Inducing a topological transition in graphene nanoribbons superlattices by external strain
扶手椅型石墨烯纳米带在形成超晶格时，可以分为不同的拓扑相，有或没有边缘状态。通过紧束缚和经典分子动力学模拟，我们研究了这些超晶格的电子和力学性质。MD表明，调制超晶格的断裂是脆性的，为未调制的带，发生在较薄的区域，与交错超晶格实现更大的断裂应变。我们发现了一个一般的机制，以诱导与应变的拓扑转变，有关的电子性质的超晶格的每一段，并通过研究亚晶格极化，我们能够描述的过渡和这些国家的应变的响应。对于这里详细研究的情况，拓扑转变发生在$\sim$ 3-5 \%应变，远低于断裂应变。超晶格的拓扑状态-如果存在的话-即使接近断裂也对应变是鲁棒的。与在石墨烯纳米带的锯齿形边缘中发现的零能量边缘状态不同，超晶格状态显示出即使在真实空间中也对无序特别不敏感的特征。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nearly Free Electron States in Graphene Nanoribbon Superlattices
近自由电子（NFE）态是低维系统中一类重要的未占据态。尽管人们对它进行了深入的研究，但关于它的物理起源及其对外部扰动的响应行为仍然没有一个清晰的描述。我们基于石墨烯纳米超晶格的系统的第一性原理研究表明，实际上存在两种NFE态，这可以通过简单的Kronig-Penney势模型来理解。通过电子掺杂可以获得无原子散射的NFE传输通道，其可以用作概念上新的场效应晶体管。
2010-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transmission spectra and valley processing of graphene and carbon nanotube superlattices with inter-valley coupling
我们数值研究了具有谷间耦合的石墨烯纳米带和碳纳米管的电子输运性质，例如，在\sqrt{3} NPDMATHABMN \sqrt{3} N和3N \times 3N超晶格中。以\sqrt{3} \times \sqrt{3}石墨烯超晶格为例，我们发现通过对石墨烯超晶格的剪裁，可以得到丰富的纳米带和纳米管的结构构型。在研究了相应的扶手椅和锯齿形纳米管几何结构的电子特性后，我们发现碳纳米管的线性能带可以导致类似克莱因隧道的现象，即，电子沿着管传播而没有反向散射，即使在存在势垒的情况下也是如此。由于\sqrt{3} \times \sqrt{3}超级电池在原始石墨烯的K和K'谷之间的耦合，我们提出了一种基于扶手椅型碳纳米管的谷场效应晶体管，其中电流的谷极化可以通过施加栅极电压或改变扶手椅型碳纳米管的长度来调节。
2017-01-03 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional Transport Induced Linear Magneto-Resistance in Topological Insulator Bi$_2$Se$_3$ Nanoribbons
本文报道了在垂直磁场作用下，Bi2Se3纳米带的线性磁电阻效应。通过角度依赖性磁输运实验，我们表明，这种线性MR是纯粹由于二维（2D）的运输，与最近发现的线性MR从2D拓扑表面状态散装Bi2Te3，和线性MR的其他无带隙半导体和石墨烯。我们进一步表明，Bi2Se3纳米带的线性MR持续到室温，强调了利用拓扑绝缘体纳米材料的室温磁电子应用的潜力。
2011-08-02 cond-mat.mes-hall
Negative differential resistance and effect of defects and deformations in MoS2 armchair nanoribbon MOSFET
在这项工作中，我们提出了一个研究的负微分电阻行为和各种变形{如波纹，扭曲，缠绕}和缺陷，如空位和边缘粗糙度对短沟道二硫化钼扶手椅型纳米MOSFET的电子特性的影响。通过密度泛函紧束缚理论和非平衡格林函数方法评估了形变{3至7度扭曲或缠绕和0.3至0.7 Ang波纹幅度}和缺陷对10 nm MoS 2 ANR FET的影响。我们研究了这种器件在不同条件下的沟道态密度、透射谱和ID VD特性，重点研究了器件的负微分电阻行为。我们的研究结果表明，显着的变化，在NDR峰谷比和NDR窗口与这样的微小的本征变形，特别是与纹波。
2013-09-21 cond-mat.mes-hall
Dimension dependence of negative differential thermal resistance in graphene nanoribbons
采用经典的分子动力学方法从一维到三维研究了近似石墨烯纳米带的负微分热阻。对于单层GNR，对于很窄的GNR（一维）不能观察到NDTR，当GNR的宽度增加时（二维），NDTR出现。然而，当进一步增加宽度时，NDTR逐渐消失。对于多层GNRs，随着层数的增加，GNRs由二维系统向三维系统转变，NDTR区减小并最终消失。此外，随着GNRs长度的增加，NDTR区也减少，并在热力学极限下消失。这些影响可能是有用的设计热器件，其中NDTR起着重要的作用。
2014-07-26 cond-mat.mes-hall
Tunable Negative Differential Resistance in Planer Graphene Superlattice Resonant Tunneling Diode
在本文中，我们报告了可控的负微分电阻（NDR）在一个拟议的平面石墨烯超晶格结构。预测峰谷比（PVR）的高值。这是重要的，因为在低偏压下出现具有高PVR的NDR。我们的发现是重要的，因为除了石墨烯的其他潜在应用之外，还提出了在电子器件（例如共振隧穿二极管和滤波器）中实现基于石墨烯的超晶格。
2017-03-01 cond-mat.mes-hall
Negative Differential Resistance and Steep Switching in Chevron Graphene Nanoribbon Field Effect Transistors
基于非平衡格林函数理论的弹道量子输运计算表明，由人字形石墨烯纳米带（CGNR）制成的场效应晶体管器件在室温下可以表现出峰谷比超过4800的负微分电阻，以及6 mV/decade的陡斜率开关，子阈值摆幅超过五个数量级，导通电流为88 $μ$ A/$μ$ m.这是通过这些带的超晶格状结构实现的，这些带具有大的周期性单位晶胞，其具有不同有效带隙的区域，导致导带边缘上方的态密度中的能带和带隙。在我们提出的设备中使用的CGNR带先前已经制造了自下而上的化学合成技术，并可以被纳入一个实验上可实现的结构。
2017-03-17 cond-mat.mes-hall
Resonant transport in Kekule-distorted graphene nanoribbons
在石墨烯中形成超晶格可以作为改变其电子能带结构的一种方式，从而设计其电子输运性质。最近的实验发现了沉积在铜衬底上的石墨烯中的Kekulé键有序，导致谷简并性的破坏，同时保留了其带色散的线性和无隙特性的高度理想的特征。在本文中，我们研究了锯齿形石墨烯纳米带中的凯库勒畸变在两个方面的影响，子带光谱和其电子输运性质。我们扩展我们的研究，也调查电子电导的石墨烯纳米带组成的顺序有序的Kek-Y超晶格。我们发现有趣的共振电导响应出现在其他能隙区域，其规模与Kek-Y接口的数量减一。这些特征类似于在半导体异质结构中观察到的共振隧穿行为的物理学。我们的研究结果为测量石墨烯纳米带中Kekulé参数的强度提供了一种可能的方法。
2019-10-23 cond-mat.mes-hall
Spin negative differential resistance in edge doped zigzag graphene nanoribbons
采用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法，系统研究了边缘掺杂III族和V族元素的锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）的非线性自旋相关输运性质.掺杂剂的类型，受体或供体，和几何对称性，奇数或偶数，被发现在确定的电流和电流-电压特性的自旋极化的关键。对于在下侧边缘上替代掺杂的ZGNR，在1V左右的偏置电压下，下（上）自旋电流在奇（偶）宽ZGNR中占主导地位。值得注意的是，在由III族元素（B和Al）掺杂的均匀宽度的ZGNR中，负微分电阻（NDR）仅发生于向下自旋。自旋负阻的偏置范围随ZGNR宽度的增加而增大。在任何奇数宽度的ZGNR中都没有观察到明显的自旋NDR，在V族元素（N和P）掺杂的偶数宽度的ZGNR中也没有观察到明显的自旋NDR。这种特殊的自旋负阻边缘掺杂的ZGNRs表明在自旋电子学的潜在应用。
2014-08-29 cond-mat.mes-hall
Low-bias Negative Differential Resistance effect in armchair graphene nanoribbon junctions
具有扶手椅边缘的石墨烯纳米带（AGNR）具有可以通过带宽度灵活地调节的带隙。最近有报道称，由夹在两个较宽的AGNR引线之间的较窄的AGNR制成的结具有两个接近费米能级的完美传输通道。在这里，我们报告说，通过使用偏置电压来驱动这些传输通道进入更宽的AGNR引线的间隙，我们可以获得负微分电阻（NDR）效应。由于AGNR结的本征性质，开启偏压低至~ 0.2 V，谷电流几乎为零。我们进一步表明，这种NDR效应是强大的对细节的原子结构的结，衬底和结是否是通过蚀刻或氢化。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall
Strong spin-dependent negative differential resistance in composite graphene superlattices
在石墨烯纳米颗粒和一组沉积在其上的铁磁绝缘体条组成的复合体系中，我们发现了自旋相关的负微分电阻的明显特征，铁磁绝缘体条的周期性排列诱导了石墨烯中电子态的邻近交换分裂，导致了具有自旋相关能谱的超晶格的出现.通过器件的电流可以是高度极化的，并且电流及其极化都表现出对偏置电压的非单调依赖性。因此，该器件作为江崎自旋二极管工作，这为设计新的自旋电子电路提供了可能性。
2013-10-18 cond-mat.mes-hall
Commensurability oscillations in the Hall resistance of unidirectional lateral superlattices
我们在单向横向超晶格（ULSL）的霍尔电阻$R_{yx}$中观察到了可伸缩性振荡（CO）。通过直接检测ULSL区域和相邻的未调制的二维电子气区域之间的$R_{yx}$的差异，然后提取相对于磁场的奇数部分，获得具有小振幅（$\sim$ 1 $Ω$）并且叠加在大约三个数量级的大背景上的CO。由此获得的CO与理论计算进行了比较，结果表明其振幅比理论预测小得多。本文还简要讨论了$R_{yx}$中CO比预期小对ULSL热电功率的影响。
2021-06-07 cond-mat.mes-hall
Controllable giant magneto resistance and perfect spin filtering in $α^{\prime}$-borophene nanoribbons
利用非平衡格林函数（NEGF）方法和紧束缚（TB）近似，研究了锯齿形$α^{\prime}$ -硼纳米晶（$α^{\prime}$ -BNR）中自旋输运的理想控制.已经发现，当$α^{\prime}$ -BNR暴露于面外交换磁场时，在特定能量范围内，自旋向上和自旋向下状态都发生自旋分裂。因此，可以通过外部背栅电压调节入射电子的能量来控制电流的自旋极化。我们重点研究了铁磁（FM）或反铁磁（AFM）交换场对$α^{\prime}$ -BNR的边缘操纵，从而导致巨磁电阻和完美自旋过滤的出现。局部电流提供了纳米颗粒中电流自旋分布的最佳图像。为了观察系统对磁条邻近效应的响应，我们计算了各个站点的磁矩。然后，我们表明，在交换磁场的存在下，施加横向或垂直的电场给另一个控制工具的自旋极化的电流在一个恒定的能量。最后，通过在纳米颗粒边缘同时施加面内和面外交换磁场，我们实现了对散射区自旋旋转的控制。我们的研究保证了$α^{\prime}$ -BNR作为一个有前途的二维（2D）结构的自旋电子学的目的。
2022-10-14 cond-mat.mes-hall
Edge effect on resistance scaling rules in graphene nanostructures
我们报道了石墨烯纳米颗粒和石墨烯片（单层和双层）中边缘效应对室温输运的实验研究。通过测量低和高载流子密度下的电阻标度行为，我们发现单层纳米带的输运处于强局域化状态，这可以归因于边缘效应。我们发现，这种边缘效应可以通过增加宽度、降低载流子浓度或增加一层附加层来减弱。从石墨烯纳米颗粒到石墨烯片，数据显示出可能由于边缘效应的急剧变化而导致的输运机制的维度交叉。
2011-02-14 cond-mat.mes-hall
Ambipolar Surface Conduction in Ternary Topological Insulator Bi_2(Te_{1-x}Se_x)_3 Nanoribbons
我们报告了化学合成的Bi 2（Te 1-xSex）3纳米带的组成和栅极电压诱导的输运性质的调谐。研究发现，当x大于~ 10%时，Se浓度的增加有效地抑制了Bi_2（Te_（1-x）Sex）_3纳米带的体载流子输运，并诱导了半导化行为.在x ~ 20%的Bi 2（Te 1-xSex）3纳米带中，栅极电压使得厚度约为100 nm或大于100 nm的样品中的电阻（或电导）的双极调制成为可能，这表明无带隙表面态对输运的贡献显著增强。
2013-03-15 cond-mat.mes-hall
Diffusion theory of electrical contact resistance of "thermoelectric superlattice metal" couple
本文提出了热电超晶格（TES）-金属偶接触电阻的严格扩散理论，估计了传统抛物谱热电材料和Fivaz模型描述的超晶格接触电阻的极限。
2022-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reduction of interfacial thermal resistance of overlapped graphene by bonding carbon chains
深入研究界面热传输机理，降低界面热阻，对热管理和热调控具有重要意义。在此，通过进行分子动力学模拟，通过添加键合的碳链来大大降低重叠的石墨烯纳米带之间的界面热阻。并利用分析模型（交叉界面模型，CIM）分析和解释了交叉界面处的二维热输运机制。一个数量级的减少，界面热阻被发现作为石墨烯纳米带是由一个碳链键合。有趣的是，随着碳链数目的增加，界面热阻的下降速率逐渐减慢，这可以用基于CIM的理论关系式来解释。此外，通过CIM与传统简化模型的比较，验证了CIM的准确性，并在重叠的石墨烯纳米带。这为改善界面热输运提供了新的途径，也为揭示低维材料在热管理中的应用提供了新的机理。
2020-11-01 cond-mat.mes-hall
Edge modes and non local conductance in graphene superlattices
研究了石墨烯带隙莫尔超晶格中边缘模的存在性。我们发现超晶格能带获得有限的陈氏数，这导致了谷霍尔效应。色散边缘模式的存在下，证实了现实的纳米带的能带结构的计算使用紧束缚方法。这些边缘状态对无序只有微弱的敏感性，因为短程散射过程导致微米量级的平均自由程。这些结果解释了当化学势位于体超晶格间隙内时边缘电流的存在，并为氮化硼上石墨烯带中现有的非局部电阻率测量提供了解释。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
Negative differential resistance and magnetoresistance in zigzag borophene nanoribbons
我们研究了不同宽度的原始边缘硼纳米带（ZBNR）的输运性质，使用拳头原理计算。我们选择宽度为5和6的ZBNR作为奇数和偶数宽度。发现了偶氮和奇氮BNR的量子输运性质的差异，其中偶氮BNR和奇氮BNR具有不同的电流-电压关系。5-ZBNR在一定的偏压范围内表现出负微分电阻（NDR），而6-ZBNR表现为金属的特性，其电流随偏压的增加而增加。当两个电极的磁化方向相反时，可以显示出36%的自旋过滤效应。此外，磁阻效应出现在偶数N的ZBNR，最大值可达70%。
2017-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal geometric classification of armchair graphene nanoribbons by their properties in a staggered sublattice potential
我们证明了扶手椅型石墨烯纳米带在空间变化的交错亚晶格势中的带隙的拓扑性质。几个一般的标度律量化的带隙变化。结果发现，所有扶手椅型纳米带的描述取决于它们的宽度，其中之一是众所周知的无质量狄拉克条件，和其他两个我们称之为潜在的无间隙，和无间隙超晶格的三个不同的类之一。我们构建了一个有效的理论，忠实地再现这些结果，并明确的性质的竞争质量和重叠积分在一个特定的样本。最后，我们提出了几个系统，这些结果应该有相当大的光，这一切都已经在实验中实现。
2011-06-09 cond-mat.mes-hall
A theoretical investigation on the transport properties of armchair biphenylene nanoribbons
采用密度泛函理论研究了扶手椅型联苯纳米带。在晶胞中含有一个亚联苯基亚单元的纳米晶体是直接带隙大于1 eV的半导体，而含有四个亚联苯基亚单元的纳米晶体是金属。半导体纳米带具有57174 cm 2 V-1 s-1的高电子迁移率，优于扶手椅型石墨烯纳米带。在由半导体和金属纳米带组成的两种电子器件中观察到负微分电阻行为。开/关比约为10^3。所有这些都表明，扶手椅型联苯纳米带是超小型逻辑器件的潜在候选者。
2015-12-03 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent THz oscillator based on hybrid graphene superlattices
我们从理论上研究了具有自旋相关超晶格的偏置石墨烯杂化系统中布洛赫振荡的发生。自旋相关电位是通过沉积在带隙石墨烯纳米颗粒顶部的一组铁磁绝缘体条带来实现的，这诱导了石墨烯单层中电子态的邻近交换分裂。数值求解了Dirac方程，研究了自旋相关超晶格最低导带中的Bloch振荡。虽然两种自旋的布洛赫频率相同，但我们发现布洛赫振幅与自旋有关。这种差异导致太赫兹范围内的自旋极化交流电流。
2014-09-09 cond-mat.mes-hall
Non-monotonic resistance noise in the charge density wave pinned state in single nanoribbons of CDW conductor NbSe$_{3}$
电输运和宽带电阻噪声测量在超低频窗口（30 mHz - 8 Hz）的电荷密度波（CDW）导体NbSe $_{3}$的单纳米器件进行。在温度和电场范围内，预计CDW将被残余杂质完全钉扎，观察到迄今未见的噪声幅度与电场的非单调行为。这种行为可以归因于热激活的相位滑移事件的扩散，并且这种想法由Dutta-Horn关系描述的涂抹激活行为的观察所支持。噪声幅度的温度依赖性的某些特征不遵循指向CDW系统中的波动的复杂起源的激活行为。
2014-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Negative differential resistance in graphene-nanoribbon/carbon-nanotube crossbars: A first-principles multiterminal quantum transport study
我们模拟了石墨烯纳米管（GNR）和单壁碳纳米管（CNT）之间的量子输运，其中电子穿过它们之间的真空间隙。GNR覆盖纳米尺度区域上的CNT，同时它们的相对旋转为90度，从而形成四端子交叉杆，其中在CNT和GNR端子之间施加偏置电压。CNT和GNR分别基于其两端电导是否表现出作为费米能的函数的能隙而被选择为半导体或金属。我们发现在所有三个研究的设备-mGNR-sCNT，sGNR-sCNT和mGNR-mCNT交叉-这是不对称的，相对于改变偏置电压从正到负的非线性电流-电压（I-V）特性。此外，mGNR-sCNT交叉杆的I-V特性表现出具有低起始电压$V_\mathrm{NDR} \simeq 0.25$ V和峰谷电流比$\simeq 2.0$的负微分电阻（NDR）。交叉杆的重叠区域仅包含$\simeq 460$碳原子和氢原子，这为远低于国际半导体技术路线图所设想的最小水平长度尺度的纳米电子器件铺平了道路。我们的分析是基于非平衡格林函数形式主义结合密度泛函理论（NEGF-DFT），在那里我们还提供了一个概述，最近扩展的NEGF-DFT框架（最初开发的两个终端设备）的多端设备。
2013-07-31 cond-mat.mes-hall
Robust Low-Bias Negative Differential Resistance in Graphene Superlattices
本文详细研究了石墨烯超晶格共振隧穿二极管（RTD）的低偏置电流-电压（I-V）特性，该器件采用异质结构衬底，并在石墨烯片上放置一系列接地金属平面，以诱导周期性调制的狄拉克能隙和费米速度势垒。采用传输矩阵方法，在Landauer-Buttiker理论框架下研究了GSL参数对I-V特性的影响。我们展示了如何工程这些参数的结果在多峰NDR在建议的设备。此外，我们提供了一个新的途径来控制在GSL中的NDR费米速度工程。从这个角度出发，我们在GSL中通过小带排列获得了多峰NDR。相关速度为1.9，偏置电压为70-130 mV时，最大峰谷比（PVR）可达167。我们在低偏压区和高PVR多峰负阻方面的发现对于多值存储功能电路、低功耗和高速纳米电子器件的应用具有重要意义。
2017-02-21 cond-mat.mes-hall
Investigating thermal transport in knotted graphene nanoribbons using non-equilibrium molecular dynamics
在这项工作中，我们通过非平衡分子动力学模拟研究了石墨烯纳米带的热输运中的结的效果。我们考虑的情况下，一个，两个，和三个节点。温度跳跃出现在结所处的温度曲线中，这表明它们在系统中引入热阻，类似于存在于两种不同材料和/或具有缺陷和/或晶格畸变的单一材料之间的界面Kapitza电阻。我们发现，由每个单独的结引入的热阻基本上是相同的，因为总电阻随着结的数量线性增加，因为它们表现为串联关联的热阻。此外，布置中每个结之间的相对位置不会强烈地影响由温度梯度产生的热流，显示出弱的热整流效应。
2022-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of the quantum valley Hall state in ballistic graphene superlattices
在石墨烯超晶格中，体拓扑电流可以导致长程电荷中性流和狄拉克点附近的非局域电阻。这些现象的弹道版本从未被探索过。在这里，我们报告弹道石墨烯超晶格的输运性质。这使我们能够研究和利用巨大的非本地电阻与一个大的谷霍尔角没有磁场。在低温状态下，会发生一种新的物质状态的交叉，称为量子谷霍尔态（qVHS），它是没有磁场的量子霍尔态的模拟。此外，一个非本地的电阻平台，这意味着刚性的qVHS，出现作为磁场的函数，并观察到该平台的崩溃，这被认为是谷/赝自旋磁性的表现。
2018-05-30 cond-mat.mes-hall
Negative differential resistance in Van der Waals heterostructures due to moiré-induced spectral reconstruction
在范德瓦尔斯异质结构中，由于晶格常数之间的失配和组成二维晶体的晶体学方向的错位，莫尔超晶格的形成是常见的。我们从理论上讨论了范德华隧道晶体管中的电子输运，其中一个电极由两个晶体制成，在其界面形成莫尔超晶格。通过研究含有对齐的石墨烯/六方氮化硼异质结构或扭曲的双层石墨烯的结构，我们表明，负微分电阻是可能的，在这样的晶体管作为超晶格引起的电子态密度的变化的结果，而不需要动量守恒隧道存在于高品质的剥离设备。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall
Non-invasive nanoscale potentiometry and ballistic transport in epigraphene nanoribbons
提出一种高分辨率混合扫描探针技术，以 nm 和 $μ$V 分辨率绘制 epigraphene 纳米带的局部电阻与电化学势，揭示了其在室温环境下的微米级弹道输运现象。
2020-02-25 cond-mat.mes-hall
Nanoelectronic devices based on twisted graphene nanoribbons
我们认为，扭曲的石墨烯纳米带受到横向电场可以作为各种纳米电子器件，如可调隧道二极管的电流-电压特性控制的横向场。使用密度泛函紧束缚方法来解决由扭转引起的机械应变的影响，我们表明，电子输运性质几乎不受应变在相关情况下，并提出了一个简化的紧束缚模型，给出了可靠的结果。横向电场沿纳米晶产生周期性静电势，导致超晶格状能带能带结构的形成，并产生不同的显著的电子性质。我们证明，如果纳米晶体管的几何形状和工作点被适当地选择，该系统可以作为场效应晶体管或具有非线性电流-电压特性的设备，表现出一个或多个区域的负微分电阻。后者打开了应用的可能性，如纳米级放大器，发电机和具有多个逻辑状态的新一类设备的有源元件。
2018-12-13 cond-mat.mes-hall
Optimized minigaps for negative differential resistance creation in strongly delta-doped (1D) superlattices
“原子锯法”利用二维（2D）量子阱超晶格中的位错通道来创建周期性滑移层和一维（1D）量子线超晶格。这种空间结构的样品上的允许的能量的影响进行了分析的情况下，GaAs d掺杂超晶格。如果它们足够大，则出现在1D能带结构中的各种微型间隙可能是这些系统中存在具有高临界电流的负微分电阻（NDR）的原因。其目的是确定在样品参数方面的微型间隙的演变，并获得确定NDR可能出现的2D和1D结构特征的方法。
2007-08-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Paramagnetic centers in graphene nanoribbons prepared from longitudinal unzipping of carbon nanotubes
电子自旋共振（ESR）研究了通过纵向解链多壁碳纳米管（MWCNTs）制备的石墨烯纳米带（GNRs），发现存在与C相关的悬挂键中心，表现出顺磁性特征。原始或氧化的石墨烯纳米带（OGNR）的ESR信号展宽是根据未分辨的超精细结构来解释的，并且在还原的GNR（RGNR）的情况下，ESR信号的展宽可能是由于还原时电导率的增强。从ESR线宽-温度数据观察到的自旋动力学反映了通过局域态的可变范围跳跃（VRH）机制，与电阻-温度数据一致。
2010-06-25 cond-mat.mes-hall
Tunable nano Peltier cooling device from geometric effects using a single graphene nanoribbon
基于石墨烯中的曲率诱导掺杂现象，我们提出了一类由几何效应产生的Peltier冷却器件，没有门控。我们展示了如何将石墨烯纳米纤维放置在弯曲的纳米圆柱体阵列上，以创建一个有针对性的可调冷却设备。使用两种不同的方法，不等格林函数（NEGF）的方法和实验输入，我们预测，这样的设备的冷却功率可以接近千瓦/厘米2的顺序，与最知名的技术，使用标准的超晶格结构。这里提出的结构有助于为设计使用几何结构而不是门控来控制设备的石墨烯电子器件铺平道路。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall
Electrical observation of a tunable band gap in bilayer graphene nanoribbons at room temperature
我们研究了室温下双层石墨烯纳米带的输运性质。该器件采用传统的CMOS兼容工艺制造。通过分析在电荷中性点的电阻作为垂直于石墨烯表面施加的电场的函数的依赖性，我们表明，在态密度的带隙打开，达到有效值约sim50 meV。这证明了双层石墨烯在常规CMOS环境中作为FET沟道材料的潜力。
2010-01-28 cond-mat.mes-hall
Topological Band Engineering of Graphene Nanoribbons
拓扑绝缘体（TI）是一类新兴的材料，其在保持绝缘体的同时具有高度鲁棒的间隙内表面/界面态。虽然该领域中最显着的科学进展集中在2D和3D中的TI和相关拓扑晶体绝缘体上，但最近的理论工作预测了石墨烯纳米带（GNR）中存在1D受保护的拓扑相。这些横向受限的石墨烯半导体条的拓扑相位由它们的宽度、边缘形状和终止单位晶胞决定，并且其特征在于Z2不变量（类似于1D孤子系统）。拓扑结构不同的GNRs之间的接口，其特征在于不同的Z2预测支持半填充的间隙局域电子状态，可以在原则上，被用作材料工程的工具。在这里，我们提出了合理的设计和实验实现的拓扑工程GNR超晶格，主机的一维阵列的这种状态，从而产生否则无法访问的电子结构。这种策略还使新的最终状态能够直接设计到1D GNR超晶格的末端。在超高真空（UHV）条件下，利用分子前驱体在Au（111）表面合成了具有原子精确拓扑结构的GNR超晶格，并通过低温扫描隧道显微镜（STM）和光谱学（STS）对其进行了表征。我们的实验结果和第一性原理计算表明，GNR超晶格的前沿能带结构完全由相邻拓扑界面态之间的耦合决定.这种新颖的一维拓扑相的表现形式提出了一个全新的路线，带工程的基础上精确控制其电子拓扑结构的一维材料，是一个有前途的平台，为未来的研究一维量子自旋物理。
2018-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical properties of in-plane-implanted graphite nanoribbons
我们研究了低能量（30 keV）离子注入的Ga+在平行于石墨烯平面（垂直于c轴）的方向上的宽度约为500 nm的取向石墨带的效果。我们的实验已经可重复地显示了植入后电阻的降低，这与我们的器件中离子通道的发生一致。我们的研究结果允许在介观石墨中的载流子浓度的调制的新方法。
2018-06-26 cond-mat.mes-hall
Topological Valley Currents in Bilayer Graphene/Hexagonal Boron Nitride Superlattices
石墨烯超晶格作为一种新兴的量子超材料，最近引起了人们越来越多的兴趣。本文报道了在双层石墨烯（BLG）超晶格中观察到的非局域输运，这种超晶格被两层六方氮化硼（hBN）层包裹，形成hBN/BLG/hBN莫尔超晶格。然后，我们采用这些超晶格检测使用全电方法的长程电荷中性谷电流。反转对称性破缺的云纹超晶格导致在电荷中性点（CNP）处积累具有Berry曲率的热点，并且它包含CNP的卫星。我们观察到非局部电阻的顺序为1 $\text{k}Ω$，它服从一个标度关系。这种非局域电阻是从量子霍尔效应演化而来的，但没有磁场/时间反演对称性破缺，这与热点诱导的拓扑谷电流有关。这项研究将为发展一种贝里相敏探针探测具有反转对称性破缺的带隙狄拉克材料中的热点铺平道路。
2019-06-23 cond-mat.mes-hall
Magnetophonon Resistance Oscillations in Structures with a GaAs Quantum Well and Barriers of AlAs/GaAs$\langleδ$-Si$\rangle$ Superlattices
Ioffe Physical-Technical Institute（约费物理技术研究所）；Rzhanov Institute of Semiconductor Physics（日哈诺夫半导体物理研究所）
研究了含 GaAs 量子阱和 AlAs/GaAs 超晶格势垒样品中电子与光学、声学声子的共振散射相关振荡，发现 MPR 不依赖系统维度等，二维结构中 N = 1 振荡幅度受散射机制影响，PIRO 在特定样品中与子带间跃迁相互干涉。
2026-07-10 cond-mat.mes-hall
Unconventional satellite resistance peaks in moiré superlattice of h-BN/ AB-stacked tetralayer-graphene heterostructure
大多数关于由h-BN和石墨烯堆叠形成的莫尔超晶格的研究都集中在单层石墨烯上;对多层石墨烯的了解较少。在这里，我们表明，多层石墨烯的莫尔超晶格显示出由超晶格结构影响的各向异性费米表面产生的新特征。h-BN/AB堆叠的四层石墨烯异质结构的莫尔超晶格表现出电阻率峰，其显示出对垂直电场的复杂依赖性。这些峰不是由于二次狄拉克锥的形成，而是由于各向异性费米面的折叠而导致的能隙的打开。此外，超晶格峰是由轻质量和重质量的双层带通过超晶格势混合而产生的。间隙不是在超晶格布里渊区的边界上打开，而是在其内部打开，这反映了多层石墨烯费米表面的各向异性。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Reproducible Ohmic bismuth contacts to $\textrm{MoS}_2$ nanotubes and nanoribbons
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Institute Jožef Stefan（约瑟夫·斯蒂芬研究所）
本研究通过使用半金属铋和优化工艺步骤，实现了对MoS₂纳米管和纳米带的可重复欧姆接触，解决了接触电阻分散问题，器件室温两点电阻中位值为340 kΩ。
2026-06-27 cond-mat.mes-hall
First principles design of divacancy defected graphene nanoribbon based rectifying and negative differential resistance device
本文采用密度泛函理论和非平衡格林函数方法，对555-777双空位缺陷扶手椅型石墨烯纳米颗粒（AGNR）的电子结构以及由一个缺陷电极和一个N掺杂电极构成的AGNR基双端器件的输运性质进行了详细的研究。555-777 DV缺陷的引入导致π和π* 带向较高能量值移动，这表明费米能级向较低能量移动。在缺陷和N掺杂的AGNR结上观察到了与传统pn结非常相似的势垒的形成。电流在正、负偏压下的显著不对称性表明器件具有二极管特性，在较宽的偏压范围内具有较高的整流效率。该器件还显示出强大的负微分电阻（NDR），具有非常高的峰谷比。的电极的能量状态的移动和施加偏压的传输函数的修改的分析提供了一个洞察观察到的I-V特性的非线性和不对称性。还讨论了输运性质随带宽的变化。
2015-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
MoRe Electrodes with 10-nm Nanogaps for Electrical Contact to Atomically Precise Graphene Nanoribbons
本文使用超导合金MoRe和Pd与9原子宽扶手椅型石墨烯纳米带建立电接触，开发PMMA辅助转移技术并制备了10 nm间隙的针状电极，在基于GNR-MoRe的晶体管中观测到热激活的栅极可调电导。
2023-06-28 cond-mat.mes-hall
Enhanced thermoelectric performance of twisted bilayer graphene nanoribbons junction
采用第一性原理计算，结合Landauer-Buttiker和Boltzmann理论，研究了扭曲双层石墨烯纳米结（TBGNRJ）在$0^o$、$21.8^o$、$38.2^o$和$60^o$旋转角下的电子输运和热电性质.结果表明，在$\pm$ 0.2 V偏压下，TBGNRJ在$21.8^o$和$38.2^o$旋转角上呈现负微分电阻（NDR）.更重要的是，在300 K下，在$21.8^o$旋转角下可以获得2.0、2.7和6.1的三个峰值ZT值。TBGNRJ出色的ZT值被解释为在优化的角度下降低的热导率和增强的电导率的组合。
2018-11-04 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Transport through ultra-narrow Zigzag Graphene Nanoribbons: non-equilibrium charge and bond currents
研究了超窄石墨烯纳米带（sub- $10nm$）中的电子非线性输运. { \it odd}锯齿型石墨烯纳米带（ZGNR）在正负极性下的I-V特性曲线均出现负微分电阻（NDR）稳定区。这种负折射率起源于一个由选择规则引起的输运能隙，该规则阻止了ZGNR的断开能带之间的电子跃迁。基于这一转变规律，电流的开/关比随着带长的增加呈指数增加，直到$10^5$。此外，电荷效应和键电流的空间分布也研究了通过使用非平衡格林函数形式主义的存在下，在平均场水平的电子-电子相互作用。另一方面，我们还进行了通过钝化的石墨烯纳米颗粒的传输的{ \it ab initio}密度泛函理论计算，以证明传输带隙对锯齿形边缘的氢终止的鲁棒性。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall
Platinum contacts for 9-atom-wide armchair graphene nanoribbons
针对石墨烯纳米带电极接触难题，将9原子宽扶手椅型石墨烯纳米带转移至预图案化铂电极，制备出无聚合物场效应晶体管，电阻较此前报道低2-4个数量级，理论计算验证铂的强耦合高透射优势。
2023-01-31 cond-mat.mes-hall
Non-Destructive Low-Temperature Contacts to MoS2 Nanoribbon and Nanotube Quantum Dots
二硫化钼纳米带和纳米管是具有强自旋轨道相互作用的准一维半导体，是一种在量子电子学应用中极具前景的纳米材料。在这里，它表明，铋半金属层之间的接触金属和这种纳米材料大大提高了接触的性能。在室温下观察到100 k $Ω$量级的两点电阻。在低温下，库仑阻塞是可见的。由此产生的稳定性图表明，与之前使用低功函金属作为接触点的设备相比，接触点处明显不存在陷阱态以及相应的无序。在低于100 mK的温度下观察到单能级量子输运。
2023-03-10 cond-mat.mes-hall
Correlated Insulating States and Transport Signature of Superconductivity in Twisted Trilayer Graphene Moiré of Moiré Superlattices
二维材料层以小的扭曲角堆叠，产生比原始晶格大得多的尺度上的跳动周期性图案，称为莫尔超晶格。当堆叠涉及两个以上的层，相邻层之间具有独立的扭曲角时，它会产生莫尔超晶格的莫尔，具有控制系统行为的多个长度尺度。在这里，我们证明了在扭曲的三层石墨烯与两个连续的小扭曲角的高阶莫尔超晶格的这些效果。我们报告了在极低的载流子密度（~1010 cm-2）下莫尔超晶格的莫尔半填充附近的相关绝缘态，在此附近，我们还报告了通常在2D超导体中预期的零电阻输运行为。此外，在完全占用（v = -4和v = 4）状态下测量的电阻的温度依赖性是半金属的，不同于扭曲双层系统的绝缘行为，提供了连续的，非孤立的高阶莫尔平坦带的紧急相关输运行为的第一个演示。我们的研究结果为莫尔关联态的微观机制提供了新的见解，并为该材料平台上的未来研究提供了动力，例如相位相干性和Meissner效应的演示。
2020-12-02 cond-mat.mes-hall
Quantum transport in topological surface states of Bi$_2$Te$_3$ nanoribbons
准一维拓扑绝缘体纳米线是超导混合体系中的一种新兴的候选结构，可用于实现基于马约拉纳费米子的量子计算方案。然而，在技术上难以制造以及识别拓扑绝缘体纳米线的1D极限。在这里，我们研究了选择性生长的Bi $_2$ Te $_3$拓扑绝缘体纳米带和纳米霍尔棒在低温下的拓扑特性。霍尔条被限定在硅（111）衬底上的深蚀刻的Si $_3$ N $_4$ /SiO $_2$纳米沟槽中，随后通过分子束外延进行选择性区域生长工艺。选择性区域生长有利于器件质量，因为不需要执行后续制造来使纳米带成形。进行传输线测量以评估所施加的Ti/Au接触的接触电阻以及Bi $_2$ Te $_3$二元拓扑绝缘体的电阻率。在这些非故意$n$掺杂的Bi $_2$ Te $_3$拓扑绝缘体纳米霍尔棒的扩散输运机制中，我们通过分析角度相关的通用电导波动谱来识别可区分的电子轨迹。当样品从垂直于平行磁场取向倾斜时，这些高频通用电导波动与源自环绕纳米取向截面的拓扑保护表面态的低频Aharonov-Bohm型振荡合并。对于500 nm宽的霍尔条，我们还确定了低频Shubnikov-de Haas振荡的垂直场方向，揭示了一个拓扑高迁移率的2D传输通道，部分解耦的大部分材料。
2020-01-24 cond-mat.mes-hall
Dual-gated hBN/bilayer-graphene superlattices and the transitions between the insulating phases at the charge neutrality point
我们报道了双栅六方氮化硼（hBN）/双层石墨烯（BLG）超晶格的输运性质。这里，BLG是非扭曲的，即，一般型斑叶.本文主要研究了普通BLG的电荷中性点。在垂直磁场作用下，通过改变位移场的方法检测了CNP中两个绝缘相之间的相变，并研究了其电阻温度特性和磁阻效应。这项工作为探索hBN/BLG超晶格的全局相图开辟了途径。
2022-11-18 cond-mat.mes-hall
Edge-state transport in twisted bilayer graphene
本文研究1.696°扭曲双层石墨烯，发现超晶格能隙中的边缘局域态可承载接近电导量子的电流并产生非局域电阻，揭示了边缘态输运与纳米带切割方式的关系。
2024-07-05 cond-mat.mes-hall
Design of Atomically Precise Nanoscale Negative Differential Resistance Devices
将器件尺寸缩小到纳米范围对传统器件设计提出了重大挑战，这是由于纳米级尺寸上的潜在电流泄漏以及在处理原子级组件时保持再现性的需要。在这里，我们研究基于原子级精确的石墨烯纳米带的负微分电阻（NDR）器件。传统的双势垒共振隧穿二极管NDR结构的计算评估揭示了原子尺度上的重要问题，即需要在实现高峰值电流的同时最大限度地减少引线之间的隧穿电流。我们提出了一种新的器件结构，包括多个短段，使高电流的电子水平跨段对齐，同时扩大引线之间的隧穿距离。建议的结构可以建立与原子精度使用扫描隧道显微镜（STM）的尖端在合成扶手椅纳米粒子的中间阶段。还提出了在界面处的带对准的实验评估和所制造的器件的有源部分的STM图像。这种理论与实验相结合的方法为设计具有原子精度的纳米级器件开辟了新的途径。
2018-10-19 cond-mat.mes-hall
Edge state transport through disordered graphene nanoribbons in the quantum Hall regime
石墨烯纳米带中存在强无序在高电荷密度下产生低迁移率扩散传输，而在低密度下发生传输间隙。在这里，我们调查的纵向和横向的磁阻窄（60 nm）纳米取向在六端霍尔酒吧的几何形状。在B= 11 T时，在$σ_{xy}=\pm2e^2/h$、$\pm6e^2/h$和$\pm10e^2/h$处出现量子霍尔平台，其朗道能级间距大于朗道能级展宽。有趣的是，当零能量朗道能级出现在电荷中性点时，量子霍尔机制中的输运能隙并没有消失，这意味着它不能起源于横向限制能隙。在高电荷密度，纵向和霍尔电阻表现出可再现的波动，这是最明显的霍尔平台之间的过渡区。偏置相关的测量强烈表明，这些波动可以归因于无序带中的相位相干散射。
2012-08-31 cond-mat.mes-hall
I-V Characteristics of Graphene Nanoribbon/h-BN Heterojunctions and Resonant Tunneling
采用密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）方法，对石墨烯片/h-BN异质结（GS/h-BN）和11-扶手椅型石墨烯纳米晶异质结（11-AGNR/h-BN）的电学性质进行了第一性原理计算.由于11-AGNR属于AGNR的导电（3 n-1）族，因此两者都是具有两个横向排列的h-BN的金属纳米材料，h-BN是一种宽禁带半导体。两个h-BN阵列充当双屏障。用密度泛函理论和NEGF方法计算了GS/h-BN和11-AGNR/h-BN的透射函数和I-V特性，结果表明它们发生了量子双势垒隧穿。TF在两种材料中变得非常尖锐，并且它导致阶梯式I-V特性而不是负电阻，这是半导体中双势垒的典型行为。
2018-02-14 cond-mat.mes-hall
