Multilayer graphene shows intrinsic resistance peaks in the carrier density dependence
自从石墨烯出现以来，人们已经进行了各种研究来阐明其基础物理学，或探索其实际应用。栅极可调电阻是石墨烯最重要的特性之一，并且已经在1-3层石墨烯中进行了大量研究，以控制带隙以获得大的开-关比。另一方面，具有多于三层的多层石墨烯的输运性质不太清楚。在这里，我们展示了多层石墨烯的一个新方面。我们发现四层石墨烯在零磁场下电阻随栅压的变化呈现出本征峰结构。在磁场中的量子振荡测量证实，峰起源于石墨烯的特定能带结构，并且出现在导带和价带底部的载流子密度处。本征峰结构通常应在AB堆叠的多层石墨烯中观察到。这些结果对于理解石墨烯的物理性质和制作石墨烯FET器件具有重要意义。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall
Klein paradox for a pn junction in multilayer graphene
由于晶体的特定晶格对称性，单层和多层石墨烯系统中的载流子表现为手性颗粒。我们发现，石墨烯多层膜的超材料性质和载流子的赝旋量性质之间的相互作用导致了菱形堆叠多层膜的Klein和反Klein隧穿的发生。我们推导出一个代数公式，预测这些现象发生的角度，并支持这与系统的数值计算高达四层。我们提出了一个任意堆叠的多层分解成赝自旋偶极子具有相同的属性，菱面体系统具有较低的层数。
2013-05-06 cond-mat.mes-hall
Interlayer coupling in rotationally faulted multilayer graphenes
本文综述了旋转缺陷多层石墨烯电子结构的理论模拟研究进展。在这些系统中，相邻层的晶轴未对准，使得层堆叠不会发生在三维石墨中观察到的Bernal结构中，并且经常在剥离的双层石墨烯中发现。值得注意的是，旋转断层石墨烯通常存在于其他形式的多层石墨烯中，包括在${\rm SiC \, (000 \bar 1)}$上热生长的外延石墨烯、通过化学气相沉积生长的石墨烯、折叠的机械剥离的石墨烯和沉积在石墨上的石墨烯薄片。旋转故障实验与相干单粒子层间运动的能量尺度的强烈减少。这种减少的微观基础及其后果引起了本综述中强调的几个小组的重大理论关注。
2011-09-09 cond-mat.mes-hall
Chiral Symmetry and Many-Body Effect in Multilayer Graphene
研究了手征对称性对多层石墨烯在磁场中多体问题的影响。对于蜂窝晶格上的无自旋电子模型，多体基态是一个双简并手征凝聚体，与层数无关。用精确对角化方法数值计算的能谱表明，对于ABC堆叠的多层石墨烯，多体能隙随层数单调减小。
2012-10-06 cond-mat.mes-hall
Bilayer graphene inclusions in rotational-stacked multilayer epitaxial graphene
在SiC的C-终止表面上生长的多层外延石墨烯中的附加组分，其表现出AB-堆叠的石墨烯双层的特征电子性质，在该材料的磁光响应中被识别。我们表明，这些夹杂物代表了一个明确的平台，准确的磁谱未扰动的石墨烯双层。
2011-01-23 cond-mat.mes-hall
Nanomachining of multilayer graphene using an atomic force microscope
使用原子力显微镜来构造多层石墨烯的膜。在纳米加工窄沟槽期间原位测量样品的电阻。我们发现了一个可逆的行为，在电阻，我们归因于位错的运动。经过几次尝试，也观察到永久性的变化。提出了两种近似测量电阻的理论方法。
2008-07-25 cond-mat.mes-hall
Thermodynamic properties of the electron gas in multilayer graphene in the presence of a perpendicular magnetic field
多层石墨烯中电子气的热力学性质强烈依赖于层数和堆叠类型。在这里，我们分析了当我们改变菱面体堆叠的多层石墨烯的层数时，这些属性是如何变化的，并将我们的结果与传统的二维电子气的结果进行了比较。我们表明，高度简并的零能朗道能级，其中部分充满电子，部分与空穴有很强的影响，不同的热力学量的值。
2014-01-06 cond-mat.mes-hall
Parity and valley degeneracy in multilayer graphene
我们研究了一般ABA堆叠的多层石墨烯的空间对称性，以说明在磁场中两个谷处的电子光谱是如何相关的。我们发现，具有偶数层的多层的晶格，以及单层石墨烯，满足空间反演对称性，严格保证谷简并在没有时间反演对称性。奇数层（三层或更多）的多层膜缺乏反演对称性，但有另一种变换施加近似的谷简并，这是因为低能哈密顿量由单独的单层和双层部分组成。我们表明，外部静电势一般打破谷简并在磁场，在一个显着不同的方式在奇数和偶数多层膜。
2010-03-23 cond-mat.mes-hall
Experimental approval of the extended flat bands and gapped subbands in rhombohedral multilayer graphene
石墨烯层已知以两种稳定的构型堆叠，即ABA或ABC堆叠，具有截然不同的电子性质。与ABA堆叠不同，ABC石墨烯多层膜的电子性质的实验研究很少。在这里，我们报告的第一个磁光研究的一个大的ABC域的石墨烯多层片，ABC序列超过17个石墨烯片。ABC堆叠的多层膜可以被指纹识别，其具有特征电子拉曼散射响应，即使在室温下也持续存在。跟踪磁场从这个域的朗道能级间激发的演变给出了强有力的证据，在费米能级附近的一个dispersionless电子带的存在，这种堆叠的特征。我们的研究结果提出了一种简单而强大的方法来探测石墨烯多层薄片中的ABC堆叠，这种高度简并的带似乎是一种有吸引力的候选者，可以容纳强相关态。
2016-03-14 cond-mat.mes-hall
Interlayer screening effect in graphene multilayers with ABA and ABC stacking
我们研究了垂直电场对ABA和ABC石墨烯多层膜能带结构的影响，发现它们之间的电子屏蔽效应有显著差异。在ABA多层膜中，场产生带重叠并给出线性屏蔽，而在ABC多层膜中，相反，场在低能量下在表面态带中打开能隙，导致与场振幅基本上非线性的强屏蔽效应。当外场超过某一临界值时，大的ABC堆的能隙急剧上升。
2010-03-12 cond-mat.mes-hall
Valley-Hall Kink and Edge States in Multilayer Graphene
我们报告的理论研究的一维（1D）的状态本地化在几层石墨烯系统带的边缘，并在几层石墨烯系统之间的界面具有不同的谷霍尔电导率。当忽略谷混合时，这些1D状态被拓扑保护。我们解决的堆叠安排，界面结构，和外部电场垂直于层的性质的影响。我们发现，1D状态一般不存在于多层带扶手椅方向的边缘，但目前无论在任何内部谷-霍尔界面的ABC堆叠多层的晶体取向。
2011-05-18 cond-mat.mes-hall
Multilayer Graphene Synthesized by CVD Using Liquid Hexane as the Carbon Precursor
我们通过化学气相沉积（CVD）方法在大气压和1000 °C下生产多层石墨烯，使用柔性铜基底作为催化剂，液体己烷作为碳源。我们设计了一个光学装置来测量碳膜的透射率;根据这些信息，我们计算出碳膜的层数近似为11层。
2011-09-06 cond-mat.mes-hall
Transversal electric field effect in multilayer graphene nanoribbon
研究了横向电场对扶手椅-石墨烯-纳米复合材料（AGNR）电子性质的影响。电场可以可逆地调制多层AGNR的带隙。在优化的宽度，我们得到了半导体（SC）到金属（M），以及M-SC过渡。AGNR电子带由于电场而经历生动的转变，导致诸如电子速度增加、电子有效质量的符号改变以及与类似于2D石墨烯的无质量狄拉克费米子形成线性色散等现象。这些效应非常有用，可用于器件应用。
2011-06-06 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
Photonic density of states enhancement in finite graphene multilayers
我们考虑了由一系列石墨烯片组成的有限系统的光学性质，这些石墨烯片被薄电介质层隔开。由于这些系统作为导体响应于石墨烯片平面中的电场，并且作为绝缘体响应于垂直电场，因此可以预期它们具有与双曲超材料类似的特性。我们表明，在典型的实验条件下，石墨烯/电介质多层膜具有增强的Purcell因子，并增强了太赫兹和中红外频率范围内的光子态密度。这些行为可以追溯到多层石墨烯系统的耦合等离子体激元模式。我们表明，这些结果可以得到只有几层石墨烯。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall
Weak localization as a probe of intervalley coherence in graphene multilayers
本研究提出利用 Drude 电导率量子修正导致的弱局域化或弱反局域化磁电导特征，作为识别石墨烯多层中不破坏时间反演对称性的自发谷间相干序的确凿实验判据。
2023-12-18 cond-mat.mes-hall
Charge Density Wave Phase Transition on the Surface of Electrostatically Doped Multilayer Graphene
我们证明了当费米能级接近石墨烯能带结构布里渊区的M点（也称为范霍夫奇点，态密度发散）时，电子掺杂的多层石墨烯表面发生电荷密度波（CDW）相变。这种CDW相变的发生由静电掺杂的多层石墨烯中的电输运测量和光学测量两者支持。CDW跃迁伴随着石墨烯沟道电阻在T $_m$ = 100 K时的突变，以及拉曼G峰（1580 cm $^{-1}$）的分裂。拉曼G峰的分裂表明面内光学声子支简并度的提升，非简并声子支与石墨烯的晶格重构--CDW相变相关。
2016-10-24 cond-mat.mes-hall
Landau Level Splitting in Rotationally Faulted Multilayer Graphene
我们发现，谷简并在旋转故障多层石墨烯可能会被打破的存在下，一个磁场和层间双折射。这是由于时间反演和反转对称性的同时破坏导致了场中线性朗道能级的分裂。我们的理论工作是由一个实验[Y. J.Song等人，Nature 467，185（2010）]，其中在中等电场下观察到Landau能级的这种线性分裂。我们认为双层和三层的配置，虽然在这两种情况下发生线性分裂，我们表明，后者产生的分裂是在定量协议的实验。
2013-11-11 cond-mat.mes-hall
Effective theory of rotationally faulted multilayer graphene - the local limit
旋转故障的石墨烯多层膜中的层间耦合打破了单个层的局部亚晶格对称性。前面我们已经提出了这种机制的理论，它减少到一个有效的狄拉克模型与空间相关的质量在一个重要的限制。因此，它使丰富的现有知识可用于旋转故障的石墨烯多层膜的研究。这个理论与最近在强磁场中的实验一致。在这里，我们探讨了这个理论的预测系统在零磁场在大层间偏压，当它成为本地的空间。我们使用该理论来阐明扭曲石墨烯双层中的局域化和速度重整化的物理学。
2012-04-03 cond-mat.mes-hall
Fourier Transform Analysis of STM Images of Multilayer Graphene Moiré Patterns
借助一个简单的模型，我们分析了由取向错误的双层和三层石墨烯堆叠产生的简单和双重莫尔图案的扫描隧道显微镜图像。据发现，该模型再现令人惊讶的是，以及在快速傅立叶变换的图像中观察到的非平凡的功能。我们指出的困难，由于这些功能在解释FFT上看到的图案。
2014-09-10 cond-mat.mes-hall
Interface states at the boundary between ABC and ABA multilayer graphene structures
我们研究了多层石墨烯中ABC和ABA区域之间的界面，特别是我们考虑了ABA和ABC结构之间的过渡是由于锯齿形界面的石墨烯层之一的局部压缩而产生的区域，以及扶手椅界面的原子的局部剪切。当我们考虑一个无限的带状配置，我们发现，界面带形成在这些地区，更明显的扶手椅型接口。我们注意到这些状态不是拓扑的。对于完全有限尺寸的结构，连续的界面带转换成一组量化的水平。
2021-06-29 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
Exceptional high Seebeck Coefficient and Gas-Flow-Induced Voltage in Multilayer Graphene
单层石墨烯的Seebeck系数是块状石墨的几倍，气流感应电压是块状石墨的20倍。在这里，我们发现，多层石墨烯的塞贝克系数随着层数的增加而单调增加，并在六层时达到峰值，比单层高约77%，然后降低，尽管电阻随着层数的增加而单调降低。在2、4、5、6、7层石墨烯中的流动诱导电压显著高于1、3、8层石墨烯，这与其应与塞贝克系数成比例的流行观点相反。这些厚度效应也与连续铝纳米膜形成鲜明对比。
2012-03-02 cond-mat.mes-hall
Giant Current-Perpendicular-to-Plane Magnetoresistance in Multilayer Graphene as Grown on Nickel
铁磁-非磁多层膜具有很强的磁电阻效应，被广泛应用于磁场传感和数据存储等领域。在这项工作中，我们报告了一种新的电流垂直于平面的磁电阻效应的多层石墨烯生长在催化镍表面的化学气相沉积。已观察到10^4%的负磁阻效应，即使在室温下也持续存在。这种效应与2D峰的形状以及与生长的多层石墨烯的拉曼光谱中的D峰的出现相关。所观察到的磁阻是非常高的相比，其他已知的材料系统类似的温度和磁场范围内，可以定性地解释的“层间磁阻”（ILMR）的框架内。
2014-05-20 cond-mat.mes-hall
Coherent States of Multilayer Lithiated Graphene utilizing an Electric Vector Potential
本文利用源自π键电子电流密度的电矢量势，研究多层石墨烯及锂化石墨烯的相干态，发现无需强磁场即可产生相干态，并比较了两种材料在前两个激发态下的能量差异。
2024-05-03 cond-mat.mes-hall
Signature of multilayer graphene strain-controlled domain walls in quantum Hall effect
畴壁，定义多层石墨烯中不同堆叠区域之间的边界的拓扑缺陷，已被证明具有令人兴奋的物理学。在电子输运实验中原位调整这些拓扑缺陷的能力在畴壁的基本理解以及电子应用方面带来了丰富的可能性。在这里，我们展示了通过MEMS（微机电系统）驱动器和磁阻测量畴壁的多层石墨烯量子霍尔效应的效果。可逆和受控的单轴应变触发这些拓扑缺陷，表现为新的量子霍尔效应平台以及跨器件的电流的离散和可逆调制。我们的研究结果得到了理论计算的支持，并构成了通过电子输运探测多层石墨烯中拓扑缺陷的原位调谐的第一个迹象，为在电子应用中使用可逆拓扑缺陷开辟了道路。
2020-12-24 cond-mat.mes-hall
Stacking dependence of carrier-interactions in multilayer graphene systems
我们确定了定性的趋势，在多层石墨烯中的载流子相互作用现象的堆叠顺序的依赖。我们的理论是基于一种新的方法，明确表现出的重要作用，在相互作用现象的动量方向依赖的intersite阶段确定的堆叠顺序。利用这种方法，我们计算和比较了几种不同的少层石墨烯系统的自能，密度-密度响应函数，集体模式和基态能量。电子-电子相互作用对重要电子性质的影响可以理解为带内交换、带间交换和相关贡献之间的竞争，它们随堆叠排列而系统地变化。
2016-09-29 cond-mat.mes-hall
Multilayer graphene nanoribbon under vertical electric field
研究了垂直电场对多层扶手椅型石墨烯纳米结构（aGNR）电子性质的影响。在电场作用下，双层aGNR的能带结构发生了有趣的变化，如电子速度、电子有效质量的符号、带隙、带隙在动量空间中的位置等的变化。根据aGNR的宽度和所施加的电场，aGNR的带隙可以增加或减小。当所施加的电场高于临界值时，双层aGNR的带隙与双层石墨烯的带隙相同，而与宽度无关。我们还表明，对于半导体多层aGNR与两个以上的层，带隙随电场的增加而减小，导致在一个半导体金属过渡。这可以用于增强基于石墨烯的晶体管器件的性能。
2011-07-26 cond-mat.mes-hall
Angle Dependent Interlayer Magnetoresistance (ILMR) in Multilayer Graphene Stacks
研究了化学气相沉积法（CVD）生长的弱耦合多层石墨烯垂直叠层的层间磁电阻（ILMR）效应。这种效应的特征在于作为温度和相对于层间电流的磁场的倾斜角的函数。据我们所知，这是第一个在石墨系统中的角度相关ILMR效应的实验报告。我们的数据与多层无质量狄拉克费米子系统中的ILMR理论定性一致。然而，当磁场的倾斜角变化时，已经观察到ILMR的急剧变化。提出了这种效应的物理解释，这是符合我们的实验方案。
2017-10-26 cond-mat.mes-hall
Orbital diamagnetism in multilayer graphenes: Systematic study with the effective mass approximation
本文在有效质量近似下对多层石墨烯的轨道磁性进行了理论研究。哈密顿量和因此的磁化率可以被分解成来自相当于单层或双层石墨烯的子系统的贡献。单层型子带仅存在于奇数层中，并在$E_F=0$处表现出δ函数磁化率。由于三角形翘曲以及远离$E_F=0$的对数拖尾，出现在每个层数中的双层型子带在$E_F=0$附近给出奇异结构。磁化率对能量的积分近似地仅由层数给出。
2007-12-17 cond-mat.mes-hall
Broken sublattice symmetry states in Bernal stacked multilayer graphene
我们分析了Bernal堆叠多层石墨烯在存在相互作用诱导的带隙时的有序相，由于亚晶格对称性破缺势，其解可以用具有相同Chern数但相反电荷极化方向的轻质量和重质量赝自旋二重态来分析。一个垂直的外部电场的应用程序揭示了一个有效的洪德规则的亚晶格赝自旋二重态在tetralayer的排序，而一个类似的，但更复杂的相图开发与层数的增加。
2017-04-16 cond-mat.mes-hall
Ultra-low noise field-effect transistor from multilayer graphene
我们提出了低频电阻波动，或噪声，在石墨烯基场效应器件具有不同的层数。在单层器件中，噪声幅度随着载流子密度的增加而减小，这在具有两个或更多个层的器件中表现相反，在后一种情况下，噪声幅度抑制超过两个数量级。这种行为可以从外部电场对石墨烯能带结构的影响来解释，并提供了一种简单的基于传输的途径来将单层石墨烯器件与具有多层的石墨烯器件隔离。
2009-05-27 cond-mat.mes-hall
Quantum spin Hall phase in multilayer graphene
所谓的量子自旋霍尔相是一种拓扑非平凡的绝缘相，预计将出现在石墨烯和石墨烯类系统中。在这项工作中，我们解决的问题，这种拓扑性质是否持续多层系统。我们考虑两种情况：纯多层石墨烯和其中石墨烯被具有强自旋-轨道耦合的普通绝缘体封装的异质结构。我们采用四轨道紧束缚模型，包括全原子自旋轨道耦合，我们计算的$Z_{2}$拓扑不变量的体态以及边缘态的扶手椅终端的半无限晶体。对于均匀的多层膜，我们发现，即使当自旋轨道相互作用打开所有可能的堆叠的间隙，只有那些奇数层主机无间隙的边缘状态，而那些偶数层是平凡的绝缘体。对于石墨烯被平凡绝缘体封装的异质结构，事实证明，层间耦合能够诱导拓扑间隙，其大小由封装材料的自旋轨道耦合控制，这表明量子自旋霍尔相可以通过接近平凡绝缘体来诱导。
2015-03-23 cond-mat.mes-hall
Layer-resolved conductivities in multilayer graphenes
通过计算多层石墨烯的霍尔电导率和纵向电导率随费米能级的变化关系，研究了具有不同堆叠结构（AB、ABC和AA型）的多层石墨烯在磁场中的层间输运。它们的行为强烈地依赖于堆叠结构和层的选择。不同层之间的霍尔电导率不再量子化。此外，对于AB堆叠，层间电导率随着层间距的增加而在零能量附近消失，并且在特定情况下显示负值。磁场对纵向层间电导率的抑制表明该系统可用作开关器件。
2011-08-16 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of bilayer and multilayer graphene
我们研究了位稀释无序对石墨烯多层膜电子性质的影响，特别是双层和无限堆叠。该模型的简单性使得相干势近似和一些分析结果易于实现。在模型中，我们计算了自能，态密度和光谱函数。此外，我们得到的电导率以及直流电导率的频率和温度依赖性。c轴响应是非常规的，因为杂质增加了对足够低的掺杂的响应。我们还研究了偏压石墨烯双层中的杂质问题。
2008-01-24 cond-mat.mes-hall
Orbital Longitudinal Magneto-electric Coupling in Multilayer Graphene
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
本文提出多层石墨烯中纵向磁电耦合的微观理论，揭示其由层空间量子几何和谷极化控制，并发现其非线性特性及磁滞回线特征。
2025-03-10 cond-mat.mes-hall
Fluctuation-induced friction and heat transfer at the water-multilayer graphene interface
利用声子和辐射摩擦传热理论计算了水-多层石墨烯界面的摩擦传热。声子对摩擦和热传递的贡献比辐射贡献大许多个数量级。声子摩擦和热传递随着石墨烯层$N$的数量的增加而略微增加，并且在$N>5$处达到饱和，这与通过界面的声子透射系数的增加和在垂直于表面的方向上的有限声子平均自由程相关联。辐射贡献几乎与$N$无关，因为对于石墨烯中的层间距离量级的水和石墨烯之间的距离，倏逝波与多层石墨烯的相互作用受到第一石墨烯层的限制。声子贡献的结果与使用MD模拟获得的Kapitsa电阻的结果以及在水-单层石墨烯界面处获得的摩擦系数的实验数据一致。电势差导致摩擦和热传递的辐射贡献的强烈增加，其在$\sim 10$ V的电势差处变得比声子贡献大大约一个数量级。
2022-03-06 cond-mat.mes-hall
Multilayer graphene condenser microphone
振动膜是声学技术的基石，构成了现代扬声器和麦克风的支柱。电容传声器的声学性能主要取决于膜的尺寸和可达到的静态张力。几十年来，广泛研究和可获得的镍一直是主要膜材料之一。在本文中，我们介绍了多层石墨烯作为膜材料的电容式麦克风。石墨烯器件在很大一部分声谱上的性能优于高端商用镍基麦克风，灵敏度增强超过10 dB。我们的实验结果得到了数值模拟的支持，数值模拟表明，在最大张力下，300层厚的石墨烯膜将提供高达1 MHz的频率范围的出色扩展，具有与商用电容式麦克风相似的灵敏度。
2015-06-04 cond-mat.mes-hall
Skyrme crystal in bilayer and multilayer graphene
在Hartree-Fock近似下，研究了Bernal双层和ABC堆叠多层石墨烯在强磁场作用下的二维电子系统的基态.系统的相图，集中在电荷密度波状态，包括谷赝自旋（称为Skyrme晶体）的旋涡状态。这些堆叠的石墨烯中的单电子态由双组分波函数给出。第一激发态朗道能级与普通二维电子的最低朗道能级具有相同的分量。由于这种局域化的波函数，当层间距离假定为无穷小时，Skyrme晶体在多达四层石墨烯的第一激发能级中具有低能量。同时，气泡晶体被抑制，因此相图与单层石墨烯的相图不同。
2012-01-31 cond-mat.mes-hall
Gate-induced Dirac cones in multilayer graphenes
我们研究了均匀垂直电场中ABA（Bernal）多层石墨烯的电子结构，发现三角弯曲和电势不对称性的相互作用导致了许多在零能量下几乎接触的Dirac锥.这些门诱导狄拉克锥的能带速度和能量区域（通常为几十meV）是可调的外部电场。特别地，在ABA三层石墨烯中，施加电场诱导非平凡谷霍尔态，其中狄拉克点处的能隙由在两个谷之间沿相反方向传播的手性边缘模式填充。相比之下，在四层石墨烯中，谷霍尔电导率为零，并且没有边缘模式填充在间隙中。非平凡的谷霍尔态通常发生在不对称的奇数层石墨烯中，这与仅存在于奇数层石墨烯中的隐藏的手征对称性密切相关。
2013-02-21 cond-mat.mes-hall
Stacking Order dependent Electric Field tuning of the Band Gap in Graphene Multilayers
研究了石墨烯多层膜的不同堆叠顺序对电场诱导带隙的影响。我们考虑了带正电的顶部和带负电的背栅，以便独立地调节三层和四层石墨烯系统的带隙和费米能。紧束缚的方法内的自洽哈特里近似被用来计算不同的石墨烯层上的感应电荷。我们发现具有ABC堆叠的三层石墨烯的间隙比ABA三层的相应间隙大得多。此外，我们预测，对于四层石墨烯的能隙强烈地取决于堆叠的选择，并且我们发现，与Bernal堆叠的情况相比，不同类型的堆叠的能隙要大得多。三角形翘曲的变化的诱导电子间隙的大小约30%的中间和大值的诱导电子密度。
2010-03-03 cond-mat.mes-hall
Peeling of multilayer graphene generates complex interlayer sliding patterns
剥离、剪切和滑动是范德瓦尔斯固体中的重要力学现象。然而，从理论上讲，它们主要是使用最小的周期细胞和精确的量子模拟的背景下进行研究。在这里，我们研究了剥离的大规模多层石墨烯堆叠与不同的厚度，堆叠，和剥离方向，通过使用经典的分子动力学模拟与注册表相关的层间电位。模拟结果表明，虽然在大规模的剥离顺利进行，在小规模的注册表的变化和滑动模式的层出乎意料的复杂，并依赖于初始堆叠和剥离方向。这些观察结果表明，剥离和伴随的扭结形成可能会很好地改变堆叠顺序，从而深刻地影响这种多层固体的电子结构。
2015-10-21 cond-mat.mes-hall
Topological crystalline insulator phase in graphene multilayers
虽然三维拓扑绝缘体的实验进展迅速，但二维拓扑绝缘体的发展相对缓慢，尽管它们具有技术前景。主要原因是迄今为止仅在半导体量子阱中实现二维拓扑绝缘体的材料挑战。在这里，我们确定了一种二维拓扑绝缘体的材料，不面临类似的挑战，这是目前最广泛的和良好的表征：石墨烯。对于某些相称的层间扭曲，石墨烯多层膜是具有相当大带隙的绝缘体。我们表明，他们是此外，在拓扑相保护晶体对称性。作为其基本特征，这种拓扑状态支持一维边界模式。它们形成低耗散的量子线，可以纯粹用静电来定义。
2013-09-06 cond-mat.mes-hall
Theory of interaction-induced renormalization of Drude weight and plasmon frequency in chiral multilayer graphene
我们发展了一个掺杂的多层石墨烯的光学电导率的理论，包括电子-电子相互作用的影响。应用量子动力学的形式主义，我们制定了一套赝自旋布洛赫方程，支配的动力学的非平衡密度矩阵驱动的外部\emph{a.c.}电场的影响下的库仑相互作用。这些方程揭示了一个动力学机制，耦合德鲁德和带间响应所产生的手征性的赝自旋纹理在多层石墨烯系统。我们表明，这导致在相互作用引起的增强的德鲁德重量和等离子体激元频率强烈依赖于赝自旋缠绕数。使用双层石墨烯作为一个例子，我们还研究了更高的能量带的影响，并发现它们贡献了相当大的重整化效应，而不是由一个低能量的两个带的描述。我们认为，这种增强的德鲁德重量和等离子体频率一般发生在材料的特征在于电子手性。
2016-09-25 cond-mat.mes-hall
Anisotropic Strain Induced Soliton Movement Changes Stacking Order and Bandstructure of Graphene Multilayers
固态物质的晶体结构极大地影响其电子性质。例如，在多层石墨烯中，横向层排列的精确知识是至关重要的，因为最稳定的配置，Bernal和菱面体堆叠，表现出非常不同的电子特性。然而，这两种堆叠顺序可以共存于一个薄片，分离的应变孤子，可以主机拓扑保护状态。显然，访问的两个堆叠和孤子的输运特性是非常感兴趣的。然而，堆叠顺序可以相互转换，因此，对于任一堆叠顺序如何进行可靠的电接触这一看似微不足道的问题，先验地说并不容易回答。在这里，我们表明，制造金属接触多层石墨烯可以移动孤子的几个$μ$ m，单向扩大Bernal域由于产生的机械应变。此外，我们还发现，在多层石墨烯到六方氮化硼上的干法转移过程中，可以发生这种转变。使用密度泛函理论建模，我们证实了多层石墨烯晶格的各向异性变形降低了菱面体堆叠稳定性。最后，我们设计了系统，以避免孤立子运动，以及如何可靠地实现两个堆叠配置的接触。
2019-06-06 cond-mat.mes-hall
Zener tunneling isospin Hall effect in HgTe quantum wells and graphene multilayers
齐纳二极管是基于晶闸管的电子器件中的典型器件，其由PN结组成，其中外部电场在电流-电压特性中诱导开关行为。我们研究了碲化汞量子阱和石墨烯多层膜中的齐纳隧穿。我们发现隧穿跃迁几率不对称地依赖于载流子对势垒的平行动量。在碲化汞量子阱中，不对称性对于每个自旋是相反的，而对于石墨烯多层膜，它对于每个谷自由度是相反的。在这两种情况下，产生在垂直于所施加的场的方向上流动的自旋/谷电流。我们涉及的起源，这种齐纳隧道自旋/谷霍尔效应的Berry相位时，他们从带隙区域反射的载流子获得。
2012-04-20 cond-mat.mes-hall
Zero-line modes at stacking faulted domain walls in multilayer graphene
菱面体多层石墨烯是手性二维电子气的物理实现，当通过反转对称性破缺势打开的局部ap在实空间中改变符号时，该手性二维电子气可以具有零线模式（ZLM），也称为扭结态。在这里，我们研究了多层石墨烯的局部堆叠协调的变化如何影响ZLM的形成。我们的分析表明，每当层间电势差能够打开堆叠故障多层石墨烯中的带隙时，就会产生谷霍尔效应，并且ZLM可以出现在将具有不完美菱形堆叠配置的两个不同区域分开的畴壁处。基于碳原子间具有远距离跳跃项的紧束缚公式，我们首先证明了由谷陈数表征的拓扑上不同的结构域由连接AA和AA $'$堆叠线的金属区域在层平移向量空间中分开。我们发现，如果两个层错畴的谷陈数不同，则在层错畴不同或垂直电场方向相反的两个层错畴之间的界面上会出现无隙态。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall
Multilayer graphene, Moiré patterns, grain boundaries and defects identified by scanning tunneling microscopy on the m-plane, non-polar surface of SiC
在非极性的n+6 H-SiC m-平面衬底上生长外延石墨烯，并使用原子尺度扫描隧道显微镜进行研究。多层石墨烯被发现在整个表面，并表现出旋转无序。发现了不同空间周期的莫尔条纹，并且我们发现，随着波长的增加，调制的幅度也增加。这种关系揭示了关于弯曲石墨烯所需的能量与与下面的石墨烯层的相互作用能（即范德华能）之间的相互作用的信息。我们的实验得到了理论计算的支持，理论计算预测膜的形貌振幅与莫尔条纹波长L成比例，L = L^-1 + αL^-2。
2014-12-30 cond-mat.mes-hall
Thermal Transport in Graphene and Graphene Multilayers
在本文中，我们回顾了石墨烯和多层石墨烯的热性质，并讨论了光热技术开发的热导率测量。我们还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。
2015-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant Structure of Second Harmonic Generation in Multilayer Graphene Polytypes
National Graphene Institute, University of Manchester（国家石墨烯研究所，曼彻斯特大学）；Department of Physics & Astronomy, University of Manchester（曼彻斯特大学物理与天文系）；Department of Physics, University of Osaka（大阪大学物理系）
研究双层石墨烯多型中二次谐波生成对堆叠顺序、封装环境和偏压的依赖性，揭示红外范围SHG用于区分多型和识别晶向的非侵入性方法。
2026-03-24 cond-mat.mes-hall
A Family of Finite-Temperature Electronic Phase Transitions in Graphene Multilayers
悬浮的Bernal堆叠的石墨烯多层膜达到意想不到的大厚度，表现出对称性破缺的基态，其起源仍有待理解。在这里，我们表明，一个有限温度的二级相变发生在多层膜的临界温度Tc从12 K的双层增加到100 K的七层。一个现象学模型的启发平均场方法的数据的比较表明，过渡与外观的自洽谷和自旋相关的交错的潜在变化的迹象，从一层到下一层，出现在Tc和增加冷却。几个测量量的厚度的系统演化对任何旨在分析该系统中电子关联性质的微观理论施加了约束。
2018-11-26 cond-mat.mes-hall
Interaction-induced insulating states in multilayer graphenes
采用Hartree-Fock平均场近似和全参数能带模型研究了Bernal多层石墨烯的电子基态。我们发现电子-电子相互作用倾向于打开从双层到8层的多层石墨烯的带隙，而绝缘基态的性质敏感地依赖于带参数$γ_2$，这是负责石墨的半金属性质。特别地，在4层石墨烯中，基态在$γ_2 = 0$处呈现奇数空间宇称交错相位，而$γ_2$的增加的有限值使具有偶数宇称的不同状态稳定，其中电子被吸引到顶层和底层。这两个相是具有不同陈数的拓扑上不同的绝缘状态，并且它们可以通过自旋或谷霍尔电导率测量来区分。具有多于五层的多层也表现出类似的基态，在最外层具有电势最小值，尽管由于在费米能处重叠的更多数目的能带，在光谱中打开间隙作为整体通常比在4层中更困难。
2017-05-10 cond-mat.mes-hall
Energy spectrum of graphene multilayers in a parallel magnetic field
我们研究了平行于层的强磁场对Bernal堆叠的石墨烯双层和多层（包括石墨）的能谱的轨道效应。我们考虑了电子在平面内和平面外最近位置之间隧穿的极小模型。利用半经典解析近似和精确数值对角化，我们发现能谱由两个区域组成。在低能区和高能区，半经典电子轨道是封闭的和开放的，因此相应地，谱是离散的和连续的。离散能级是平行磁场的朗道能级的类似物。它们可以用电子隧穿和光学光谱学进行实验检测。在这两个域中，电子波函数被定位在有限数量的石墨烯层上，因此结果可以应用于有限厚度的石墨烯多层膜。
2010-11-12 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
