接近费米能量的附加传输通道，这在小的偏置电压下深刻地影响电导。调查不同的连接基团以及化学取代，我们展示了如何进一步的分子-铅耦合和能级阵容的输运性质的影响。
2013-02-25 cond-mat.mes-hall
Nonlinear atom-plasmon interactions enabled by nanostructured graphene
电可调石墨烯等离子体有望实现与共振量子发射器的强光-物质相互作用。然而，石墨烯中的等离子体共振通常限于红外频率，低于鲁棒量子光源和许多生物学上感兴趣的分子中的光学激发的频率。在这里，我们建议利用纳米结构石墨烯的等离子体辅助的非线性光学响应所产生的近场与在近红外操作的邻近量子发射器共振耦合。我们发现，石墨烯纳米盘产生的非线性近场可以强烈激发和相干控制量子态在二能级和三能级原子系统时，其等离子体共振的三次谐波被调谐到一个特定的电子跃迁。在本方案中，发射体和等离子体共振是非简并的，避免了自发发射的强烈增强。我们设想的非线性等离子体激元耦合方案在传感和时间量子控制的潜在应用。
2019-03-26 cond-mat.mes-hall
The effect of microscopic scattering on the nonlinear transmission of terahertz fields through monolayer graphene
本文利用载流子动力学的微观理论研究了室温下n掺杂单层石墨烯的非线性太赫兹响应。我们的紧束缚模型在长度规范中处理载流子-场相互作用，包括声子以及短程中性杂质散射，并充分考虑了Dirac点附近石墨烯的固有非线性响应。在微观上处理每个相互作用使我们能够将电流削波、声子产生和弹性杂质散射的贡献分开。虽然中性杂质散射和声子散射都是高度依赖于能量的，但我们发现它们对导带电子动力学的影响非常不同，并且它们可以一起帮助解释有关场依赖的太赫兹通过石墨烯传输的实验结果。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall
Ripples and Charge Puddles in Graphene on a Metallic Substrate
介电衬底上的石墨烯表现出空间掺杂的不均匀性，形成电子空穴水坑。理解和控制后者对于解开石墨烯在狄拉克点的许多基本性质至关重要。在这里，我们展示了石墨烯中的电荷池和地形波纹的共存和相关性，从金属衬底上生长。狄拉克费米子类电子的干扰的分析产生了线性色散关系，表明金属上的石墨烯可以恢复其固有的电子特性。
2014-07-01 cond-mat.mes-hall
Bound states of charges on top of graphene in magnetic field
我们从理论上证明了在外加磁场中，石墨烯单层表面的类电荷可以相互吸引形成大分子。要做到这一点，石墨烯需要处于量子霍尔平台状态，局部化学势在朗道能级之间。石墨烯电子被定位在电荷之间的中间，并提供电荷之间的库仑排斥的过屏蔽。所得大分子的尺寸为磁性长度的数量级（对于磁场10 T，$\sim 10$ nm）。对单位电荷在磁场中在石墨烯上可能形成的稳定大分子进行了分类。结合生存显着的温度，超过许多离子键杂质的迁移率障碍。可能的晶格尺度效应的谷混合的影响进行了讨论。调节石墨烯的掺杂或磁场，可以打开和关闭杂质的结合，并且可以调节大分子尺寸。这打开了通过使用磁场和门控对石墨烯上的离子进行纳米级操纵的前景。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall
Modeling charge relaxation in graphene quantum dots induced by electron-phonon interaction
研究和比较了两种计算石墨烯量子点电子-声子相互作用电荷弛豫时间的解析模型。最近，石墨烯量子点中的电荷弛豫过程已被实验探测，在这里，我们提供了弛豫时间的理论估计。通过比较一个模型与纯边缘约束与静电约束，我们发现，后者具有更大的弛豫时间。有趣的是，在静电定义的量子点的弛豫时间预计将超过实验观察到的下限~100 ns。
2016-06-21 cond-mat.mes-hall
Quasi-Periodic Nanoripples in Graphene Grown by Chemical Vapor Deposition and Its Impact on Charge Transport
通过化学气相沉积方法（CVD）合成石墨烯的技术突破为大规模器件应用开辟了巨大的机会。为了改善在铜上生长的CVD石墨烯（Cu-CVD石墨烯）的电性能，最近的努力集中在将这种多晶石墨烯膜的晶粒尺寸增加到100微米和更大。虽然晶粒尺寸的增加以及因此晶界密度的降低预计会大大提高器件性能，但在这里，我们表明Cu-CVD石墨烯的电荷迁移率和薄层电阻已经限制在单个晶粒内。我们发现目前CVD石墨烯的高温生长和湿转移方法导致准周期纳米波纹阵列（NRA）。在这种部分悬浮的石墨烯器件中的电子弯曲声子散射引入了各向异性电荷传输，并对最高可能的电荷迁移率和最低可能的薄层电阻值设置了限制。我们的研究结果为进一步改善CVD石墨烯生长和转移过程提供了指导。
2013-02-06 cond-mat.mes-hall
Imaging charge density fluctuations in graphene using Coulomb blockade spectroscopy
使用扫描隧道显微镜，我们已经成像的单层石墨烯的局部电荷密度波动。通过在STM针尖的末端放置一个小的金纳米颗粒，就可以创建一个电荷传感器。通过在表面上光栅扫描尖端并使用库仑阻塞光谱，我们绘制了石墨烯上的局部电荷。我们观察到一系列的电子和空穴掺杂的水坑与特征长度尺度约为20 nm。基于杂质数的关联长度的理论计算与我们的测量结果一致。
2010-12-03 cond-mat.mes-hall
Intrinsic nonlinear Hall effect and gate-switchable Berry curvature sliding in twisted bilayer graphene
本研究在高质量扭曲双层石墨烯中观测到Berry曲率偶极诱导的本征非线性霍尔效应，并利用位移场实现Berry曲率热点滑动及霍尔电压方向、幅度的栅极调控。
2023-08-15 cond-mat.mes-hall
Giant Surface Charge Density of Graphene Resolved From Scanning Tunneling Microscopy and First-Principles Theory
在这项工作中，系统的恒偏置，变电流扫描隧道显微镜（STM）的测量和STM模拟从密度泛函理论，产生关键的洞察到石墨烯中的电子的空间结构。石墨烯和石墨之间的基本比较，显示石墨烯的表面电荷密度是石墨的300%。此外，模拟STM图像显示，高电流STM更好地解决了石墨烯蜂窝键合结构，因为发生在最顶端的悬挂键轨道的收缩。
2015-02-09 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Electrodynamic Properties of Graphene and Other Two-Dimensional Materials
石墨烯是第一种真正的二维（一个原子薄）材料，具有强非线性电动力学和光学性质。在低（微波，太赫兹）频率下，这是由于石墨烯独特的电子特性-其电子和空穴的“相对论”线性能量分散。在高频（红外，可见光），由于电子和空穴带之间的带间跃迁，其非线性响应函数具有共振。这些共振在频率轴上的位置取决于费米能量或载流子密度，其可以通过在石墨烯场效应晶体管中施加栅极电压而改变。这为电控制非线性石墨烯响应提供了独特的机会，这是传统（三维）非线性光学材料所不具备的特性。在本文中，我们给出了一个简短的概述，在这个快速发展的物理领域的最新技术水平，并提出了我们最近在这一领域的一些成果。特别是，我们讨论了传统的三维和新的二维晶体的非线性响应函数和参数之间的本质区别。
2018-10-01 cond-mat.mes-hall
Space charge limited conduction with exponential trap distribution in reduced graphene oxide sheets
通过测量和分析与温度相关的电流-电压特性，阐明了化学还原氧化石墨烯（RGO）片的低迁移率和电荷陷阱。通过介电泳将RGO片组装在源电极和漏电极之间。在低偏置电压下，导电是欧姆的，而在高偏置电压和低温下，导电变成空间电荷限制的陷阱的指数分布。我们估计平均陷阱密度为1.75x10^16 cm^-3。有关电荷陷阱的定量信息将有助于开发钝化缺陷的优化策略，以制造高质量的溶液处理石墨烯器件。
2010-06-23 cond-mat.mes-hall
Directional control of charge and valley currents in a graphene-based device
我们提出了一个金属器件中的方向开关效应。为此，我们利用石墨烯为基础的设备与三个终端的几何结构中存在的磁场。我们发现，单向电荷和谷电流可以控制的费米能量和磁场方向的有源器件。有趣的是，在相同的偏置电压下，在两端之间产生电荷和谷的单向传输。此外，我们量化的谷去极化作为无序浓度的函数。我们的研究结果为基于石墨烯的有源谷电子器件开辟了一条道路。
2018-12-11 cond-mat.mes-hall
Hydrodynamic electron transport and nonlinear waves in graphene
我们推导了石墨烯中无质量费米子集体运动的流体动力学方程组。所得到的方程表明缺乏伽利略和洛伦兹不变性，并包含各种非线性项，由于准相对论性质的载流子。利用这些方程，我们显示了在电子等离子体中形成孤子的可能性门控石墨烯。准相对论效应为孤子振幅设定了上限，这标志着石墨烯与传统半导体不同。等离子体波的频谱在定常流存在下不再服从多普勒频移关系，揭示了流体力学方程的伽利略不变性和洛伦兹不变性的缺失。本文还讨论了直流电在石墨烯通道中激发等离子体波的可能性。
2013-10-19 cond-mat.mes-hall
Explicit drain current, charge and capacitance model of graphene field-effect transistors
我提出了一个紧凑的物理为基础的模型的漏极电流，电荷和电容的石墨烯场效应晶体管，相关的直流，交流和石墨烯为基础的电路的瞬态行为的探索。物理框架是一个场效应模型和漂移扩散载流子输运结合饱和速度的影响。首先，一个明确的模型已经推导出的漏极电流。在此基础上，基于Ward-Dutton分区方法，给出了电荷和电容的显式封闭表达式，连续覆盖了所有的工作区域。该模型是特别感兴趣的模拟和射频应用中，石墨烯的带隙工程可能是不需要的。
2011-05-13 cond-mat.mes-hall
Charge-Density-Wave Proximity Effects in Graphene
某些层状过渡金属二硫属化物（TMDC），如1 T-TaS 2，在不同温度下显示出丰富的电荷密度波（CDW）相集合，并且它们的原子结构和电子传导已经被广泛地研究。然而，与其他电子材料集成的CDW系统的性能尚未被研究。在这里，我们首次将TMDCs的CDW性质纳入石墨烯的电子输运。在CDW相变过程中，在本研究中使用的石墨烯样品中观察到与TMDC中相关无序的形成密切相关的异常输运行为。特别地，相称的CDW相形成具有电势波动的周期性电荷分布，并因此构成相关的带电杂质，这降低了石墨烯中的电阻率并增强了载流子迁移率。这里展示的CDW-石墨烯异质结构系统为控制石墨烯的温度依赖性载流子迁移率和电阻率以及开发新型功能电子器件（如石墨烯传感器和存储器件）铺平了道路。
2022-10-09 cond-mat.mes-hall
Scattering from spin-polarized charged impurities in graphene
通过计算初始极化态的时间演化，研究了自旋极化带电杂质存在时石墨烯中载流子的自旋弛豫。自旋弛豫时间显示出完全不同的能量行为的短程和长程自旋散射体，并可以用来识别自旋散射的主导来源。我们的结果与最近的实验结果一致，表明它们的自旋弛豫可能是由长程散射引起的。
2016-10-12 cond-mat.mes-hall
Transport properties of graphene with one-dimensional charge defects
研究了扩展电荷缺陷对石墨烯电子输运性质的影响。由于与晶格失配相关的内部应变，扩展缺陷在化学和外延生长的石墨烯样品中普遍存在。我们发现，在低能量下，这些缺陷与2D狄拉克费米子的相互作用相当强烈，并在这些材料的直流电导率有重要的影响。
2011-04-14 cond-mat.mes-hall
Intervalley scattering by charged impurities in graphene
谷间带电杂质散射过程进行检查。结果表明，杂质与库仑相互作用使散射几率增加了索末菲因子$F_Z\propto ε^{2\sqrt{1-4g^2}-2}$，其中$ε$为电子能量，$g$为库仑相互作用的无量纲常数.
2014-12-25 cond-mat.mes-hall
Nonlinear damping in mechanical resonators based on graphene and carbon nanotubes
碳纳米管和石墨烯可以制造出色的纳米机械谐振器。它们有望用于各种科学和技术应用，包括质量，力和电荷的传感，以及介观尺度下量子现象的研究。在这里，我们发现纳米管和石墨烯谐振器的动力学实际上是非常奇特的。我们提出了一个前所未有的情况下，机械耗散完全由非线性阻尼。作为一个惊人的结果，品质因数Q强烈地依赖于运动的幅度。这种情况是从根本上不同于其他谐振器，其耗散是由线性阻尼项占主导地位。我们认为，这种差异源于碳纳米管和石墨烯的降维。此外，我们利用非线性性质的阻尼，以提高品质因数的纳米管/石墨烯谐振器。
2011-03-09 cond-mat.mes-hall
Self heating and nonlinear current-voltage characteristics in bilayer graphene
我们通过实验和数值模拟证明，在有限的偏压下，扩散双层石墨烯（BLG）的低温电流-电压特性表现出很强的超线性。超线性弱依赖于掺杂和石墨烯样品的长度。这种效应可以理解为焦耳加热的结果。它在BLG中比在单层石墨烯（MLG）中更强，因为BLG的电导率由于在狄拉克点处的更高的电子态密度而对温度更敏感。
2011-02-03 cond-mat.mes-hall
Quantum Effects in the Nonlinear Response of Graphene Plasmons
石墨烯支持与光强烈相互作用的长寿命、电可调谐等离子体激元的能力，结合其高度非线性光学响应，对原子级薄材料应用于纳米光子器件产生了很大的期望。这些预期主要是加强了经典的分析，使用来自扩展的石墨烯的响应，忽略了有限尺寸和非局部效应，成为重要的碳层在实际设备设计中的纳米级结构。在这里，我们表明，有限尺寸效应产生较大的贡献，增加纳米结构石墨烯的非线性响应显着高于经典理论预测的水平。我们的分析基础上的量子力学描述的石墨烯紧束缚电子态结合随机相位近似。当等离子体激元能量低于费米能或结构的尺寸超过几十纳米时，经典和量子描述对于线性响应很好地吻合，但对于非线性响应并不总是如此，特别是三阶克尔型非线性通常被经典理论低估。我们的研究结果揭示了纳米结构石墨烯中光学响应的复杂量子性质，同时进一步支持了这种材料用于非线性纳米光子器件的特殊潜力。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall
Charge redistribution and interlayer coupling in twisted bilayer graphene under electric fields
我们研究了旋转双层石墨烯在垂直电场下的电子密度重新分布，表明即使在大角度下，层也实际上是耦合的。这种层-层耦合通过作为外部电压的函数的这些结构上的电荷转移来证明。我们发现了一个不均匀的多余电荷分布，这与小角度的莫尔图案有关，但在载流子速度等于单层石墨烯的情况下，这种分布在更大的角度下仍然存在。我们的结果表明，旋转双层系统耦合的所有旋转角度。
2011-08-01 cond-mat.mes-hall
