Elastic and non-linear stiffness of graphene: a simple approach
关于石墨烯的杨氏模量和三阶弹性刚度的最近实验[Science \textbf{321}，385（2008）]以非常简单的方法很好地解释，其中石墨烯由简化系统描述，并且非线性相互作用的力常数由Tersoff-Brenner势估计。
2010-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Singular elastic strains and magnetoconductance of suspended graphene
悬挂在电触点或其他刚性支撑物上的石墨烯膜易于发生弹性应变，其集中在样品的边缘和角落。这种应变导致代数变化的有效磁场，其在亚微米宽的薄片中可以达到几特斯拉。在量子霍尔机制中，有效磁场和物理磁场的相互作用导致手征边缘通道的反向散射，这可以破坏量子化电导平台。
2010-04-07 cond-mat.mes-hall
Elastic response of the electron fluid in intrinsic graphene: The collisionless regime
电子流体在有限频率下的弹性响应由电子粘度$η(ω)$定义。我们确定$η(ω)$的石墨烯在电荷中性点在碰撞制度，包括由于电子-电子库仑相互作用的领先的修正。我们发现相互作用校正$η(ω)$是显着更大的，如果相比相应的校正的光学电导率。此外，我们发现可比的贡献，由于单粒子和多粒子效应的动态动量通量。我们还表明，$η(ω)$是直接相关的非局部能量流响应的石墨烯在狄拉克点。在无碰撞制度的粘度确定的帮助下，在Kubo形式主义的应变发生器。在这里，描述其两个子晶格的石墨烯的伪自旋在获得满足旋转对称系统的对称性的粘度张量方面起着重要作用。
2018-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Elastic properties of hydrogenated graphene
存在氢化石墨烯的三种构象异构体，称为椅型、船型或搓板型石墨烷。这些系统具有映射到石墨烯支架上的完美的二维周期性，但它们的特征在于$sp^3$轨道杂化，具有不同的晶体对称性，并且在加载时表现出其他行为。通过第一性原理计算，我们确定了它们的结构和声子性质，以及我们建立了它们的相对稳定性。通过连续体弹性，我们定义了一个模拟协议，通过计算机实验测量其线性和非线性弹性模量，我们实际上通过第一原理计算它们。我们认为，所有的graphane构象响应任何任意取向的延伸与一个小得多的横向收缩比计算石墨烯。此外，我们提供的证据表明，船石墨烷沿扶手椅和锯齿形的碳蜂窝晶格的主方向（轴向拉胀弹性行为）有一个小的和负的泊松比。此外，我们表明，椅子石墨承认软化和硬化超弹性，取决于所施加的载荷的方向。
2010-10-25 cond-mat.mes-hall
Local sublattice symmetry breaking for graphene with a centro-symmetric deformation
为了研究石墨烯上可测量的应变特征，我们计算了具有单个中心对称面外变形的无限大石墨烯片的局域态密度（LDOS）。我们专注于小变形的制度，并表明，应变引起的伪磁场诱导的LDOS之间的两个三角形的石墨烯子晶格的变形区域的不平衡。真实空间成像揭示了一个特征性的六重对称模式，其中亚晶格对称性在每个折叠内被打破，与实验和紧束缚观测一致。我们研究的开放几何使我们能够利用通常的连续模型的石墨烯，并获得独立的边界条件的结果。我们提供了一个解析微扰表达式的LDOS的每个子晶格之间的对比度，显示作为变形的幅度和宽度的函数的标度律。我们证实了我们的结果，数值精确的迭代散射矩阵方法。
2015-04-17 cond-mat.mes-hall
Linear response function in the presence of elastic scattering: plasmons in graphene and the two-dimensional electron gas
在线性响应理论中，我们推导出一个响应函数，该函数充分考虑了弹性散射的影响，并且在长波长极限之外是有效的。我们将该理论应用于石墨烯和二维电子气（2DEG）中的等离子体激元，在随机相位近似下，对于前者考虑带内和带间激发。散射环修改的色散关系表明，低于临界散射强度$γ_c$，简单地与等离子体频率$ω$，没有等离子体是允许的。石墨烯中带内和带间跃迁的临界强度$γ_c$和允许的$(ω, q)$等离子体激元谱是不同的。在石墨烯和2DEG中，对于小的$ω$，强度$γ_c$迅速下降，但是对于大的$ω$，下降得慢得多。
2018-01-15 cond-mat.mes-hall
Tuning transport properties on graphene multi-terminal structures by mechanical deformations
由于石墨烯的高机械柔性和传输特性发生有趣变化的可能性，由碳基材料制成的应变器件已经被推高。已经提出了适当设计的应变系统，以允许优化的传输响应，可以在实验实现中探索。在多终端系统中，不同几何形状的方案之间的比较对于表征由机械变形引入的修改是重要的，特别是如果变形位于系统的中心部分或在大区域中延伸。然后，在本分析中，我们研究了应变对三角形和六边形石墨烯薄片的输运性质的影响，这些石墨烯薄片具有锯齿形和扶手椅形边缘，连接到由半无限石墨烯纳米带形成的三个电子端子。使用格林函数形式主义与圆形重整化方案，和一个单带紧束缚近似，我们发现，共振隧穿传输变得相关，更受本地化变形的六方石墨烯片。此外，三角形系统的变形延伸到引线，如纵向三折叠型，被示出为一个有趣的场景，用于构建纳米级波导的电子电流。
2018-02-26 cond-mat.mes-hall
Elastic deformations and Wigner-Weyl formalism in graphene
本文讨论了具有弹性形变的$Z_2$亚晶格对称性的固体物理紧束缚模型及其重要特例--石墨烯紧束缚模型。为了描述电子准粒子的动力学，我们探索Wigner-Weyl形式。它允许在缓慢变化的外部电磁场和由弹性形变引起的跳跃参数的非均匀修改的存在下计算两点格林函数。所发展的形式允许我们考虑弹性形变和磁场变化对量子霍尔效应的影响。
2019-05-27 cond-mat.mes-hall hep-lat
Lattice deformation induced by hot carriers in graphene
本文研究了高强度短脉冲激光在石墨烯中产生的热电子在电子-声子弛豫时间内引起晶格形变的机制，并提出了一种描述该瞬态电子-晶格形变的玻尔兹曼方程。
2024-02-20 cond-mat.mes-hall
Scaling behavior and strain dependence of in-plane elastic properties of graphene
我们通过原子模拟表明，在热力学极限下，石墨烯在有限温度下的面内弹性模量随着系统尺寸$ L $而消失，作为与$ η_u \simeq 0.325 $的幂律$ ~ L^{-η_u} $，与膜理论一致。我们的模拟清楚地揭示了石墨烯弹性模量的大小和应变依赖性，可以与实验数据进行比较。虽然最近测得的拉伸应变系统的杨氏模量的渐近值和从{ \it ab initio}计算值之间的差异的2倍仍然没有解决，我们的结果解释了实验观察到的增加超过2倍的拉伸应变只有几个permile。我们还讨论了泊松比的缩放，我们的模拟不同意的自洽屏蔽近似的预测。
2015-08-21 cond-mat.mes-hall
Uniform pseudomagnetic fields in graphene: corrections due to lattice deformations
最近，应变石墨烯中电子的标准描述已经通过明确包含晶格变形而完成。在这里，这些晶格校正的效果被考虑到，以找到在应变石墨烯内部产生均匀伪磁场的机械变形。与以前的矩形几何方案相比，主要区别在于需要拉伸锯齿形和扶手椅形边缘。
2013-03-06 cond-mat.mes-hall
Band engineering and elastic properties of strained armchair graphene nanoribbons: semiconductor vs metallic characteristics
扶手椅型石墨烯纳米带中的奇数个锯齿形边缘及其机械性能（例如，杨氏模量、泊松比和剪切模量）对于石墨烯基光电子器件中的带隙工程具有潜在的兴趣。在本文中，我们考虑在扶手椅型石墨烯纳米带的扶手椅型边缘处用氢钝化，然后施加应变来调节带隙。使用密度泛函理论计算，我们的研究发现，精确控制应变可以允许调整带隙从半导体到金属，然后再次切换回半导体。此外，我们还表明，氢分子钝化的应变石墨烯纳米晶可以具有大的面外变形，展示了松弛形状石墨烯的性质。我们用结合能来表示氢引起的应变。最后，我们研究了应变对石墨烯纳米带力学性能的影响，这些力学性能可用于制作基于石墨烯纳米带的应变电子器件。
2019-01-03 cond-mat.mes-hall
Multifractal wave functions of charge carriers in graphene with folded deformations, ripples or uniaxial flexural modes: analogies to the quantum Hall effect under random pseudomagnetic fields
通过在Dirac方程中引入赝电磁场，研究了石墨烯在任意单轴变形（如折叠或弯曲场）下的电子行为。因此，一般的折叠研究表明，单轴变形可以被认为是赝磁场的库仑规范规范。这允许给出费米（零）能量模式波函数的表达式。对于随机变形，与以前的工作在随机磁场下的量子霍尔效应，表明态密度具有幂律行为和零能量模式波函数是多重分形。这暗示了一种不寻常的电子速度分布。此外，它表明，一个强大的Aharonov-Bohm伪效应的产生。对于更一般的非单轴一般弯曲应变，不可能使用库仑计。这里给出的结果有助于定制石墨烯单轴变形以实现特定的波函数。
2023-03-22 cond-mat.mes-hall
Gaussian deformations in graphene ribbons: flowers and confinement
几何和电子性质的耦合是一个很有前途的场所，工程师在石墨烯的导电性能。限制添加到应变允许不同的传输机制与潜在的设备应用的相互作用。为了研究有限几何条件下的应变输运特征，我们专注于具有圆对称变形的石墨烯纳米带（GNR）。特别是，我们研究GNR与非均匀，平面外高斯变形，连接到水库。我们观察到在变形区域的状态密度的增强，伴随着电导的降低，信号的存在下的受限状态。局域态密度呈现出六重对称结构，具有振荡的子晶格占据不对称性，在很宽的能量和模型参数范围内持续存在。
2014-07-04 cond-mat.mes-hall
Elastic constants of graphene: Comparison of empirical potentials and DFT calculations
对常用的经典原子间相互作用势描述石墨烯弹性性质的能力进行了检验。考虑了Tersoff势、Brenner反应键级势REBO-1990、REBO-2000、REBO-2002和AIREBO以及LCBOP、PPBE-G、ReaxFF-CHO和ReaxFF-C2013。通过静态能量计算研究了石墨烯在单轴拉伸下的线性和非线性弹性响应。的杨氏模量，泊松比和高阶弹性模量进行了验证对实验测量和从头算研究的参考数据。进行密度泛函理论计算，以补充在小但有限的伸长率的有效杨氏模量和泊松比的参考数据。据观察，对于所有考虑的潜力，弹性能量显着偏离简单的二次依赖性已经在几个百分点的伸长率。然而，LCBOP提供了与参考数据一致的结果，因此真实地描述了石墨烯的面内变形。合理的协议也观察到计算便宜的PPBE-G潜力。REBO-2000、AIREBO和REBO-2002给出了三阶弹性模量符号错误的强非线性弹性响应，其结果与参考数据相差甚远。ReaxFF势大大高估了泊松比。此外，ReaxFF-C2013显示了有限伸长率下的许多数值伪影。石墨烯的弯曲刚度也通过大直径碳纳米管的静态能量计算得到。在这种情况下，使用REBO-2000，REBO-2002和ReaxFF势实现与实验和从头计算数据的最佳一致。因此，所考虑的势都没有充分描述石墨烯的面内和面外变形。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall
Rashba spin-orbit interaction enhanced by graphene in-plane deformations
石墨烯存在于单层碳晶体中，其中2个$p_z$电子在费米能级附近显示线性色散关系，方便地由$2+1$时空中的无质量狄拉克方程描述。自旋轨道效应在能带结构中打开了一个间隙，并为操纵导电电子自旋提供了前景。在石墨烯中操纵自旋-轨道耦合的方法通常通过对金属的邻近效应来评估，所述金属不损害未扰动系统的迁移率并且可能在石墨烯层中引起应变。在这项工作中，我们探讨了$\rm{U(1)}\times SU(2)$规范场，从一个垂直的电场下的石墨烯片均匀拉伸的结果。考虑这样的变形是特别相关的，因为从紧束缚和DFT计算中已知的小键变形的Rashba耦合在30-50%之间的反直觉增强。我们报告的可访问的变化，可以操作的能带结构在附近的K点作为变形强度和方向的函数。
2017-04-03 cond-mat.mes-hall
Elastic Screening of Pseudogauge Fields in Graphene
本文通过分子动力学模拟揭示石墨烯中光学晶格位移对赝规范场的屏蔽效应，证明以往连续介质弹性方法高估了应变诱导赝磁场强度，对扭转双层和波纹状石墨烯的电子性质研究具有重要修正意义。
2025-04-10 cond-mat.mes-hall
Pseudospin and Deformation-induced Gauge Field in Graphene
从赝自旋和与赝自旋耦合的规范场的角度，综述了石墨烯中费米能级附近$π$电子的基本性质。本文报道了规范场在电子-声子相互作用和边缘态中的应用。
2008-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlations in the elastic Landau level of spontaneously buckled graphene
范德瓦尔斯材料中几乎平坦的能带产生的电子相关性已经被证明是设计人工量子物质的强大舞台，包括超导体，相关绝缘体和拓扑物质。这种现象已经在各种扭曲的范德华材料中实验观察到，例如石墨烯和二硫属化物多层膜。在这里，我们表明，自发屈曲的石墨烯可以产生一个相关的状态，从一个弹性的伪朗道水平出现。我们的研究结果建立在最近的实验结果之上，该实验结果报告说，当放置在hBN或NbSe $_2$衬底上时，褶皱的石墨烯片松弛，形成周期性的长程屈曲图案。在赝轴规范场存在下，低能物理可以用电子精确描述，导致亚晶格极化朗道能级的形成。此外，我们验证了在零朗道能级的高态密度导致形成一个周期性调制的亚铁磁基态，它可以通过施加外部电场来控制。我们的研究结果表明，周期性应变石墨烯是一个多功能的平台，探索新兴的电子态所产生的相关弹性朗道能级。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall
The deformation of wrinkled graphene
通过拉曼光谱研究了化学气相沉积（CVD）法制备的单层石墨烯在聚酯薄膜基底上的形变。已经发现，CVD石墨烯的微结构由被褶皱材料分开的平坦单层石墨烯的岛的六边形阵列组成。在变形期间，发现每单位应变的拉曼2D带波数的移位速率小于机械剥离的石墨烯的平坦薄片的移位速率的25%，而每单位应变的带加宽速率为剥离的材料的约75%。这种不寻常的变形行为已被建模的机械隔离的石墨烯岛分开的石墨烯皱纹，在每个石墨烯岛中的应变分布确定使用剪切滞后分析。拉曼激光束光斑的大小和位置的影响也被纳入模型。预测符合良好的行为实验观察到的拉曼光谱带的位移和加宽的褶皱CVD石墨烯。还讨论了褶皱对石墨烯增强纳米复合材料的效率的影响。
2015-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acoustoelectric current in graphene due to electron deformation potential and piezoelectric phonon couplings
最近的研究强烈表明，石墨烯可以用作将表面声波转换为声电流的通道材料，这是各种令人兴奋的技术应用的资源。在理论方面，声子放大/衰减和声电电流在石墨烯中的低温下的研究报告了近似的分析结果，在极其简化的条件下使用玻尔兹曼输运方程。克服了早期的简化假设，我们调查的放大/衰减和声电电流的控制动力学方程的数值和解析，考虑到压电和变形势电子-声子耦合机制的半经典玻尔兹曼输运形式主义方法，并获得与报道的实验结果是合理的协议的解析结果。
2021-12-11 cond-mat.mes-hall
Transport and elastic scattering times as probes of the nature of impurity scattering in single and bilayer graphene
传输$τ_{tr}$和弹性散射时间$τ_{e}$的实验确定从单层和双层石墨烯的磁导的载流子密度依赖性。这两个时间和它们的载流子密度的依赖关系被发现是非常不同的单层和双层。然而，发现它们的比率$τ_{tr}/τ_{e} $在两个系统中都是$1.5 $的量级，并且与载流子密度无关。这些测量提供了对散射中心的性质（中性或带电）和空间范围的了解。与理论预测的比较得出，我们的石墨烯样品中的主要散射机制可能是由于短程强散射体引起的共振散射，一个可能的候选者是空位。
2010-04-22 cond-mat.mes-hall
Measuring Space Deformation via Graphene under Constraints
考虑空间动量坐标不对易，描述了应变作用下石墨烯晶格的形变。这以后可以通过引入星积来实现，最终得到一个广义海森堡代数。在此框架下，我们建立了一个描述狄拉克费米子与依赖于非对易参数$κ$的外源相互作用的新模型。能谱的解以与施加到石墨烯的真实磁场的情况类似的方式示出有效朗道能级。我们表明，一些应变配置将能够明确地评估$κ$，然后提供一个滑雪场向其测量。
2020-06-07 cond-mat.mes-hall hep-th
Dislocation Field Theory in 2D: Application to Graphene
介绍了一种二维位错连续体理论。本理论在经典的弹性能量密度基础上增加了弹性转动、位错密度和背景应力。该理论包含四个材料模量。根据四种材料模量定义了两种特征长度尺度。计算了刃型位错的应力和弹性变形的非奇异解。已经指出，弹性应变与最近在石墨烯中发现的刃位错的实验数据吻合得很好。
2015-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local versus extended deformed graphene geometries for valley filtering
石墨烯的能带结构中存在两个不等价的谷，这激发了对允许它们分离和控制以用于潜在器件应用的机制的研究。在文献中提出的几种方案中，应变诱导的平面外变形（在石墨烯样品中自然发生或有意设计）是产生谷电流分离的最佳候选方案之一。然而，由于这些结构中的谷值滤波特性高度依赖于所考虑的变形和设置的类型，因此确定确定谷值电流的最佳操作和检测的相关因素是重要的。在本文中，我们提出了一个全面的比较两个典型的变形中常见的石墨烯样品：局部中心对称的气泡和扩展的褶皱/皱纹。使用狄拉克模型的石墨烯和二阶玻恩近似，我们表征的气泡变形的散射特性，而数值传输矩阵方法用于折叠状变形。在这两种情况下，我们得到的依赖谷极化的几何参数的变形，并讨论其可能的实验实现。我们的研究表明，扩展变形作为更好的谷值滤波器在更广泛的能量范围内，并提出了更强大的功能，对几何参数和入射电流方向的变化。
2018-07-25 cond-mat.mes-hall
Current splitting and valley polarization in elastically deformed graphene
石墨烯的弹性形变可以显著改变电流的流动路径和谷极化。我们研究这些现象在石墨烯纳米带与本地化的面外变形通过紧束缚输运计算。这种变形可以将电流分成两束几乎完全谷极化的电子，并产生谷电压。这些属性被观察到一个相当广泛的实验参数。我们提出了一种谷电子纳米器件，其中电子的高极化伴随着高透射率，使得该器件非常有效。为了更好地理解这些效应，我们还在连续极限下对系统进行了处理，其中电子激发可以用耦合曲率和赝磁场的Dirac方程来描述。半经典轨迹则提供了一个额外的洞察力的平衡作用在电子上，并提供了一个方便的工具，预测的行为电流流动路径。所提出的装置也可以用于石墨烯变形的灵敏测量。
2019-03-11 cond-mat.mes-hall
Gauge fields in graphene with nonuniform elastic deformations: A quantum field theory approach
研究了应变下石墨烯中电子的低能连续极限理论。我们利用弯曲空间中的量子场论分析了系统变形为有效规范场的效应。我们研究了面内和离面变形，得到了任意非均匀薄片变形引起的有效规范场的封闭表达式。所得结果揭示了局域磁场与黎曼曲率之间的一个迄今被忽视的显著关系。
2015-11-27 cond-mat.mes-hall gr-qc hep-th
Effect of edge structures on elastic modulus and fracture of graphene nanoribbons under uniaxial tension
基于原子模拟，预测了单层石墨烯纳米带在准静态单轴拉伸下的非线性弹性性质，强调了边缘结构（扶手椅和锯齿形，无氢钝化和有氢钝化）的影响.原子模拟的结果解释热力学的理论框架内，这使得应变相关的边缘能量和氢吸附能的非线性函数的确定，锯齿形和扶手椅边缘。由于边缘效应的影响，石墨烯纳米带在无限小应变下的初始杨氏模量随边缘手性和带宽的变化而变化。此外，发现扶手椅型石墨烯纳米带的标称断裂应变比锯齿形带低得多。两种不同的断裂机制被确定，与锯齿形带和边缘控制的扶手椅带的非均质形核。氢钝化的边缘被发现有锯齿形石墨烯纳米带的机械性能的影响可以忽略不计，但其效果是更显着的扶手椅带。
2010-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Simulation of the Elastic Properties of Reinforced Kevlar-Graphene Composites
研究了具有石墨烯薄外层的Kevlar纱线形式的单向纤维复合材料的压缩强度并建模。这种纤维结构可以通过使用凯夫拉纱线和石墨烯片之间的强化学键来制造。石墨烯和Kevlar的化学官能化可以通过修饰适当的表面结合的官能团（例如，羧酸）基团。在这份报告中，我们研究了弹性响应的单向面内施加的负载沿直径的负载峰值。2D线性弹性模型预测，当石墨烯外层半径为凯夫拉纱线半径的约4%时，发生显著的强化。Kevlar的高分子链通过氢键连接成局部平面结构，横向强度远小于纵向强度。这表明，引入通过强化学键连接到聚合物链的石墨烯外包层可以显著增强Kevlar纤维的横向变形。
2012-08-01 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Elastic Spin Hall effect in Mechanical Graphene
我们证明了在由质量和弹簧组成的二维蜂窝晶格的经典力学系统中，可以存在自旋轨道相互作用和弹性自旋霍尔效应。能带结构表明，在K点处存在由纵向和横向弹性常数不同引起的分裂，这种分裂可以看作是一种有效的Dresselhaus型自旋轨道耦合。有趣的是，当施加一个远离平衡的初始位移时，时间演化模拟表明，不同自旋极化的波在Gamma点和K点沿不同方向传播，这是自旋-霍尔效应的特征。文中还讨论了自旋霍尔效应的几种情况。
2016-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced asymmetric valley scattering by scalar fields in non-uniform out-of-plane deformations in graphene
我们研究了石墨烯中高斯凸点形式的局部离面应变形变产生的电子散射。特别感兴趣的是，考虑到标量场与电荷的重新分布，由于变形，并在同一个基础上的伪磁场。工作与玻恩近似的方法，我们分析表明，即使当一个相对较小的标量场被认为是一个相当强大的谷非对称散射可能会出现作为一个功能的能量和入射角。此外，我们还发现，随着入射能量的增加，谷极化可以反转其符号。如果忽略标量场，则这些行为完全不存在。这些结果得到了电子波包的量子动力学模拟的支持。局部应变石墨烯中的波包的平均轨迹的结果清楚地示出了通过标量场的存在而增强的聚焦和分束效应，这在谷电子器件的实现中可能是感兴趣的。
2018-10-16 cond-mat.mes-hall
Elastic and plastic deformation of graphene, silicene, and boron nitride honeycomb nanoribbons under uniaxial tension: A first-principles density-functional theory study
本研究的弹性和塑性形变的石墨烯，硅烯，氮化硼（BN）蜂窝纳米带在单轴拉伸下确定其弹性常数，并揭示有趣的功能。在弹性范围内的拉伸过程中，电子和磁性可以强烈地改变。特别是，它示出的带隙的一个特定的扶手椅nanoriginates在应变和最高价和最低的导带被线性化下被关闭。这样，即使在半导体纳米晶体中也可以获得无质量的狄拉克费米子行为。在塑性形变下，蜂窝结构不可逆地改变，并提供许多新的结构和功能。笼状结构，甚至悬浮的原子链可以在两个蜂窝状薄片之间衍生。本工作阐述了最近的实验[C. Jin，H.兰湖，澳-地彭，K. Suenaga和S. Iijima，Phys. Rev. Lett. 102，205501（2009）]，从石墨烯衍生碳链。此外，从BN和Si纳米带的原子链的类似的形成进行了预测。
2010-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene in periodic deformation fields: dielectric screening and plasmons
我们考虑了石墨烯晶格的周期性形变所产生的周期性标量势和矢量势对电子能谱的影响。讨论了狄拉克点附近电子速度对不同类型周期扰动的依赖关系。我们还研究了屏蔽的标量势的效果，通过计算的介电函数作为波长的函数的周期电位。该计算表明，周期性标量场被屏蔽强烈抑制。利用电子速度对周期场的依赖关系，我们还研究了石墨烯中等离子体激元谱的变化。我们发现，等离子体激元激发谱可以有效地控制由周期性的应变场。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Transport in Monolayer Graphene with Extreme Physical Deformation: ab Initio Density Functional Calculation
采用从头算第一性原理计算研究了单层石墨烯在极端物理弯曲至90 o角时的电子输运性质。讨论了台阶高度、曲率半径和弯曲角度等关键结构参数对石墨烯片输运性质的影响。局域态密度表明，物理弯曲引起的能态变化是高度局域化的。据观察，具有广泛的几何构型的弯曲石墨烯的输运性质是不敏感的低能量透射谱中的结构变形，即使在弯曲的极端情况下。研究结果支持石墨烯凭借其出色的机电鲁棒性，可以在光电子、柔性电子、OLED和3D电子芯片等一系列应用中作为可行的材料平台。
2011-01-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gap opening in graphene by shear strain
我们利用应变诱导的能带结构工程的概念，通过计算其单轴，剪切和组合的单轴剪切变形下的电子性质在石墨烯。我们表明，通过结合剪切变形的单轴应变，它是可能的调制石墨烯能隙值从零到$0.9$ eV。足够有趣的是，剪切分量的使用允许在适度绝对变形下的间隙开口，安全地小于石墨烯失效应变。
2010-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain engineered graphene using a nanostructured substrate: I Deformations
使用原子模拟，我们研究了沉积在纳米结构衬底上的石墨烯的形态学特性。正弦波纹表面、台阶、细长沟槽、一维和立方势垒、球形气泡、高斯凸起和高斯凹陷被认为是石墨烯的支撑结构。石墨烯-基底相互作用由范德华力控制，并且石墨烯层的轮廓通过使用分子动力学模拟使能量最小化来确定。基于所获得的最佳配置，我们发现：（i）对于放置在具有长于2nm的正弦波的波纹状基底上的石墨烯，石墨烯片遵循基底图案，而对于支撑的石墨烯，其总是悬置在基底的峰上，（ii）当增加范德华模型中的能量参数时，石墨烯对衬底形貌的构象增强，（iii）石墨烯在沟槽中的粘附取决于沟槽的宽度和石墨烯的取向，即与具有扶手椅边缘的小宽度（3 nm）纳米取向相反，具有锯齿形边缘的纳米取向遵循衬底轮廓，（iv）原子级石墨烯遵循高斯凸块衬底，但不遵循具有高斯凹陷的衬底，以及（v）范德华相互作用引起的粘附能在[0.1-0.4] J/m^2范围内变化。
2012-04-28 cond-mat.mes-hall
Excess energy and deformation along free edges of graphene nanoribbons
在石墨烯单层的自由边缘处的键合环境的改变导致过量的边缘能量和边缘力，这取决于边缘形态（锯齿形或扶手椅形）。通过使用一个反应的经验键序势和原子模拟，我们表明，多余的边缘能量在独立的石墨烯纳米带可以部分放松的面内和面外变形。计算了具有平行锯齿形和扶手椅形边缘的石墨烯纳米带的过剩边缘能和边缘力。取决于纵向约束，压缩边缘力导致带的面内伸长或面外屈曲变形。在前一种情况下，纵向应变与带宽度成反比。在后一种情况下，能量最小化预测的边缘屈曲的固有波长为6.2 nm沿锯齿形边缘和8.0 nm沿扶手椅边缘。对于宽度小于本征波长的石墨烯纳米带，两个自由边缘之间的相互作用变得显著，导致屈曲波的反相位相关。
2009-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum-Hall Spectroscopy of Elliptically Deformed Graphene Nanobubble Qubits
本文理论上研究了椭圆变形几何各向异性对石墨烯纳米气泡量子点电子态的影响，发现单量子点和双量子点能级分别对y轴和x轴方向的变形表现出截然不同的响应特征。
2025-06-04 cond-mat.mes-hall
Piezoconductivity of gated suspended graphene
我们研究了在栅极上变形的石墨烯片的导电性。形变对电导率的影响是双重的：晶格畸变可以用狄拉克方程中的赝矢量势来表示，而门引起不均匀的密度重新分布。我们使用弹性理论找到的石墨烯片的轮廓，然后通过传输矩阵方法评估的导电性。我们发现，这两种效果提供功能上不同的贡献的电导率。对于小的变形和不太高的残余应力，由于电荷重新分布的校正占主导地位，并导致电导率的增强。对于更强的变形，晶格畸变的影响变得更加重要，并最终导致电导率的抑制。我们考虑均匀变形和局部变形。我们还建议，电荷重新分布的效果可以在包含两个栅极的设置中最好地测量，一个固定整体电荷密度，另一个使石墨烯局部变形。
2010-06-25 cond-mat.mes-hall
Contrasting Elastic Properties of Heavily B- and N-doped Graphene, with Random Distributions Including Aggregates
我们专注于B-和N-掺杂的石墨烯在高达20%的浓度范围内的弹性性能。利用密度泛函理论计算了一组具有代表性的具有无序杂质模式（包括聚集体）的超原胞的杨氏模量、体积模量、剪切模量和泊松比。与早期的工作相比，它表明，掺杂氮甚至加强了石墨烯层，而掺入硼诱导模拟STM图像中看到的大的结构和形态变化。杨氏模量和剪切模量分别随着氮或硼的掺杂强度而增加或减少，而体积模量和泊松比则表现出相反的趋势。这两种杂质的样品的弹性性质与电子结构密切相关，特别是对于重掺杂（>12%）。掺杂剂的局部排列和杂质的聚集或分离在确定所研究的系统的刚度中起着至关重要的作用。有趣的是，这些发现对含B和含N的样品是相反的。
2013-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional Graphene with Structural Defects: Elastic Mean Free Path, Minimum Conductivity and Anderson Transition
采用从头计算的π-π* 紧束缚模型研究了具有结构缺陷（Stone-Wales和双空位）的无序石墨烯的量子输运性质.平均自由程和半经典电导率，然后计算作为缺陷的性质和密度的函数（使用阶N实空间库博-格林伍德方法）。随着缺陷密度的增加，半经典电导率的衰减在载流子密度的较大范围（> 0.5 × 10^{14}cm^{-2}）内饱和到最小值4 e^2/πh。此外，量子干涉的强贡献表明，安德森局域化制度可以在实验上测量的缺陷密度低至1%。
2010-12-22 cond-mat.mes-hall
Electron transport properties of graphene nanoribbons with Gaussian deformation
石墨烯结构中的高斯变形表现出有趣的效果，其中在变形区域中观察到花形限制态[Carrillo-Baidu等人，Rev. B 90 041411（2014）]。为了利用这种变形用于各种应用，期望包括用于半金属结构的带隙开口的可调谐电子特征。此外，还需要考虑紊乱和外部激励的影响。在这项工作中，我们提出了一个系统的研究量子输运的石墨烯带高斯变形。探索不同程度的变形以找到电子传输的普遍行为。使用紧束缚模型结合非平衡格林函数形式主义，我们表明，高斯变形强烈影响电子传输显着降低，即使在高能量区，即使考虑小的变形带的电子性质。有趣的是，它揭示了在小变形的情况下，半金属扶手椅带的传输的第一平台仅受到微弱的影响。然而，显著的大高斯凸点可以引起该平台的强烈下降，并且形成传输带隙。发现零能量处的透射率随着高斯凸块尺寸的增大呈指数下降。此外，半导体带的间隙随着大的变形而增大。在大变形的扶手椅结构的运输间隙的开放或加宽的解释是沿跳跃分布的运输方向的三区行为的形成。另一方面，无论高斯凸块的大小如何，在锯齿形带中都没有观察到输运能隙。这种行为是由于在能量点E = 0.
2020-05-09 cond-mat.mes-hall
Elastic scattering theory and transport in graphene
石墨烯的电子性质描述的狄拉克费米子。本文详细地介绍了轴对称势场中二维有质量狄拉克费米子的弹性散射理论。虽然无质量极限与原始石墨烯相关，但保持有限质量允许将两个亚晶格之间的对称性破缺的情况推广，并提供了与抛物线带中电子的散射理论的联系。我们证明，狄拉克理论需要短距离正则化的潜力，这是更奇异的1/r。然后将该方法应用于光滑短程势的散射。接下来，我们考虑库仑势散射，狄拉克理论是一致的点散射只有有效杂质强度低于1/2。从散射相移，我们得到了精确的库仑输运截面的杂质强度。结果是相关的运输在石墨烯中的杂质的存在下，不诱导散射之间的狄拉克点的布里渊区。
2007-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Deformation of graphene sheet: Interaction of fermions with phonons
我们构造了一个有效的低能哈密顿量，它描述了费米子居住在一个变形的蜂窝晶格与位错和向错，并与相应的紧束缚模型的任意跳跃参数。它描述了费米子与二维引力场的相互作用，并且具有转动群的局域SU（2）规范不变性。我们将模型重新表述为费米子与晶格变形的相互作用，从而形成声子场。我们计算了费米子流对外部形变或声子场的响应，这是Z_2反常的结果。这可以通过实验检测到。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall hep-th
Elastic properties of graphene flakes: boundary effects and lattice vibrations
在密度泛函理论水平上，采用不同的标准泛函，计算了石墨烯片的自由能、表面自由能和弹性常数（Lam'e参数，即泊松比、杨氏模量）.我们观察到，在小薄片的Lam'e参数可以从氢化锯齿形边缘的散装值相差30%。这种变化是由于薄片的边缘压缩了内部。当包括振动零点运动时，我们检测到弯曲刚度降低约26%。该校正取决于薄片尺寸N，因为振动频率随着由于边缘引起的压缩的释放而增长的N而流动。我们计算Grueneisen参数，并发现与以前的作者很好的协议。
2010-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Design and Experimental Observation of Valley-Hall Edge States in Diatomic-Graphene-like Elastic Waveguides
我们报告的设计和实验验证的二维声子弹性波导表现出拓扑谷霍尔边缘状态。波导的晶格结构受到双原子石墨烯的启发，并且通过几何压痕将其压印在最初的平板中。压痕分布根据一个六角形的晶格结构，保证了狄拉克色散的存在，在布里渊区的边界。从该基本材料开始，能够支持边缘状态的畴壁可以通过对比具有通过使用局部谐振元件实现的空间反演对称性（SIS）破缺的波导来获得。我们的理论研究表明，这种材料映射到声学模拟的量子谷霍尔效应（QVHE），而数值和实验结果证实存在的保护边缘状态沿壁的拓扑结构不同的域。
2017-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene Nanoribbon as an Elastic Damper
由不同的二维纳米材料组成的异质结构可以具有非常重要的物理和机械性能，在许多应用中有希望。有趣的是，在某些情况下，有可能产生由具有相同化学组成的弱拉伸和强拉伸域组成的异质结构，正如已经证明的一些聚合物链，DNA和金属间纳米线支持这种两相拉伸效应。这些材料在相对较强的张力下分裂成具有较小和较大拉伸应变的域。在该区域内，在恒定的拉伸力下，由于具有较大应变的畴的生长以具有较小应变的畴为代价，平均应变增加。在这里，两相拉伸现象描述的石墨烯纳米带的分子动力学模拟的帮助下。在我们的研究中揭示的石墨烯的这种前所未有的特征与成核和畴壁的运动的特性有关，畴壁将具有不同弹性应变的畴分开。结果表明，由于畴壁形核和运动过程中的能量耗散，加载-卸载曲线呈现出类似于位错的行为。在这里，我们最初提出了将石墨烯纳米带作为弹性阻尼器的想法，通过弹性延伸在循环加载-卸载期间有效地将机械应变能转换为热量，其中具有较大和较小应变的区域共存。此外，在两相拉伸的情况下，石墨烯纳米颗粒是异质结构，对于该异质结构，具有较大和较小应变的畴的分数以及因此其物理和机械性质可以通过施加弹性应变和/或热以可控的方式进行调节。
2018-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Probing Intrinsic Elastic Properties of Multilayer Graphene -- a New Mechanical Constant
Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；Department of Physics, Pukyong National University（釜山国立大学物理系）；Center for Theoretical Physics of Complex Systems, Institute for Basic Science（基础科学研究院复杂系统理论物理中心）
本文通过原位鼓胀试验和理论模型研究多层石墨烯的本征弹性特性，提出新的机械模量以更准确描述其机械行为。
2025-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A tight-binding approach to uniaxial strain in graphene
我们分析了张应变对石墨烯电子结构的影响。在没有电子-电子相互作用的情况下，在线性弹性理论和紧束缚方法中，我们观察到应变可以产生大量的光谱间隙。然而，该间隙是关键的，需要超过20%的阈值变形，并且仅沿着相对于底层晶格的优选方向。无间隙的狄拉克谱对于小的和中等的变形是鲁棒的，并且间隙出现作为两个不等价的狄拉克点的合并的结果，仅在晶格的相当大的变形下。我们讨论了如何应变诱导的各向异性和局部变形可以作为一种手段来影响石墨烯器件中的输运特性和夹断电流。
2009-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoconductivity calculations of bilayer graphene from first principles and deformation-potential approach
我们报告了双层石墨烯中电子-声子耦合的第一性原理计算以及相应的载流子散射贡献。在声子$Γ$点处，能量小于200 meV的电子主要由LA $^\prime$和TA $^\prime$模式散射，而较高能量的电子散射由光学声子模式主导。基于双温度模型，计算了初始温度为2000 K的电子到初始温度为300 K的晶格（声子）的热传递，在整个弛豫过程中，由于与电子的强耦合和声子的高能量，大部分能量散射到K点声子光学模中.采用Drude模型计算了不同掺杂浓度的双层石墨烯的光电导。光电导的实部和虚部与先前的实验趋势吻合良好，证实了该模型的适用性。分析了掺杂浓度和电子-声子散射对光电导的影响。我们还提取声学和光学变形势的平均散射率从密度泛函理论（DFT）计算和比较相关的光电导计算与DFT结果。比较表明，动量依赖的电子-声子散射势需要提供准确的预测。
2020-05-26 cond-mat.mes-hall
Graphene Cardboard: from Ripples to Tunable Metamaterial
最近，石墨烯被引入了可调波纹纹理，这是一种由石墨烯显着的弹性特性实现的纳米织物。然而，人们可以进一步设想将波纹折叠，从而构建复合纳米材料，石墨烯纸板。在这里，这种结构的基本力学性能进行了研究计算。事实证明，石墨烯纸板是高度可调的材料，因为其弹性品质因数变化数量级，泊松比可从10到-0.5调节。这些趋势为指导波纹范德华固体超材料的设计和使用奠定了基础。
2014-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The type II Weyl semimetals at low temperatures: chiral anomaly, elastic deformations, zero sound
本文在紧束缚模型的基础上研究了第二类Weyl半金属的低温性质。在存在沿着连接相反手性的外尔点的线定向的电场的情况下，占据态沿着该轴流动，从而产生电子-空穴对。电子属于两个II型外尔点之一的附近，而空穴属于另一个的附近。这一过程可以被认为是在没有任何外部磁场的情况下存在的手征异常的表现。它可以通过测量电导率实验观察到。其次，我们考虑在存在弹性形变的情况下对理论的修正。在所考虑的模型的域中，它描述了I型外尔半金属的弹性形变导致紧急重力的外观。在第二类外尔半金属中，费米面的形状由于弹性形变而改变，其起伏代表了零声的特殊模式。我们发现它们与弹性理论中的声波有一一对应的关系。接下来，我们讨论了弹性形变对电导率的影响。特别有趣的情况是，当我们的模型描述的中间状态之间的I型和II型外尔半金属。在没有弹性形变的情况下，费米线代替费米点/费米面，而直流电导率消失。然而，即使是小的弹性形变也可能导致大电导率的出现。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall hep-ph
Exchange induced charge inhomogeneities in rippled neutral graphene
提出了一种新的机制，诱导的电荷密度变化的波纹石墨烯。这里显示了晶格变形和交换相互作用之间的相互作用如何引起电荷分离，即，电子和空穴的水坑，用于石墨烯片的真实变形值。感应电荷密度在$10^{11}-10^{12}$ cm $^{-2}$范围内，这与最近的测量结果一致。
2007-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Landau Levels in graphene in the presence of emergent gravity
我们考虑石墨烯在外部磁场和弹性形变的存在下，导致新兴的磁场。总磁场导致准粒子谱中出现朗道能级。此外，石墨烯中的准粒子经历了突现引力。我们考虑了弹性形变的特定选择，它给出恒定的出射磁场和消失的扭转。突现引力可以看作是微扰。我们证明了相应的一级近似只通过费米速度的常数重整化来影响朗道能级的能量。每个朗道能级的简并度都得到了修正，这主要取决于样品的几何形状。存在所考虑的弹性形变的极限情况，其对应于均匀拉伸的石墨烯。在这种情况下，在外部磁场的存在下，朗道能级的简并保持不变。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall gr-qc
