Thermo-electromechanical effects in relaxed shape graphene and bandstructures of graphene quantum dots
我们调查的平面内振荡的松弛形状的石墨烯由于外部施加的拉伸边缘应力沿扶手椅和锯齿形方向。我们表明，对于沿锯齿形方向施加边缘拉应力的情况，总弹性能量密度随着温度的升高而增强。利用赝晶矢量势处理热机电耦合效应，分析这些耦合效应对双层石墨烯量子点能带结构的影响。我们报道了在可达到的温度值下，定域边缘态的基态和第一激发态之间的能级交叉可以实现。特别是，水平交叉点延伸到更高的温度与沿扶手椅方向的外部施加的拉伸边缘应力的值减小。由于存在三重对称性，在石墨烯片的中心处形成的状态中不存在这种能级交叉。
2014-11-03 cond-mat.mes-hall
Controlled formation of an isolated miniband in bilayer graphene on an almost commensurate $\sqrt{3} \times \sqrt{3}$ substrate
我们从理论上研究了垂直电场和界面不稳定性对双层石墨烯异质结构和半导体衬底的电子性质的影响之间的相互作用，其中半导体衬底的晶胞几乎是石墨烯的三倍。已知前者在层之间的电子波函数的分布中引入不对称性，并且在电子光谱中打开带隙。后者产生石墨烯电子的长波长周期性莫尔扰动，其在不等效的石墨烯布里渊区拐角处耦合状态，并导致迷你带的形成。我们表明，根据莫尔条纹扰动的细节，可以调整的迷你带结构，从一个单一的带隙在中性点和重叠的迷你带的导/价带侧的情况下，一个单一的窄迷你带是由间隙从其余的频谱。
2016-07-13 cond-mat.mes-hall
Bound States of Conical Singularities in Graphene-Based Topological Insulators
本文研究了在实现陈数$γ=\pm 1$的蜂窝晶格模型中由楔向错（锥形奇点）引起的电子结构。我们建立了一个对应的束缚态之间的（i）一个孤立的$Φ_0/2$通量，（ii）一个孤立的五边形$(n=1)$或七边形$(n=-1)$缺陷与外部通量的大小$nγΦ_0/4$通过中心和（iii）一个孤立的正方形或八角形缺陷没有外部通量，其中$Φ_0=h/e$是通量量子。由于上述的对应关系，孤立的电子状态的存在绑定到向错是强大的各种扰动。这些结果也被推广到石墨烯基的时间反演不变的拓扑绝缘体。
2013-01-22 cond-mat.mes-hall
Orbital mixing in few-layer graphene and non-Abelian Berry phase
在磁场中，在最低的朗道能级处，几层石墨烯支持零模能级的多重态在轨道以及自旋和谷中几乎简并。这些伪零模（PZM）能级通常对相互作用和外部扰动敏感，并且当外场扫过一定范围时，它们之间或与其他更高的朗道能级交叉。一个密切的研究是如何这样的PZM水平演变时，他们逐渐从空到充满水平下的多体相互作用。指出能级谱一般通过轨道能级混合避免交叉，而轨道混合由近似简并和相互作用产生的非阿贝尔Berry相控制。还考虑到多体基态的演变/交叉与双层石墨烯中的外部偏压的增加。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall
Inter-subband Landau level couplings induced by in-plane magnetic fields in trilayer graphene
我们观察到对称性破缺的量子霍尔效应和自旋分辨朗道能级与谷分辨朗道能级之间的能级交叉。当磁场相对于样品法线从$0^{\circ}$倾斜到$66^\circ$时，分别来自单层石墨烯样和双层石墨烯样子带的第零和第二LL的交叉处形成的LL交叉表现出一系列跃迁。结果表明，不同子带的LLS通过面内磁场（$B_{\parallel}$）耦合，并在$B_{\parallel}$下建立了三层石墨烯的紧束缚模型哈密顿量.
2017-09-25 cond-mat.mes-hall
Quantized Landau-level crossing checkerboard in large-angle twisted graphene
本研究在大扭曲角双层石墨烯中发现由层间电荷转移导致的量子化 $D/B$ 朗道能级交叉棋盘图案，并给出临界位移场间隔。
2024-12-04 cond-mat.mes-hall
Finite Conductivity Minimum in Bilayer Graphene without Charge Inhomogeneities
玻尔兹曼输运理论在单层石墨烯的线性带交叉附近和双层石墨烯的二次带交叉附近失效。我们报告了一个数值研究，评估了当费米能级位于双层石墨烯的带交叉能量附近时，带间相干性在运输中的作用。我们发现，带间相干增强导电，它在石墨烯的最小电导率现象中起着至关重要的作用。这种行为是定性捕获的近似理论，它对待带间的相干性在弛豫时间近似。在此短程无序模型研究的基础上，我们得出结论，电子空穴水坑的形成是不是一个必要条件，在石墨烯中的有限电导率在零平均载流子密度。
2010-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flat bands, Dirac cones, and higher-order band crossings in twisted multilayer graphene
该研究针对两层n层Bernal堆叠石墨烯的手性极限，证明能带结构存在三分法规律，推翻了该类模型仅能有高阶能带交叉或平带的传统认知，发现了新型拓扑相变。
2025-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Emergence of intrinsically isolated flat bands and their topology in fully relaxed twisted multi-layer graphene
研究了完全弛豫扭曲多层石墨烯（TMLG）的电子结构和能带拓扑。在TMLG中出现孤立的平坦带，其层数[ $M+N$，其中$M$是底部几层石墨烯（FLG）的层数]高达10，并且具有各种堆叠顺序，并且它们中的大多数位于空穴侧。费米能级附近的FLG的接触带通过FLG的低能带中的电子-空穴不对称性的莫尔耦合和次邻近层之间的垂直跳跃而分裂。完全的结构弛豫导致完全隔离平坦带的全局间隙。对于给定$M$和$N$的TMLG，可分离平坦带的陈数（$|C|$）的最高值可达$M+N-1$，并可由某些孤立带承载。$|C|=9$出现在10层的几种构型的孤立的平坦价带中。如此高的$|C|$源于在弱莫尔耦合区中带态简并度的提升或源于由强莫尔耦合引起的拓扑相变。此外，大的轨道磁矩出现在孤立的平坦带与高$|C|$和依赖于TMLG的结构配置。
2021-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A strain-engineered graphene qubit in a nanobubble
提出了一种在石墨烯纳米泡中的可控量子比特，该纳米泡具有在伪磁场作用下产生的二能级系统。我们发现，双量子点可以产生的应变诱导的伪磁场的纳米气泡，和它们的量子态可以被操纵的局域栅极电位或伪磁场。石墨烯量子位通过电失谐清楚地表现出避免的交叉行为，能量分裂约为几meV。我们还显示了显着的可调谐性，我们的设备设计，允许精细控制的朗道-齐纳跃迁概率通过应变工程的纳米气泡，显示在避免交叉点的一半和一半分裂。此外，我们表明，在纳米气泡的两个级别的系统表现出拉比振荡附近的避免交叉点，导致在几个ps的非常快的拉比周期。
2021-11-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Zero-bias crossings and peculiar Shapiro maps in graphene Josephson junctions
交流约瑟夫森效应在射频辐射下的约瑟夫森结中表现为量子化电压的“夏皮罗台阶”。这种效应提出了一个驱动耗散量子现象的早期例子，目前在初级电压标准中使用。Shapiro台阶也已经成为探测各种新型材料制成的结的标准工具之一。在这里，我们研究夏皮罗步骤在一个广泛可调的石墨烯基约瑟夫森结。我们调查的各种图案，可以得到在这个很好理解的系统取决于载流子密度，温度，射频频率，和磁场。尽管Shapiro步骤的模式可以在仅改变一个参数时急剧变化，但是可以理解总体趋势并且可以直接模拟行为。由此产生的理解可能有助于解释更复杂材料中的类似测量。
2020-03-18 cond-mat.mes-hall nlin.CD
New Dirac points and multiple Landau level crossings in biased trilayer graphene
最近，一种新的高迁移率狄拉克材料，三层石墨烯，实验上实现。ABA堆叠的三层石墨烯的能带结构由单层和双层带对组成。本文研究了垂直电场偏置下ABA堆叠的三层石墨烯的电子性质。我们发现，组合的偏见和三角翘曲产生了一组新的狄拉克点：在每个山谷，七种狄拉克费米子的小质量的顺序为几兆电子伏出现。出射的狄拉克费米子的位置和质量可以通过偏置来调节，并且一组狄拉克费米子在一定的偏置值下变得无质量。因此，与双层石墨烯相反，中性点处的电导率预计将显示出非单调行为，当一些狄拉克质量消失时，电导率将达到几个e^2/h的量级。进一步，我们分析了朗道能级谱随偏压的演化。能带结构中新狄拉克点的出现转化为新的三重简并朗道能级群。这导致了反常的量子霍尔效应，其中一些量子霍尔台阶的高度为3 e^2/h。在中等偏置下，所有朗道能级的简并度都被提升，在这种情况下，所有量子霍尔平台的间距为e^2/h。最后，我们表明，模式的朗道能级交叉是非常敏感的某些能带结构参数，因此可以提供一个有用的工具，以确定其精确的值。
2013-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Persistent currents in mesoscopic cavities and the effect of level crossings as random variables
在这篇文章中，我们进行分析和数值计算相关的持续电流在二维孤立介观环形腔穿的磁通量。所考虑的系统有大量的开放通道，因此，单粒子谱表现出许多水平交叉的流量变化。我们确定在典型的持续电流的水平交叉点的分布的效果。
1998-11-18 cond-mat.mes-hall
Observation of Floquet-induced gap in graphene
Tsinghua University（清华大学）；State Key Laboratory of Low-Dimensional Quantum Physics, Tsinghua University（清华大学低维量子物理国家重点实验室）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）
本研究通过共振驱动在单层石墨烯中直接观测到Floquet诱导的混合间隙，揭示了Floquet带工程在石墨烯中的实验验证，展示了光场调控量子相的潜力。
2026-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant enhancement of the third harmonic in graphene integrated in a layered structure
石墨烯具有强非线性电动力学性质。特别地，通过由具有频率$ω$的电磁波照射，可以有效地产生更高频率的谐波。在这里，我们预测，在一个专门设计的结构“石墨烯-电介质-金属”的第三谐波（$3ω$）的强度可以增加超过两个数量级相比，一个孤立的石墨烯层。
2015-10-21 cond-mat.mes-hall
Transport measurements in twisted bilayer graphene: Electron-phonon coupling and Landau level crossing
我们研究了扭曲双层石墨烯（tBLG）在不同温度（$T$），载流子密度（$n$）和横向磁场下的电子输运，重点关注具有小扭曲角（$θ$）的样品。这些样品显示出与范霍夫奇点（VHS）和超晶格诱导的微隙（SMG）相关的突出特征。温度场效应测量表明，在主狄拉克点（DP）和SMG之间，对于$n$，温度相关电阻率和剩余电阻率之差$ρ_{xx}(n,T) - ρ_{0}(n)$遵循$~T^β$。温度指数$β$随$n$的演化呈现W形依赖关系，在VHS附近最小值为$β$ ~0.9，在SMG附近最大值为$β$ ~1.7。这种W形的行为可以定性地理解与一个理论的图片，同时考虑费米表面附近的VHS和弯曲声学声子散射涂抹。在量子霍尔制度，我们只观察到朗道能级交叉的无质量狄拉克光谱起源于主DP，但不是在抛物带附近的SMG。这种交叉使得能够测量增强的层间介电常数，归因于降低的费米速度。此外，我们还测量了费米速度、层间耦合强度、相对于DP的VHS能量以及SMG的间隙尺寸，这四个重要参数用于描述小- $θ$ tBLG的特殊能带结构。
2018-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localized and quasi-localized energy levels in the electron spectrum of graphene with isolated boron and nitrogen substitutions
本文通过局域格林函数计算，研究了石墨烯中孤立硼、氮取代杂质形成的局域离散能级和费米能级附近的准局域态，并给出了硼杂质能级的解析表达式。
2025-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Graphene plasmons and retardation: strong light-matter coupling
我们研究了掺杂的石墨烯等离子体激元的延迟制度，由未延迟的等离子体激元和光锥的名义交叉。除了在等离子体色散关系中的修改之外，延迟意味着传播光和物质之间的强耦合，即使对于均匀的石墨烯，这也开辟了在简单的石墨烯设备中有效的等离子体的可能性。我们在双层结构中，表现出{ \em完美}（如果无损耗）的光传输在一个经典的禁止区域，提供了一个简单的模拟相应的现象在穿孔的金属片的增强。我们还表明，（宽）Fabry-Pérot共振目前没有石墨烯变成尖锐的峰值，准离散模式的存在下，石墨烯的响应函数是由典型的Fano线形。
2012-07-20 cond-mat.mes-hall
Effect of electron-phonon coupling on energy and density of states renormalizations of dynamically screened graphene
电子屏蔽强烈地重整化了石墨烯中狄拉克交叉附近发生的线性带。单个裸狄拉克穿越被分裂成两个单独的类狄拉克点，它们在能量上分离，但相对于K点的动量仍然为零。由于等离子体的形成，在它们之间会出现类似金刚石的结构。在这项工作中，我们探讨了电子-电子和电子-声子耦合的重整化能量色散，光谱函数和电子态密度的综合影响。我们发现，不同的签名的等离子体结构是可观察到的状态与分裂狄拉克点呈现自己作为最小的能量与二次依赖于这样的点的密度。通过研究费米能级附近的态密度和重正化色散的斜率，我们说明了如何可以分离$k$依赖和$ω$依赖的重正化，并建议如何这可能允许隔离的重正化由于电子-声子相互作用的电子-电子相互作用。
2011-10-11 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable charge and spin transitions in Landau levels of interacting Dirac fermions in trilayer graphene
分数量子霍尔效应机制中的三层石墨烯显示出一组独特的相互作用诱导的跃迁，其可以完全由所施加的偏置电压来调谐。这些转变发生在两个朗道能级的反交叉点附近。在大磁场（$> 8$ T）下，电子-电子相互作用使反交叉能隙闭合，导致不同朗道能级之间出现一些不寻常的跃迁。对于填充因子$ν=\frac23$，这些转变伴随着基态的自旋极化的变化。对于较小的塞曼能量，这提供了通过微调偏置电压来控制基态自旋极化的独特机会。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Compressibility of bilayer graphene
双层石墨烯是最近分离出的一类有趣的多体系统，具有大量手性准粒子。我们提出的双层石墨烯的电子可压缩性的理论结果是基于一个四带连续能带结构模型结合随机相位近似处理的电子相关性。我们发现，在低载流子密度下，电子-电子相互作用强烈抑制了可压缩性。相关性不会导致任何定性的新特征，但对于定量理解石墨烯双层的这种基本热力学性质至关重要。
2010-05-12 cond-mat.mes-hall
Field-Effect Control of Graphene-Fullerene Thermoelectric Nanodevices
虽然它被证明，离散的分子水平确定的符号和大小的热电效应在单分子结，这些水平的完全静电控制至今尚未实现。在这里，我们展示了石墨烯纳米间隙与金微加热器的结合，作为研究单分子热电性的试验平台。与常规金属电极相比，减少了栅极电场的屏蔽，从而允许通过数百meV来控制主导传输轨道的位置。我们发现，石墨烯-富勒烯结的功率因数可以被调谐超过几个数量级的一个值接近孤立的Breit-Wigner共振的理论极限。此外，我们的数据表明，一个隔离的水平的功率因数只给出了隧道耦合到引线和温度。这些结果开辟了新的途径，探索热电和电荷传输在单个分子，并强调水平对齐和耦合到电极的重要性，以优化能量转换在有机热电材料。
2017-10-23 cond-mat.mes-hall
Tunable Lifshitz Transitions and Multiband Transport in Tetralayer Graphene
由于二维材料的费米能级和能带结构易于调节，它们构成了探索Lifshitz转变的理想平台，Lifshitz转变是材料费米表面拓扑结构的变化。使用四层石墨烯，主机两个相交的大质量狄拉克带，我们展示了多个Lifshitz跃迁和多带输运，表现为非单调依赖的电荷密度n和面外电场D的电导率，反常量子霍尔序列和朗道能级交叉的演变与n，D和B。
2018-02-21 cond-mat.mes-hall
Sign reversal of Hall conductivity and quantum confinement in graphene ribbons
窄的带状物具有锯齿形和扶手椅形的边界，显示出非常不同的霍尔电导率特性。结果表明，扶手椅型薄带的能谱中存在多带交叉，交叉的数目与薄带的宽度有关。从理论上讲，它是预测，电导率表现出激烈的符号反转窄带的费米能量扫过带交叉。根据扶手椅带的能谱中只出现奇数扶手椅带的平带，提出了扶手椅带的一种新分类。分析了在石墨烯片的限制下，霍尔电导率跃变到台阶状平台的演化和范霍夫奇点处态密度的恢复。
2009-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fluorine-induced local magnetic moment in graphene: A hybrid DFT study
最近的实验证据表明，氟化石墨烯在F吸附原子周围产生局部磁矩，但这并没有得到半局域密度泛函理论（DFT）计算的支持，其中孤立的F吸附原子的吸附在石墨烯中不诱导磁矩。在这里，我们表明，这样一个不正确的预测的电子基态是由于半局域交换相关泛函固有的自相互作用的错误。通过对石墨烯上孤立F原子的混合密度泛函理论计算，不仅预言了F原子的自旋极化基态（自旋矩为1 bohr磁子），而且还预言了石墨烯晶格的二分性以及石墨烯态的诱导自旋极化所引起的长程自旋极化.这一结果为氟化石墨烯中局域磁矩的实验观测提供了支持。
2013-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Isolated flat bands in an interlocking-circles lattice
平带物理由于其有趣的性质和重要的应用，近年来引起了人们的广泛关注。人们已经提出了一些典型的晶格来产生平坦带，如Kagome晶格和Lieb晶格。这些晶格中的平带不是孤立的，而是与其他带接触的。然而，理想的平带应该是隔离的，因为隔离是许多重要应用的先决条件。在这里，我们提出了一个新的晶格，可以产生孤立的平带。这种格子被称为连环格子，因为它的图案看起来像连环。此外，通过氢化在石墨烯中实现新的晶格。在氢化的石墨烯中，在费米能级附近出现了两个非平凡的孤立的平坦带。在空穴或电子掺杂时，平坦带分裂成自旋极化带，然后导致铁磁石墨烯。我们的工作不仅提出了一种新的晶格类型，而且开辟了一条寻找孤立平带系统的途径。
2021-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Quasiparticle spectra and excitons of organic molecules deposited on substrates: G0W0-BSE approach applied to benzene on graphene and metallic substrates
我们提出了一种替代的方法来计算准粒子的能量，能量损失，和沉积在石墨烯或金属基板上的分子的光谱。为了测试该方法的准确性，首先将其应用于分离的苯（C6 H6）分子。准粒子能级，特别是苯激子（三重态，单重态，光学活性和非光学活性）的能量与现有的实验结果非常吻合。它示出的各种基板（原始/掺杂的石墨烯或（凝胶）金属表面）的附近减少了准粒子HOMO-LUMO间隙的量，稍微取决于基板类型。这与简单图像理论的预测是一致的。它甚至表明，基板不改变孤立分子中的激子的能量。我们证明（在简单的图像理论），激子的能量确实是由两个相互抵消的机制。我们证明了苯单重态光学活性（E1 u）激子耦合到衬底中的真实电子激发。这导致其显著的衰减，例如对于原始石墨烯而言r = 174 meV，并且对于作为衬底的金属表面而言r = 362 meV。然而，我们发现掺杂石墨烯不影响E1 u激子衰减速率。
2013-09-05 cond-mat.mes-hall
Plasmons in dimensionally mismatched Coulomb coupled graphene systems
我们计算了库仑耦合金属扶手椅型石墨烯纳米带和掺杂单层石墨烯的等离子体色散关系。发生在未耦合的1D和2D系统中的等离子体激元曲线的交叉被层间库仑耦合分裂成下部和上部等离子体激元分支。上分支表现出非常不寻常的行为，端点在有限的$q$。因此，结构因子根据等离子体激元波长显示出单峰或双峰行为。新的等离子体激元结构与最近的实验相关，其性质可以通过改变系统参数来控制，并可用于等离子体激元应用。
2017-09-11 cond-mat.mes-hall
Rash spin-orbit interaction in graphene and graphene zigzag nano-ribbons
我们研究了Rashba自旋轨道相互作用对石墨烯电子能带结构和相应波函数的影响。通过精确求解紧束缚模型的哈密顿量，我们得到了预期的能带分裂-由于SU（2）自旋对称性破缺-伴随着额外的狄拉克点的出现。这些点起源于价导带交叉。通过引入一个方便的规范变换，我们研究了具有RSO相互作用的锯齿形纳米带模型。我们发现，RSO相互作用解除了边带的准简并性，同时在实空间中引入了依赖于状态的自旋分离。垂直于带平面的平均磁化强度的计算表明，RSO可用于产生自旋极化电流。与内在的自旋轨道（ISO）相互作用提出存在于石墨烯的比较。
2009-05-08 cond-mat.mes-hall
Landau Levels and Quantum Hall Effect in Graphene Superlattices
我们表明，当石墨烯受到一个适当的一维外部周期势，额外的分支的无质量费米子产生几乎相同的电子-空穴交叉能量的原始狄拉克点的石墨烯。由于这些新的零能分支，电荷中性填充时的朗道能级变为4（2N+1）倍简并（N= 0，1，2，.，可由电势强度和周期性调节），其具有显示大小为4（2N+1）$e^2/h$的阶跃的相应霍尔电导率$σ_{xy}$。这些理论发现对于外部电势细节的变化是稳健的，并提供了石墨烯超晶格不寻常电子结构的可测量特征。
2009-07-24 cond-mat.mes-hall
Coulomb Interaction-Stabilized Isolated Narrow Bands with Chern Numbers $\mathcal{C} > 1$ in Twisted Rhombohedral Trilayer-Bilayer Graphene
本文提出 $θ\sim1.2^\circ$ 扭曲菱方三层–双层石墨烯作为场可调量子反常 Chern 绝缘体，通过自洽平均场计算证明库仑相互作用可稳定孤立窄化的 $\mathcal{C}=2,3$ 拓扑能带。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological flat bands in rhombohedral tetralayer and multilayer graphene on hexagonal boron nitride moire superlattices
研究了菱面体四层及多层石墨烯在六方氮化硼莫尔超晶格上的拓扑平带，发现其带宽可通过电场和扭转角调控，且具有非零谷陈数，与层数成正比。
2023-04-25 cond-mat.mes-hall
The two-dimensional Brillouin zone of uniaxially strained graphene
我们提出了一个深入的分析单轴应变石墨烯的电子和振动能带结构的从头计算。根据应变的方向和大小，费米交叉点远离$K$点。然而，石墨烯在小应变下保持半金属。在$K$点附近的狄拉克锥的变形引起二维拉曼模式的加宽。尽管在电子和振动能带结构的应变引起的频率偏移的拉曼活性E2g和2D模式的具体变化是独立的应变的方向。因此，应变的量可以直接从单个拉曼测量确定。
2009-08-06 cond-mat.mes-hall
Feature-Rich Magnetic Quantization in Sliding Bilayer Graphenes
基于不同子晶格的子包络函数，建立了广义紧束缚模型来研究滑动双层石墨烯中的磁量子化。两个石墨烯层的相对位移导致了Dirac-cone结构和抛物能带结构之间的剧烈转变，从而导致Landau能级在空间对称性、初始形成能、群间反交叉、态简并度和载流子-金属跃迁等方面的剧烈变化.存在三种类型的LL，即，表现良好的、扰动的和未定义的LL，其特征分别在于特定模式、主模式加侧模式和无序模式。这样的LLS清楚地显示在不同的磁光选择规则。特别地，未定义的LLS在依赖于场的能谱中经常表现出群间反交叉，并且表现出大量的吸收峰，而没有光学选择规则。
2014-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An accurate tight binding model for twisted bilayer graphene describes topological flat bands without geometric relaxation
作者开发了精确的局部环境紧束缚模型（LETB）拟合DFT参数，发现扭曲双层石墨烯的魔幻角降至约0.99°，并证明无需晶格弛豫即可在孤立平带中涌现脆弱拓扑。
2021-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Lamb shift of the Dirac cone of graphene
电磁真空的涨落是自然界量子结构最有力的表现之一。它们对石墨烯的狄拉克电子的影响被认为会引起一些壮观的纯量子现象，如卡西米尔效应和阿哈拉诺夫-玻姆效应。在这项工作中，我们证明，通过使用第一性原理的方法，石墨烯的狄拉克锥也受到了相当大的兰姆shift.We表明，微观电子电流流动的石墨烯平面耦合有效地与真空波动引起的电子能级（高达4毫电子伏）和速度的重整化。这种兰姆位移比孤立碳原子的预测值大一个数量级。
2016-06-07 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect, Screening and Layer-Polarized Insulating States in Twisted Bilayer Graphene
我们研究了双栅扭曲双层石墨烯中的电子输运。尽管层之间的亚纳米接近，我们确定独立的贡献，从石墨烯朗道能级光谱的每一层的磁阻。我们证明，每一层的填充因子可以独立地控制通过双栅极，我们用它来诱导层之间的朗道能级交叉。通过分析朗道能级交叉的栅极依赖性，我们表征了有限的层间屏蔽，并提取原子间隔层之间的电容。在零填充因子下，我们观察到依赖于磁场和位移场的绝缘态，这表明存在层间耦合的反向传播边缘态。
2011-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron-hole asymmetry and band gaps of commensurate double moire patterns in twisted bilayer graphene on hexagonal boron nitride
在几乎对齐的六方氮化硼（BN）衬底上的扭曲双层石墨烯（tBG）中观察到的自发轨道磁性建立在由组合的G/G和G/BN双莫尔界面产生的电子结构之上。在这里，我们表明，tBG/BN相称的双莫尔图案可以分为两种类型，每一个有利于缩小的导带或价带的平均，并获得作为层间滑动矢量和电场的函数的频带的演变。有限谷陈数$\pm 1$被发现在一个广泛的参数空间范围内时，莫尔带是通过间隙隔离，而与平坦带相关联的局部态密度弱的BN基板总是集中周围的AA堆叠区域的tBG的影响。通过计算魔角附近扭曲双层石墨烯的光学电导率作为载流子密度的函数，我们说明了BN衬底对特别明显的电子-空穴非对称能带结构的影响。对应于其他$N$ -多个相称的莫尔周期比的能带结构表明，对于tBG角$θ\lesssim 1^{\circ}$，可以实现窄宽度$W \lesssim 30$ meV隔离的折叠带束。
2020-12-03 cond-mat.mes-hall
Minimal conductivity, topological Berry winding and duality in three-band semimetals
随着石墨烯的发现，无质量相对论量子粒子的物理学最近出现在固体的电子性质中。围绕两个能带的偶然交叉，电子激发描述的外尔方程最初导出的超相对论粒子。类似的三带和四带半金属最近在二维和三维中被发现。石墨烯的显著特征之一是通过拓扑Berry缠绕表征能带交叉，导致异常量子霍尔效应，以及在能带交叉处的有限最小电导率，而电子密度消失。在这里，我们表明，这两个属性是密切相关的：这一结果铺平了道路，直接测量的拓扑性质的半金属。通过考虑三带半金属与一个平面带在二维，我们发现，只有少数支持拓扑Berry相。相同的半金属是唯一在能带交叉处显示非零最小电导率的半金属。最小电导率和拓扑鲁棒性的存在源于底层晶格的性质，这些性质不是由其布洛赫哈密顿量的对称性编码的，而是由对偶性编码的。
2015-03-13 cond-mat.mes-hall
Pseudo-zero-mode Landau levels and pseudospin waves in bilayer graphene
在磁场中的双层石墨烯支持八个零能量朗道能级，随着可调带隙的发展，这些朗道能级演变成由带隙分开的两个近简并的四重态。一个密切关注的性质，这样一个孤立的四重态的伪零模能级在半填充的存在下，在一个平面内的电场和库仑相互作用。伪零模水平原来支持，通过轨道混合，电荷载流子与诱导的电偶极矩，这导致特征集体激发，pseudosin波，具有一些可控的功能，可能的实验信号进行了讨论。
2009-12-11 cond-mat.mes-hall
Optimizing superlattice bilayer graphene for a fractional Chern insulator
本文通过计算三角和方形超晶格下双层石墨烯的能带结构与量子几何，确定了优化分数量子陈绝缘体稳定性的参数区间，为实验实现FCI提供指导。
2025-05-08 cond-mat.mes-hall
Coupled plasmon - phonon excitations in extrinsic monolayer graphene
最近在冻结晶格的{ \it ab initio}计算中发现了非本征（掺杂或门控）单层石墨烯中声学等离子体的存在[M. Pisarra { \it等人}，arXiv：1306.6273，2013]。通过{ \em full-dynamic}密度泛函微扰理论方法，我们证明了声等离子体激元模式与晶格振动的强耦合。因此，石墨烯中的声学等离子体激元不作为孤立的激发而存在，而是结合到组合的等离子体激元-声子模式中。我们表明，耦合提供了一种机制，电子和离子子系统之间的{ \em双向}能量交换，从根本上说，以及实际上，重要的影响晶格冷却和加热的电子在石墨烯。
2013-10-10 cond-mat.mes-hall
Tunable Non-Equilibrium Magic and Minimum Twist Angles in AA-Stacked Twisted Multilayer Graphene
本文发现在圆偏振光下AA堆叠扭曲多层石墨烯中可形成非平衡魔角处的孤立拓扑平准能带，且施加位移场能进一步调谐能带平坦度，为探索Floquet驱动现象开辟新途径。
2025-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Generalized Hamiltonian for Kekulé graphene and the emergence of valley-cooperative Klein tunneling
我们引入了一个广义的哈密顿量，不仅描述了所有的拓扑相实验观察到的Kekulé石墨烯（KekGr），但也预测新的。这些阶段显示的功能，如二次带交叉点，谷分裂，或交叉的导带，通常诱导Rashba自旋轨道相互作用或塞曼场。KekGr中的电子表现为狄拉克费米子，并遵循伪相对论色散关系，费米速度，静止质量和谷依赖性自门。通过调节这些参数，可以诱导拓扑相之间的转变。该模型被应用于研究KekGr $pn$结的电流流动证明了一种新的合作传输现象，克莱因隧道去随着谷翻转。这些结充当大质量狄拉克费米子的完美过滤器和偏振器，这是谷电子学的基本器件。KekGr中过多的不同拓扑相也可能有助于建立自旋电子学现象。
2021-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bound States in Nanoscale Graphene Quantum Dots in a Continuous Graphene Sheet
人们已经做了大量的努力来在石墨烯单层中捕获无质量的狄拉克费米子，但是到目前为止，在连续的石墨烯片中仅实现了准束缚态。在这里，我们演示了在连续的石墨烯片中实现纳米级石墨烯量子点（GQD）的束缚态。GQD通过圆形边界与周围的连续石墨烯片电子隔离，所述圆形边界由石墨烯和衬底之间的强耦合产生。通过使用扫描隧道显微镜（STM），我们观察到单电子充电状态的GQD，被视为库仑振荡的隧道电导。通过调节STM针尖-样品距离，观察到GQD的单电子隧穿在库仑阻塞区和库仑阶梯区之间的演化。局部电子密度的空间图揭示了GQD内部的同心环，每个环对应于隧穿光谱的单个库仑振荡。这些结果明确地表明，电子被完全捕获在纳米级GQD内。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall
Superlattice-induced insulating states and valley-protected orbits in twisted bilayer graphene
扭曲双层石墨烯（TwBLG）是最简单的范德华异质结构之一，但它产生了一个复杂的电子系统，具有复杂的相互作用之间的摩尔物理和层间杂化效应。我们报告的高迁移率小角度TwBLG设备的电子输运测量显示在超晶格带边缘的绝缘状态的明确证据，与热激活间隙比理论预测的大几倍。此外，Shubnikov-de Haas振荡和紧束缚计算表明，能带结构由两个相交的费米轮廓，其交叉点是有效的未杂化。我们将此归因于大于莫尔波矢的动量转移的指数抑制层间跳跃振幅。
2016-07-18 cond-mat.mes-hall
Topological flat bands without magic angles in massive twisted bilayer graphenes
扭曲的双层石墨烯（TBG）主机几乎平坦的带与几个meV的窄带宽在某些{ \em魔术}扭曲角。在这里，我们表明，在扭曲的带隙狄拉克材料双层，或大量扭曲双层石墨烯（MTBG），孤立的近平坦带低于阈值带宽$W_c$预计连续小扭曲角高达临界$θ_c$取决于原始带的平坦度和层间耦合强度。对于具有$\sim 2$ eV的本征带隙的扭曲狄拉克材料的$θ\lesssim 3^{\circ} $，预期$W \lesssim $ 30 meV的窄带宽，其在带隙的过渡金属二硫属化物（TMDC）、碳化硅（SiC）等的单层中实现，并且在带隙为$\sim 5$ eV的六方氮化硼（BN）中实现甚至更窄的带宽，而具有几十meV的较小带隙的扭曲石墨烯系统，例如由于与六方氮化硼对准，在带宽演变中显示魔角行为的痕迹。孤立莫尔带的有限谷陈数的相图随着亚晶格选择性层间隧穿参数之间的差异的增加而扩展。用于带间光学跃迁的谷对比圆二色性在$0^{\circ}$附近是建设性的，在$60^{\circ}$对准附近是破坏性的，并且可以通过电场和微型谷的栅极驱动偏振来调谐。结合大量的狄拉克材料与各种本征隙，费米速度，层间隧穿强度表明乐观的前景增加$θ_c$和实现大的$U/W$有效相互作用与带宽比的关联态。
2019-10-19 cond-mat.mes-hall
Experimental evidence for direct insulator-quantum Hall transition in multi-layer graphene
我们对多层石墨烯薄片进行了磁输运测量。在交叉磁场Bc处，在所测量的纵向电阻率中观察到一个近似与温度无关的点，该点归因于直接绝缘体-量子霍尔（I-QH）转变。通过分析磁电阻振荡的幅度，我们能够测量我们的设备的量子迁移率。发现在I-QH直接跃迁时，量子迁移率与的乘积约为0.37，远小于1。相反，在Bc处，纵向电阻率接近霍尔电阻率，即，经典迁移率和交叉场的乘积约为1。因此，我们的研究结果表明，不同的迁移率需要引入的直接I-QH过渡中观察到的多层石墨烯。结合现有的实验结果，在各种材料系统中，我们在石墨烯上获得的数据表明，直接I-QH跃迁是一个普遍的效果在2D。
2013-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Coherent destruction of tunneling in graphene irradiated by elliptically polarized lasers
从Floquet理论出发，对石墨烯的光致跃迁几率进行了理论研究。传导带的人口计算强烈，周期性驱动的石墨烯片下的线性，圆形和椭圆偏振。激发态准粒子的动量谱特征与Floquet准能级的避免交叉直接相关。特别是，椭圆率和强度的激光激发上的避免交叉结构-和由此产生的跃迁概率-的影响进行了研究。结果表明，椭圆率提供了一个额外的控制参数的现象，在石墨烯中的隧穿相干破坏，允许一个选择性地抑制多光子共振。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Effects of long-range disorder and electronic interactions on the optical properties of graphene quantum dots
我们从理论上研究了长程无序和电子-电子相互作用对由多达10806个原子组成的六角扶手椅型石墨烯量子点光学性质的影响。使用紧束缚，平均场Hubbard和配置相互作用方法的组合进行数值计算。石墨烯量子点中的缺陷被建模为长程随机势场，从而产生电子-空穴水坑。我们发现，当电子-空穴水坑存在时，紧束缚方法给出的低能吸收谱的平均场和组态相互作用的计算结果相比，一个穷人的描述。随着石墨烯量子点尺寸的增大，在吸收光谱中可以观察到普遍的光学电导率极限。当存在无序时，计算的吸收光谱接近孤立单层石墨烯片的实验结果。
2017-02-05 cond-mat.mes-hall
Spin Peltier effect in graphene
Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学理论科学研究所）；Waseda Institute for Advanced Study, Waseda University（早稻田大学高等研究院）；CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学拓扑量子计算卓越创新中心）；Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子能研究开发机构先进科学研究中心）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所新兴物质科学研究中心）
本文研究了石墨烯与铁磁绝缘体异质结构中的反磁效应，通过微观形式主义分析了石墨烯中的自旋积累如何导致结处的温度差，并展示了外部磁场下石墨烯电子能级量子化对自旋翻转散射通道的影响，揭示了自旋驱动热效应的理论框架。
2026-05-20 cond-mat.mes-hall
Landau level spectra and the quantum Hall effect of multilayer graphene
在有效质量近似下，研究了多层石墨烯的朗道能级谱和量子霍尔效应。低能有效质量哈密顿量可以部分对角化为近似的块对角形式，每个对角块贡献抛物带，除了在奇数层的多层中，用于描述具有线性色散的Dirac类带的额外块。我们充分包括带参数，并考虑到晶格的对称性，我们分析其对块对角哈密顿量的影响。下一个最近的层耦合被证明是特别重要的，在确定的低能量谱和量子霍尔电导率的相图，通过引起的能量转移，水平反交叉，和谷分裂的低洼朗道水平。
2011-05-02 cond-mat.mes-hall
Selective nonresonant excitation of vibrational modes in suspended graphene via vibron-plasmon interaction
我们从理论上研究了掺杂的石墨烯带悬挂在一个沟槽，并受到垂直于石墨烯平面极化的交流电场。在这样的系统中，外部ac场经由隔离的石墨烯片中的等离子体激元振荡耦合到相对慢的机械振动。我们表明，电场产生的机械模式的有效泵浦。结果表明，在欠阻尼等离子体振荡的情况下，力学振荡和等离子体振荡出现了一种特殊的几何共振。也就是说，当机械模式的波数与等离子体波的波数非常一致时，泵浦效率显著增加。泵浦强度随模式波数的增加而增加。尽管驱动场是均匀的，但这种现象允许不同机械模式的选择性致动。
2015-06-11 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect Measurement of Spin-Orbit Coupling Strengths in Ultraclean Bilayer Graphene/WSe2 Heterostructures
我们研究了双层石墨烯/少层WSe 2异质结器件中邻近诱导的自旋轨道耦合（SOC）。接触模式原子力显微镜（AFM）清洁产生超清洁界面和高迁移率器件。在垂直磁场中，通过测量量子霍尔效应确定了面外Ising和面内Rashba SOC的Landau能级结构.当采用双栅极独立调节电荷密度和位移场时，会出现明显的Landau能级交叉图案，这源于层选择性SOC邻近效应.通过分析朗道能级交叉点和测量的朗道能级间能隙，得到了邻近诱导的SOC能量尺度。Ising SOC为~ 2.2 meV，比石墨烯中的本征SOC高100倍，而其符号与预测SOC依赖于层间扭转角的理论一致。Rashba SOC约为15 meV。最后，我们推断了朗道能级间库仑相互作用对磁场的依赖性。这些超净双层石墨烯/WSe 2异质结构提供了一个高迁移率的系统，有可能实现新的拓扑电子状态和操纵纳米结构中的自旋。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
