Electronic and Magnetic Properties of Graphite Quantum Dots
在紧束缚模型的最近邻近似下，研究了石墨多层量子点的电磁性质。我们计算了系统的电子态密度和轨道磁化率随费米能级位置的变化。我们证明了MQD的性质强烈依赖于系统的形状，层的奇偶性和集群边缘的形式。特别强调了石墨烯单层量子点的新特性。最有趣的结果是在近零能量下得到的三角形锯齿边MQD。在尺寸量子化的能隙区域内的狄拉克点处观察到不对称的涂抹多峰特征，其中单层石墨烯薄片表现出高度简并的零能态。由边缘局域电子态提供的这一特征导致了作为能量函数的抗磁轨道磁化率中的飞溅小波行为。
2015-01-16 cond-mat.mes-hall
New Scanning Tunneling Microscopy Technique Enables Systematic Study of the Unique Electronic Transition from Graphite to Graphene
一系列的测量，使用一种新的技术，称为静电操纵扫描隧道显微镜进行了高度取向热解石墨（HOPG）表面。STM针尖和样品之间的静电相互作用可以被调节以产生HOPG表面的可逆和不可逆的大规模垂直运动。在这种影响下，原子分辨率的STM图像显示，连续的电子重建过渡从三角对称，其中只有交替的原子成像，蜂窝结构可以系统地控制。第一性原理计算表明，这种转变可能与石墨顶层相对于体块的垂直位移有关。详细的能带结构的分析预测，从抛物线到线性带的过渡后，发生0.09 nm的位移的顶层。
2015-01-29 cond-mat.mes-hall
Electron localization, charge redistribution, and emergence of topological states at graphite junctions
University of Bath（巴斯大学）
研究石墨半晶体接合处的电子特性，发现局域电子态普遍存在， rhombohedral 半晶体系统支持预期的平板带，扩展了纯 Bernal 系统的物理现象。
2026-04-13 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of interfaces between hexagonal and rhombohedral graphite
计算了六方石墨和菱方石墨界面的电子结构，包括能带、带量和局域态密度。采用全势局域轨道程序（FPLO）和密度泛函理论的广义梯度近似（GGA）。这两个现有的界面结构主机（本地化）的界面带，这是位于周围的K点的布里渊区，并在费米能量的LDOS引起强峰。费米能附近的所有界面带都位于单体（具有悬挂$p_z$键的单个原子），而0.5 eV附近的界面带属于$p_z$键合的三聚体，这些三聚体由界面产生，并且在两个相邻的本体物质中没有发现。在界面的（AB）侧也存在界面带，其类似于（AB）石墨中的堆垛层错附近的界面态之一。
2016-06-08 cond-mat.mes-hall
Mixing of surface and bulk electronic states at a graphite-hexagonal boron nitride interface
该研究发现石墨与取向对齐的六方氮化硼界面的超晶格势可调控石墨的三维电子态，观测到近表面态的利夫希茨转变、布朗-扎克振荡及体相的霍夫施塔特蝴蝶分形态，为用二维扭转电子学调控三维能谱开辟了新方向。
2022-11-29 cond-mat.mes-hall
Proving weak electronic interaction between molecules and substrate: a study of pentacene monolayer on graphite
本研究利用低能角分辨光电子能谱和Fano光谱分析，证明了并五苯单层与石墨表面间存在弱电子相互作用，揭示了弱结合界面处波函数的重叠现象。
2023-05-17 cond-mat.mes-hall
Perpendicular electronic transport and moiré-induced resonance in twisted interfaces of three-dimensional graphite
本研究利用有效连续介质模型和递归格林函数方法计算了扭曲三维石墨ite的垂直电导率，发现低扭转角下的非单调行为源于体态与界面态间的 Fano 共振，并成功重现了高角区域的实验电导峰。
2023-10-25 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of stacking faults in Bernal graphite
本研究利用含全部Slonczewski-Weiss-McClure参数的石墨紧束缚模型，计算Bernal石墨堆垛层错的二维电子态能谱，发现其能带具菱方三层石墨烯特征，费米面为三空穴圆锥色散口袋且狄拉克点在费米能级之上，其量子振荡频率和回旋质量与体相不同，可通过量子输运等测量识别。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall
Effects of Electron-Electron Interactions on Electronic Raman Scattering of Graphite in High Magnetic Fields
本文报道了在沿c轴方向施加高达45 T的强磁场中，石墨的电子拉曼散射光谱中出现强烈的温度依赖性、非对称性谱线。磁场使平面内运动量化，而平面外运动保持自由，从而有效地将系统维度从三个减少到一个。光学产生的电子-空穴对与最低朗道子带中的一维费米海相互作用，或动摇。基于Tomonaga-Luttinger液体理论，我们证明了相互作用效应在零温度下将van Hove奇异性修改为$(ω-Δ)^{2α-1/2}$的形式。在有限的温度下，我们预测的热展宽因子随温度线性增加。我们的模型再现了所观察到的温度依赖性线形，确定$α$在40 T时为$\sim$ 0.05。
2013-04-19 cond-mat.mes-hall
Effect of a tilted magnetic field on the orientation of Wigner crystals
考虑到量子阱在$z$ -方向上的宽度，我们研究了倾斜磁场对维格纳晶体取向的影响。结果表明，电子晶体的结合能在平行于面内场的$[110]$方向上总是较低的。在实际样品中，当磁场垂直于量子阱时，在电子固体中形成畴结构，并且每个畴随机取向。当磁场倾斜一个角度时，电子晶体倾向于沿着由面内磁场确定的优选方向排列。对于更宽的量子阱以及更大的倾斜角，取向稳定性得到加强。讨论了倾斜场对电子固体中输运性质的可能影响。
2005-01-10 cond-mat.mes-hall
Localized Distributions of Quasi Two-Dimensional Electronic States near Defects Artificially Created at Graphite Surfaces in Magnetic Fields
用扫描隧道谱（STS）测量了强磁场下高取向热解石墨（HOPG）表面由Ar离子溅射产生的准二维电子系统（2DES）缺陷附近的局域态密度。在朗道能级谱的谷能量处，我们发现了两个典型的局域分布的2DES依赖于缺陷。这些是在以前的STS工作中在点缺陷附近的HOPG表面上没有观察到的新类型的分布[Y。新实\textit{et al} .，物理修订版信函{ \bf 97}，236804（2006）.]。随着能量的增加，我们观察到从局域分布逐渐转变为扩展的整数量子霍尔态的预期。我们表明，缺陷的潜在深度是负责的两个本地化的分布与理论计算比较。
2009-01-14 cond-mat.mes-hall
Localized electronic states at grain boundaries on the surface of graphene and graphite
石墨烯和其他2D材料的大规模合成的最新进展强调了诸如位错和晶界（GB）的局部缺陷的重要性，特别是它们改变材料的电子性质的趋势。了解多晶形态如何影响电子特性对于开发柔性电子、能量收集设备或传感器等应用至关重要。在这里，我们报告原子尺度上的几个GB的表征和在其附近的本地化的电子状态的结构依赖性。利用低温扫描隧道显微镜（STM）和光谱学（STS），结合紧束缚和从头算数值模拟，我们研究了石墨表面的GBs，阐明了局域态密度（LDOS）与其原子结构之间的联系.我们表明，这些GB的电子指纹由明显的共振，这取决于相邻微晶的相对取向，出现在电子侧的光谱或作为一个电子-空穴对称的双峰接近电荷中性点。这两种类型的光谱特征将非常不同地影响输运性质，允许在不对称的情况下引入输运各向异性，其可以用于设计新颖的生长和制造策略以控制器件性能。
2016-08-01 cond-mat.mes-hall
Zone-resolved photoelectronic scoping of the local bonding and electronic dynamics at the graphite skin with and without atomic vacancy and the associated graphene edge states
区带分辨光电子能谱学（ZPS）使我们能够获得局域的定量信息，从而证实了我们对有和无原子空位缺陷的石墨表面成键和电子动力学的理论预期。ZPS研究显示：i）孤立碳原子的1 s能级位于282.57 eV处，在金刚石块体形成时，其深移1.32 eV; ii）与块体金刚石中的C-C键相比，石墨表面键收缩18%，能量增加165%;表面C 1 s能量从孤立碳原子的1 s能级深移2.08 eV;缺陷键短约26%，强约215%，结合能位移约2.85 eV.当空位形成时，在C1 s能级以下1.28eV处出现一个极化峰。结合扫描隧道显微镜/光谱观测和密度泛函理论计算，ZPS测量首次阐明了原子空位或石墨烯锯齿形边缘处的石墨Dirac-Fermi极化子是由欠配位诱导的局部致密化和成键电子的量子俘获引起的未成对悬挂键电子的极化引起的.
2011-09-19 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of lattice relaxed alternating twist tNG-multilayer graphene: from few layers to bulk AT-graphite
我们计算了AA'AA'的电子结构... N = 3、4、5、6、8、10、20层的堆叠交替扭转N层（tNG）石墨烯和其中晶格弛豫通过分子动力学模拟建模的本体交替扭转（AT）石墨系统。我们表明，对称AA'AA'.在所有层间滑动几何形状中，对于逐渐增加的层直到N=6，堆叠是能量上优选的。晶格弛豫增强电子-空穴的不对称性，并减少魔角相对于计算与固定的隧穿强度，我们量化从几层到散装AT-石墨。在没有垂直电场的情况下，最大魔角平带态位于最大本征值本征态的中间附近，而魔角较小时，密度重新分布到外层，对应于一维链中的高阶有效双层。在垂直电场作用下，电子结构被重正化费米速度的$N$狄拉克带分裂为偶数-奇数带，N=4时存在带隙，而奇数层的狄拉克锥则保持在平带隙之间。从态密度最大值估计的魔角误差容限从t2 G中的$0.05^{\circ}$逐渐扩展到AT-石墨中的$0.2^{\circ}$，因此允许多层膜中的更大灵活性。通过与一维层链的本征值成比例的不同层间隧穿将tNG解耦为t2 G，允许将tNG多层带映射到周期性块状AT石墨在不同$k_z$值处的带上。我们还获得了量子霍尔制度的朗道能级态密度的磁场高达50 T，并确认存在的近平坦的带，我们可以通过在N > 3系统中施加电场开发抑制态密度的间隙区域。
2022-06-19 cond-mat.mes-hall
Electronic Structure of Three-Dimensional Superlattices Subject to Tilted Magnetic Fields
对倾斜磁场作用下单向周期调制三维结构中电子运动的完整量子力学描述需要大量的数值计算。为了理解这种系统中的磁振荡，在许多情况下使用准经典方法就足够了，在这种方法中，零磁场费米面被认为是k空间中与磁场无关的刚体，振荡周期与费米面被垂直于磁场方向的平面切割的极值截面有关。我们指出的情况下，准经典的治疗失败，并提出了一个简单的紧束缚全量子力学模型的超晶格电子结构。
2005-02-25 cond-mat.mes-hall
Electronic transport properties of a tilted graphene pn junction
通过使用倾斜的PN结可以实现石墨烯中电流的空间操纵。我们通过数值模拟表明，在这些条件下可以观察到伪霍尔效应（即非平衡电荷和电流密度沿着石墨烯带的一侧积累）。倾斜角和pn跃迁长度是调节这种效应强度的两个关键参数。这种现象可以通过射线分析使用经典轨迹来解释，因此对无序相对鲁棒。最后，我们提出并模拟了一个三端设备，允许直接实验访问所提出的效果。
2009-10-03 cond-mat.mes-hall
Identification of graphite with perfect rhombohedral stacking by electronic Raman scattering
Hungarian Research Network, Centre for Energy Research, Institute of Technical Physics and Materials Science（匈牙利研究网络，能源研究中心，技术物理与材料科学研究所）；Centre of Low Temperature Physics, Institute of Experimental Physics, Slovak Academy of Sciences（低温物理中心，实验物理研究所，斯洛伐克科学院）；Department of Physics, Institute of Physics, Budapest University of Technology and Economics（物理系，物理研究所，布达佩斯技术与经济大学）；Institute of Physics, Pavol Jozef Šafárik University in Košice（物理研究所，科希策帕沃尔·约瑟夫·沙法里克大学）
通过电子拉曼散射技术识别石墨中无缺陷的菱形堆叠结构，为研究强相关电子现象提供新方法。
2026-01-08 cond-mat.mes-hall
Relaxation of moiré patterns for slightly misaligned identical lattices: graphene on graphite
通过大尺度原子模拟研究了原子弛豫对扭曲石墨和双层石墨中莫尔条纹结构的影响。重建的结构可以被描述为一个超晶格的“热点”与旋涡状行为的平面内原子位移和增加的平面外位移与角度减小。这些晶格畸变影响标量势和矢量势以及由此产生的电子性质。在低取向差角（< $\sim$ 1 $^\circ$）下，优化的结构显著偏离在电子性质的计算中经常假设的正弦调制。所提出的结构可以通过扫描探针显微镜测量来验证。
2015-03-09 cond-mat.mes-hall
Cyclotron motion in the vicinity of a Lifshitz transition in graphite
用磁吸收实验研究了具有三角弯曲带的模型（半）金属石墨，并将其看作是一个处于Lifshitz跃迁附近的电子系统。已观察到多达20个回旋共振谐波的特征图案。这些大量的共振，它们的相对强度和特征形状，在动量空间的分界线附近追踪了电子态的普适性质。量子力学微扰方法与三角形翘曲项很难描述的数据，另一方面，相当好地再现内的准经典的方法和传统的能带结构模型。与双层石墨烯类似的系统相比，石墨中保留了三角对称性。
2011-11-22 cond-mat.mes-hall
Electronic band structure in $n$-type GaAs/AlGaAs wide quantum wells in tilted magnetic field
在$T$ =（20 - 500）mK下，用非接触声学方法测量了宽量子阱（75 nm）n-AlGaAs/GaAs结构中交流电导率实部$σ_1$在磁场中的振荡.在宽量子阱中，电子能带结构与两个子带电子谱相关联，即由于电子的静电排斥而形成的对称（S）和反对称（AS）子带。在实验中观察到的倾斜磁场中的振荡幅度的变化是由于不同子带（S和AS）的朗道能级在费米能级处的交叉引起的。在这项工作中开发的理论表明，这些交叉是由在S和AS子带的回旋能量的差异引起的面内磁场。
2019-09-02 cond-mat.mes-hall
Electronic structure and physical properties of 13C carbon composite
本文综述了石墨及其复合材料在科学技术中的应用。结构和电性能，因此生产高强度人造石墨的技术方面和其破坏的动力学被认为是。这些类型的石墨传统上用于核工业。作者主要研究了碳同位素13 C基石墨复合材料的性能。本文以原有的研究成果为基础，着重介绍石墨材料在现代核物理和核科学及其技术应用中的应用和检验的实际问题。作者翻译自Zhmurikov E.I.的俄文专著第5章，Bubnenkov I.A.，Pokrovsky A.S.等. Graphite in Science and Nuclear Technique eprint arXiv：1307.1869，07/2013（BC 2013arXiv 1307.1869Z
2015-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonintrinsic origin of the magnetic-field-induced metal-insulator and electronic phase transitions in graphite
对厚度为25 $μ$ m ~ 23 μ m的高取向热解石墨块体和微晶片样品的详细磁电阻研究表明，通常观察到的场致金属-绝缘体和电子相变在较薄的样品中消失了。所观察到的抑制是伴随着数量级的减少的磁阻和Shubnikov-de-Haas振荡的振幅。的整体行为是有关的石墨样品中存在的相同和不同的堆叠顺序的结晶区域之间的二维界面的数量的减少。我们的研究结果表明，这些场诱导的转变是不固有的理想石墨结构，因此，相关部分的出版的解释应重新考虑。
2019-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic correlations in graphite and carbon nanotubes from Auger spectroscopy
通过测量石墨和单壁碳纳米管的俄歇谱，并基于扩展的Cini-Sawatzky方法进行新的理论分析，确定了石墨和单壁碳纳米管中的屏蔽库仑排斥。实验的线型是非常好地再现的理论，这使得可以确定的值之间的屏蔽的现场排斥$2p$状态，这是发现在石墨和4.6 eV的纳米管中为2.1 eV。后者是鲁棒的，通过改变纳米管半径从1到2纳米。
2007-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
High thermoelectric performance of graphite nanofibers
石墨纳米纤维（GNF）已被证明是一种很有前途的材料，用于电子设备中的储氢和热管理。在这里，通过第一性原理和输运模拟，我们表明，GNF也可以是一个很好的热电应用材料，这要归功于层间弱范德华相互作用，诱导低热导率和台阶状的形状，在电子传输与微间隙，这是必要的成分，以实现高热电性能。该研究揭示了石墨层垂直于纤维轴的片状形式的GNF可以表现出优异的热电性能，在直径为0.5 nm的纤维中，ZT值达到3.55，对于直径为1.1 nm的纤维，ZT值达到1.1。有趣的是，通过引入14C同位素掺杂，ZT甚至可以提高到5以上，如果我们考虑有限声子平均自由程的影响，则可以提高到8以上，这表明了GNF的惊人的热电潜力。
2017-09-13 cond-mat.mes-hall
Landau Quantization in Graphene Monolayer, Bernal Bilayer, and Bernal Trilayer on Graphite Surface
用扫描隧道显微镜和光谱学研究了从石墨表面退耦的电子性质。我们发现，它是可能的，以识别去耦石墨烯单层，Bernal双层，和Bernal三层在石墨表面根据其隧道谱在高磁场。退耦单层和双层分别表现出无质量和有质量狄拉克费米子的朗道量子化。衬底产生一个相当大的带隙，~35 meV，在Bernal双层，因此，在电荷中性点的八倍简并朗道能级分裂成两个谷极化的四重态极化的每一层上。在退耦的Bernal三层中，我们发现有质量和无质量的Dirac费米子共存，其低能能带结构可以很好地用最近邻层内和层间跳跃参数来描述.在三层中观察到无质量狄拉克费米子的费米速度和有质量狄拉克费米子的有效质量之间的强相关性。我们的结果表明，石墨表面提供了一个天然的理想平台，探测石墨烯层的电子光谱。
2015-01-07 cond-mat.mes-hall
Electronic and optical properties of graphite-related systems
本文对AA-、AB-和ABC-堆积石墨作了系统的评述。本文采用广义紧束缚模型，结合有效质量近似和Kubo公式，研究了均匀磁场存在和不存在时的电子和光学性质.不寻常的电子性质包括堆叠依赖的Dirac-cone结构，沿堆叠方向的显着能量宽度，朗道子带（LS）交叉费米能级，$B_0$依赖的LS能谱的交叉和反交叉，单层或双层的朗道波函数。在态密度和光谱中存在着由组态产生的特殊结构。三种石墨的光散射激发通道在吸收峰的数目、频率、强度和结构等方面存在很大差异。空间交叉体现了石墨和石墨烯的主要异同，量子限域丰富了碳纳米管和石墨烯纳米带中的磁量子化现象。层间原子相互作用、尺度和磁量子化之间的合作/竞争关系是导致其多样性本质的原因。部分理论预测与实验测量结果一致。
2017-05-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Scanning Tunneling Spectroscopy of Graphene on Graphite
我们报告低温高磁场扫描隧道显微镜和光谱的石墨烯片上的石墨，表现出的结构和电子性能的石墨烯从衬底去耦。在隧穿光谱中的明显的峰随着揭示朗道能级序列的场而发展，该朗道能级序列提供了识别石墨烯并确定其与衬底的耦合程度的直接方法。费米速度和准粒子寿命，从峰的位置和宽度，提供访问的电子-声子和电子-电子相互作用。
2009-06-11 cond-mat.mes-hall
Floquet spectrum and electronic transitions of tilted anisotropic Dirac materials under electromagnetic radiation: monodromy matrix approach
本文分析了倾斜各向异性狄拉克材料在线极化和圆极化电磁场作用下的准能谱和价带到导带跃迁几率。通过对任意强电磁场的Floquet定理，从薛定谔方程的单值矩阵数值计算了准能谱。在旋波近似下，我们推导出了一个类拉比公式来计算价电子到导带的跃迁时间。在强场区，作为动量分量的函数的光谱分成两个非常明显的区域。在第一个，位于狄拉克点附近，准光谱显着扭曲的领域，电子参数重整化的电子敷料。在第二种情况下，保留了自由载波频谱的所有特性。线性偏振光根据场偏振方向使光谱各向异性地变形。类狄拉克点围绕着原来的狄拉克点形成。相反，圆偏振光的准光谱在狄拉克点处呈现出间隙形成，并且具有椭圆对称性。我们表明，在对比的单光子共振跃迁的特点弱场制度，强场制度是由多光子共振为主。
2020-04-24 cond-mat.mes-hall
Strongly Anisotropic Electronic Transport at Landau Level Filling Factor $ν= 9/2$ and $ν= 5/2$ Under Tilted Magnetic Field
本文研究了面内磁场增加对二维电子系统朗道能级（$ν$ = 11/2，9/2，7/2和5/2）半充满态的影响。在$ν$ = 9/2和11/2的电各向异性相中，$\sim$ 1-2 T的面内磁场克服了其对晶格的初始钉扎并且{ \it重新取向}该相。在$ν$ = 5/2和7/2的初始各向同性相中，面内磁场{ \it诱导}强的电各向异性。在所有情况下，对于高面内场，高电阻轴平行于面内场的方向。
1999-03-10 cond-mat.mes-hall
Electronic excitations and electron-phonon coupling in bulk graphite through Raman scattering in high magnetic fields
我们利用偏振磁拉曼散射研究了石墨中的纯电子激发和电子-声子耦合。在4.2 K的温度和磁场高达28 T，我们观察$K$点电子激发涉及朗道带与$Δ|n|=0$和$Δ|n|=\pm2$，可以通过控制激发激光和散射光的角动量来选择。磁声子效应涉及$E_{2g}$光学声子和$K$点间朗道带电子激发与$Δ|n|=\pm1$内的模型，考虑到充分的$k_z$色散揭示和分析。这些极化分辨的结果解释的Slonczewski-Weiss-McClure（SWM）模型，直接允许量化的电子-空穴不对称性的框架。
2011-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic states at twist stacking faults in rhombohedral graphite
Institute of Physics, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院物理研究所）
研究揭示了菱形石墨中扭折堆叠缺陷导致的界面态调控机制，通过扭角调节莫尔周期性和拓扑性，实现几乎平坦带的形成及陈数的可调性。
2025-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Real-Space Imaging of Alternate Localization and Extension of Quasi Two-Dimensional Electronic States at Graphite Surfaces in Magnetic Fields
我们利用扫描隧道显微镜和光谱测量了高取向热解石墨（HOPG）表面点缺陷附近准二维（2D）电子系统的局域态密度（LDOS）。在非常低的温度和高磁场中拍摄的差分隧道电导图像显示了LDOS在朗道能级谱的谷和峰能量处的局部和扩展空间分布之间的明显对比。局域电子态在缺陷周围具有单个圆形分布，其半径与磁长度相当。局域LDOS与计算的二维单电子在磁场中库仑势中的波函数的空间分布符合得很好。
2006-12-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
High magnetic field induced charge density waves and sign reversal of the Hall coefficient in graphite
本文研究了高取向热解石墨准二维电子系统在强磁场作用下，在磁场中产生的电荷密度波和霍尔系数符号反转。在低温高磁场下，电荷密度波跃迁后，霍尔符号系数由负变正，表明类空穴准粒子在这种效应中起作用。随角变化的测量结果表明，电荷密度波跃迁和霍尔符号反转场遵循沿石墨c轴的磁场分量。
2010-06-06 cond-mat.mes-hall
Direct Visualization of Native Defects in Graphite and Their Effect on the Electronic Properties of Bernal-Stacked Bilayer Graphene
用于制备石墨烯基异质结构的石墨晶体通常被认为是无缺陷的。我们在这里报告扫描隧道显微镜的结果表明，石墨通常用于制备石墨烯器件可以包含大量的原生缺陷。表面的广泛扫描使我们能够确定原生缺陷的浓度为6.6 $\times$ 10 $^8$ cm $^{-2}$。我们进一步研究了这些本征缺陷对Bernal堆叠双层石墨烯电子性质的影响。我们观察到了门相关的谷内散射，并成功地将我们的实验结果与基于T矩阵的计算进行了比较，揭示了散射矢量分布中明显的载流子密度依赖性。我们还提出了一种用于评估短尺度散射的空间分布的技术。基于玻尔兹曼输运方程的理论分析预测，这里确定的稀释原生缺陷是一个重要的外部散射源，最终在低温下设置的迁移率。
2021-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional Landau levels in bulk graphite revealed by Raman spectroscopy
石墨在零磁场下的电子喇曼散射揭示了金属的无结构信号特征。当T<~100 K，B > 2 T时，观察到几个能量与磁场成线性关系的峰，并将其归因于从最低能量朗道能级（LL）到属于同一阶梯的激发态的跃迁。对于高（低）量子数，LL是等（不等）间隔的，这与石墨烯双层中发现的具有Berry相2π的大质量狄拉克费米子（m* = 0.033（2）m_e）的LL序列惊人地一致。这些结果提供了光谱证据，表明石墨烯多层膜最近揭示的许多非常规物理学也被块状石墨所共享。
2008-07-08 cond-mat.mes-hall
Scanning tunneling microscopy and spectroscopy of the electronic local density of states of graphite surfaces near monoatomic step edges
用扫描隧道显微镜（STM）和光谱（STS）技术测量了石墨表面单原子台阶边缘附近的电子局域态密度（LDOS）。台阶边缘包括锯齿形和扶手椅形边缘。STM数据显示，$(\sqrt{3} \times \sqrt{3}) R 30^{\circ}$和蜂窝状超结构共存的长度尺度为3-4 nm的两个边缘。通过与密度泛函推导的非正交紧束缚计算的比较，我们表明，共存是由于在石墨表面的两种类型的边缘轻微混合。在STS测量中，在Z字形边缘附近观察到在-100到-20 mV的负偏置电压下的LDOS中的明显峰，而在扶手椅边缘附近没有观察到这样的峰。我们得出结论，该峰对应于Fujita \textit{et al.} [J. Phys. Soc. Jpn. { \bf 65}，1920（1996）]中使用石墨烯带的紧束缚模型。我们的第一性原理计算也证实了边缘态只存在于锯齿形边缘。
2006-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Electronic and Optical Properties of [110]-Tilted InAs/GaAs Quantum Dot Stacks
利用数百万个原子的模拟研究了[110]倾斜量子点叠层的应变分布、电子结构和偏振分辨光学模式随叠层角的变化。我们的计算揭示了高度不对称的双轴应变分布的倾斜量子点，强烈影响孔波函数的限制，从而控制偏振响应。偏振度的计算值与现有的实验数据很好地吻合，预测了倾斜量子点的独特性质，即各向同性偏振响应可以从[110]和[-110]劈裂边缘$-$实现，这是传统[001]-量子点无法实现的特征。对极坐标图的详细研究进一步证实，倾斜量子点提供了一个额外的旋钮来微调它们的偏振特性。
2014-01-23 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Anisotropic strain effects in small-twist-angle graphene on graphite
原子多层膜中局部变化的晶格参数和各向异性晶格形变的直接实验探测是极具挑战性的。在这里，我们开发了一种新的结合数值/图形的方法来分析不规则莫尔超结构测量扫描隧道显微镜（STM）上的小扭曲角（$\sim$ 0.6 $^{\circ}$）石墨烯高度取向的热解石墨（gr/HOPG）。我们观察到扭曲的莫尔图案与空间变化的周期在退火gr/HOPG。通过STM观察到的莫尔周期的纳米级调制反映了具有晶格参数的各向异性变化的局部应变（和剪切）石墨烯。我们使用一个特定的算法的基础上的刚性格傅立叶方法，这是能够重建不规则和扭曲的莫尔条纹出现应变引起的晶格变形。我们的模型是通用的，可以用来研究不同的莫尔图案发生在二维范德华异质结构。此外，室温扫描隧道光谱测量显示狄拉克点处的电子态，位于莫尔山上，这显著增加了莫尔图案的表观反射率。测量的地形进行了比较，经典的分子动力学模拟。密度泛函理论（DFT）计算证实，AAB堆叠的三层区域本身可以贡献费米能级附近的电子态，与局域态密度中的测量峰值一致。此外，CMD计算揭示了方向相关的键交替（$\sim$ 0.5 $\%$）周围的堆叠区域，诱导的剪切应变，这可能会影响电子性质。
2019-08-26 cond-mat.mes-hall
Rhombohedral graphite junctions as a platform for continuous tuning between topologically trivial and non-trivial electronic phases
Department of Physics, University of Bath（巴斯大学物理系）
本文提出利用菱方石墨晶体结作为平台，通过滑动晶体实现拓扑平凡态与非平凡态之间的平滑转变，基于Su-Schrieffer-Heeger模型将拓扑态的出现与界面原子堆叠对称性相关联。
2026-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Effect of long-range structural corrugations on magnetotransport properties of phosphorene in tilted magnetic field
波纹是二维材料的一种固有性质，在决定其性能方面起着重要作用。本文研究了倾斜磁场作用下单层黑磷分子的结构波纹对电子和输运性质的影响。我们遵循微扰的方法来获得解析修正的朗道能级的光谱引起的长波长的量子势。研究表明，在倾斜磁场中，表面波纹对磷烯的电子光谱有不可忽略的影响。特别地，朗道能级显示出偏离线性场依赖性。观察到的效果变得特别明显，在大倾角和振幅。考虑到杂质散射的磁输运性质进一步研究在低温制度。我们计算了纵向磁电阻率和霍尔磁电阻率随磁场的变化关系，发现即使在中等磁场（\mbox{$B<10$ T}）下也可以观察到反映磁电阻率的非线性效应。
2017-08-28 cond-mat.mes-hall
Magnetoelectronic states of a monolayer graphite
本文采用Peierl紧束缚模型和能带Hamilton矩阵来计算单层石墨的磁电子结构。有许多平坦的朗道能级和一些振荡的朗道能级。低朗道能级能量的特征在于一个简单的关系，而不是其他。态简并在低能和高能分别为四重简并和双简并。能级间距随能级能量的增加先迅速减小后逐渐增大。电子性质的主要特征直接反映在态密度上。预测结果可以通过光谱学得到验证。
2007-06-01 cond-mat.mes-hall
MoS2: a Choice Substrate for Accessing and Tuning the Electronic Properties of Graphene
石墨烯研究和应用中的持久挑战之一是其载流子对外部扰动的极端敏感性，特别是由衬底引入的那些。迄今为止最好的可用基底，石墨和hBN，仍然存在局限性：石墨是金属的，不允许门控，而hBN和具有与石墨烯的晶格结构紧密匹配的晶格结构的石墨两者都可能导致显著的能带结构重构。在这里，我们表明，剥离的MoS 2的原子级光滑表面提供了对石墨烯的固有电子结构的访问，而没有这些缺点。使用扫描隧道显微镜和朗道能级光谱在一个设备配置，允许调整载流子浓度，我们发现，二硫化钼上的石墨烯是超平坦的生产长的平均自由程，同时避免能带结构重建。重要的是，可以通过用相对低的栅极电压改变费米能的位置来调谐MoS 2衬底的屏蔽。我们发现，费米能量从间隙的导带的边缘转移引起增强屏蔽和大幅度增加的平均自由程和准粒子寿命。因此，二硫化钼基板提供了独特的机会，以获得石墨烯的固有电子特性，并在原位研究屏蔽对电子-电子相互作用和传输的影响。
2014-09-18 cond-mat.mes-hall
Observation of Landau levels of Dirac fermions in graphite
单层和双层石墨（石墨烯）中的低能电子激发类似于量子相对论粒子，也称为狄拉克费米子（DF）。它们具有内部的自由度，手性，导致不寻常的朗道能级（LL）的能量序列在磁场和深刻地改变磁输运性质。结果之一是最近在单层和双层石墨烯中检测到的异常量子霍尔效应。然而，根本原因，不寻常的LL序列，从来没有观察到。在这里，我们报告的直接观察的LL DF的低温扫描隧道光谱（STS）的石墨表面上的字段高达12特斯拉。我们发现了无质量和大质量DF共存的证据，并确定了零能量LL，这是它们量子相对论性质的独特结果。令人惊讶的是，即使在层间耦合较弱的样品中，这些严格的二维性质也出现在块状石墨上。
2007-05-08 cond-mat.mes-hall
Tilted Klein tunneling across atomically sharp interfaces
尽管电子学和光学之间有许多相似之处，但电子在离散原子晶格上的跳跃引起能带的非抛物线性和各向异性。在过去的半个世纪里，这种效应对材料性质的重要影响及其与连续介质模型的结合受到了广泛的关注。在这里，我们预测存在不同的效果，由于跳跃的电子在原子尖锐的接口。对于一般晶格，它对输运的影响可能与能带非抛物性/各向异性同等重要，但不能纳入连续介质模型。在石墨烯的蜂窝晶格上，它导致了传统的克莱因隧道的崩溃-相对论粒子的奇异现象之一-以及倾斜克莱因隧道的开始。这项工作确定了一个独特的功能的离散原子晶格的运输，这是相关的弹道电子器件在高载流子密度。
2019-04-28 cond-mat.mes-hall
Ab initio Investigation on Hybrid Graphite-like Structure Made up of Silicene and Boron Nitride
在这项工作中，我们报告了我们的结果的几何和电子性质的混合石墨结构的硅和氮化硼（BN）层。我们预测，从我们的计算，这种混合散装系统，与蜂窝硅烯和BN交替层，具有类似的散装石墨的物理性质。我们观察到，存在一个弱的范德华相互作用的层之间的这种混合系统的层之间的强层间共价键存在于多层的硅烯。电子能带结构和态密度的计算结果表明，它是一种半金属，费米能级附近的色散（E_F）是抛物线型的，因此该系统中的载流子表现为\textit{Nearly-Free Particle-Like}。这些结果表明，混合体系统的电子性质非常类似的块状石墨。在E_F附近，电子能带结构仅由硅烯层贡献，BN层对E_F附近的电子性质没有贡献，仅起缓冲层的作用。在双层硅烯和单层BN层之间的情况下，我们观察到类似于石墨烯的线性色散在E_F附近。然而，当系统沿横向受到压缩时，特征线性色散变为抛物线状。我们目前的计算表明，基于硅和BN的混合系统可以是类似于石墨和多层石墨烯的二维层状系统的可能候选者。
2013-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance and electronic structure of asymmetric GaAs/AlGaAs double quantum wells in the in-plane/tilted magnetic field
用磁输运测量方法研究了在标准异质结GaAs缓冲层中薄势垒形成的双层二维电子系统。在平行于电子层取向的磁场中，磁阻表现出与较高占据子带的减少和场诱导过渡到去耦双层相关联的振荡。Shubnikov-de Haas振荡在稍微倾斜的磁场中允许重建作为面内磁场的函数的各个子带中的电子浓度的演变。实验得出的系统的特性与电子结构的数值自洽场计算定量一致。
2000-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversible hydrogenation and band gap opening of graphene and graphite surfaces probed by scanning tunneling spectroscopy
通过扫描隧道显微镜和光谱研究了氢化对石墨烯和石墨表面形貌和电子性质的影响。使用Ar/H2等离子体对表面进行化学改性。分析数千个扫描隧道光谱测量，我们确定石墨/石墨烯表面上的氢化学吸附在费米能级附近平均打开0.4 eV的能带隙。我们发现，虽然等离子体处理以不可逆的方式改变了表面形貌，但电子性质的变化可以通过适度的热退火来逆转，并且样品可以再次氢化，从而在第二次氢化后产生类似的，但略有降低的半导体行为。
2012-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
STM observation of electronic wave interference effect in finite-sized graphite with dislocation-network structures
STM在高度取向的热解石墨衬底上的几层厚的石墨片上观察到台阶边缘附近的超周期图案，其中在石墨覆盖层与衬底之间的界面处产生位错网络。三角形和菱形形状的周期性图案，其周期约为100 nm的观察上阶地附近的步骤的边缘。相反，在较低的阶地上，只观察到类似于上层阶地上的模式的轮廓。在上平台上，它们的几何图案逐渐消失，变得与下平台上的那些相似，而在增加偏置电压时它们的周期性没有任何变化。通过假设由于位错在界面处的周期性散射势，图案的变化的振幅可以被理解为由于扰动波和未扰动波的拍频（即，覆盖层中的干涉）而导致的LDOS的变化。观察到的图像变化取决于覆盖层的高度和偏置电压，可以解释的电子波干扰的影响下的位错网络结构的变形的超薄覆盖层。
2004-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Electronic phase separation in topological surface states of rhombohedral graphite
在石墨的两种稳定形式，六方（HG）和菱方（RG）中，前者更常见，并已被广泛研究。RG是不太稳定的，这到目前为止排除了详细的调查，尽管许多理论预测丰富的奇异的相互作用引起的物理。范德瓦尔斯异质结构技术的进步现在使我们能够制造高达50层石墨烯厚的高质量RG薄膜，并研究其传输特性。我们发现，在这样的RG的体电子态是带隙的，在低温下，电子输运是由表面状态为主。由于拓扑保护，表面态是鲁棒的和高质量的，允许观察量子霍尔效应，其中RG表现出无隙半金属相和具有巨大Berry曲率的带隙量子自旋霍尔相之间的相变。通过施加垂直的电场打破表面态的反转对称性，也可以在表面态中打开能隙。此外，在薄于4 nm的RG膜中，即使没有外部电场，也存在间隙。这种自发的间隙开放显示出明显的滞后和其他特征的电子相分离，我们归因于强相关的电子表面状态的出现。
2019-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hydrogenation-induced ferromagnetism on graphite surfaces
我们用范德华密度泛函理论和模型哈密顿量计算了氢化石墨表面的电子结构和磁性。我们发现，如先前所报道的，石墨烯上的氢原子之间的相互作用有利于吸附在不同的亚晶格上，以及诱导的磁矩的反铁磁耦合。相反，当氢化发生在石墨烯多层或石墨表面（伯纳尔堆积）时，氢原子之间的相互作用与两个亚晶格的不同吸附能竞争。这种竞争可能导致所有的氢原子吸附在相同的亚晶格上，从而在低浓度下处于铁磁状态。基于DFT计算得到的交换耦合，我们还通过将该系统映射到具有随机自旋的类伊辛模型上来评估居里温度。值得注意的是，这些系统中磁耦合的长程性质使得居里温度依赖于尺寸，并且对于典型的浓度和尺寸大于室温。
2014-05-13 cond-mat.mes-hall
Transport properties of a 2DEG in the presence of a tilted magnetic field
研究了倾斜直流磁场对二维电子气输运性质的影响。分析了平行于表面的磁场分量的影响，讨论了费米能级与外场强度和方向的关系。考虑到电子密度和直流磁场强度的值，目前在许多实验室中获得的霍尔电导率的数值结果
2007-03-28 cond-mat.mes-hall
Theoretical Calculation of Shrinking and Stretching in Bond Structure of Monolayer Graphite Flake via Hole Doping Treatment
本文论述了单层石墨的物理学，特别侧重于电子学和结构特性。与以前的单壁碳纳米管电子能带结构计算不同，这里只考虑了弹道石墨板，对于碳键长度的改变，计算是根据空穴掺杂进行的。结果表明，掺杂空穴对键结构起着决定性的作用，并且随着空穴掺杂的增加而变化。
2010-04-23 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.chem-ph
Thermal Hall conductivity of semimetallic graphite dominated by ambipolar phonon drag
Wuhan National High Magnetic Field Center, School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）；Laboratoire de Physique et d’Étude des Matériaux (ESPCI - CNRS - Sorbonne Université), PSL Research University（巴黎高等物理化工学院-法国国家科学研究中心-索邦大学物质物理与研究实验室）
本研究发现石墨的热霍尔电导率主要由双极声子拖拽主导，其霍尔洛伦兹数达到新纪录。
2026-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Klein tunneling and electron optics in Dirac-Weyl fermion systems with tilted energy dispersion
类相对论费米子的优异电子性质在具有各向同性线性色散的固态系统如石墨烯中得到了广泛的研究。在这里，我们表明，2D和3D Dirac-Weyl（DW）材料表现出倾斜的能量色散可以诱导显着不同的传输现象相比，非倾斜的情况下。事实上，相反的手征DW费米子的克莱因隧道预计将出现沿两个分离的倾斜方向。此外，谷滤波和分束效应很容易通过掺杂剂工程技术定制，而电子波的折射则通过倾斜而显着修改，从而为电子光学和谷电子学中的新兴应用铺平了道路。
2018-03-18 cond-mat.mes-hall
