Projected Performance Advantage of Multilayer Graphene Nanoribbon as Transistor Channel Material
评估了多层石墨烯纳米管（GNR）场效应晶体管（FET）的性能极限，并与单层GNR FET和碳纳米管（CNT）FET进行了比较。结果表明，与薄的高k栅极绝缘体和减少层间耦合，多层GNR FET可以显着优于其CNT对应物具有类似的栅极和带隙方面的弹道导通电流。在存在光学声子散射的情况下，其在石墨烯衍生的纳米结构中具有短的平均自由程，多层GNRFET的优点甚至更加显著。模拟结果表明，具有非公度非AB堆叠和弱层间耦合的多层GNR是高性能GNR FET的最佳候选者。
2009-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Tunable Electronic Properties of Multilayer Phosphorene and Its Nanoribbons
研究了垂直电场对多层磷烯及其纳米带的电子能带结构和输运性质的影响。在磷烯中，在临界值的垂直电场（$E_c$），带隙关闭和能带结构经历了一个无质量狄拉克费米子跃迁沿扶手椅方向。这种跃迁在量子霍尔测量中是可观察到的，因为朗道能级能量对磁场$B$的幂律依赖性从低于$E_c$的$\sim (n+1/2)B$到$E_c$的$\sim [(n+1/2)B]^{2/3}$，再到高于$E_c$的$\sim [(n+1/2)B]^{1/2}$。在多层磷烯纳米带（PNR）中，垂直电场可以用来操纵与边缘态相关联的中间带隙能带，从而产生新的器件功能。我们提出了一个双边缘栅PNR结构，作为一个量子开关。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmon Resonance in Multilayer Graphene Nanoribbons
通过实验和数值模拟研究了单层石墨烯纳米颗粒（SL-GNR）、双层石墨烯纳米颗粒（DL-GNR）和三层石墨烯纳米颗粒（TL-GNR）结构中的等离子体共振现象。我们在实验中使用“真实”的石墨烯样品来确定实验和理论模型中的关键瓶颈。电可调等离子体激元在这种堆叠的多层GNRs的存在下，首先通过红外显微镜实验验证。我们发现，DL-GNR的等离子体共振的强度增加相比，SL-GNRs。然而，与DL-GNR相比，我们没有发现TL-GNR进一步增加。我们进行了系统的全波模拟，使用有限元技术来验证和拟合实验结果，并提取的载流子散射率作为拟合参数。数值模拟显示出与实验的未图案化的SLG片，和图案化的石墨烯片的定性协议显着的协议。我们相信，进一步的改进，如引入带隙的数值模型可能会导致更好的定量协议的数值模拟与实验。我们还注意到，这种先进的建模首先需要更好质量的石墨烯样品和准确的测量。
2015-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultrafast Terahertz Photoconductivity and Near-Field Imaging of Nanoscale Inhomogeneities in Multilayer Epitaxial Graphene Nanoribbons
FZU - Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院）
研究通过太赫兹光谱揭示多层外延石墨烯纳米条带中纳尺度不均匀性的电导特性及光电响应，发现准中性层具有高载流子迁移率和强正光电导率。
2026-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Effects of vertical electric field and charged impurities on the spin-polarized transport of $β$-antimonene armchair nanoribbons
锑烯（单层Sb）的电子性质引起了人们的极大关注。本文研究了扶手椅型锑烯纳米晶体（ASbNR）中的自旋输运。紧束缚模型，我们计算的传输概率和电导的非平衡格林函数（NEGF）的方法。探讨了垂直于带平面的外部电场的影响。我们的结果表明，自旋翻转率增加的垂直电场。无序自旋输运的影响，考虑带电杂质的存在下解决。结果发现，带电杂质也提高自旋翻转率，但在较小程度上比平面外电场。
2020-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multilayer graphene under vertical electric field
研究了垂直电场对多层石墨烯电子性质的影响。我们发现，有效质量，电子速度和状态密度的双层石墨烯的电场下修改。我们还研究了多层石墨烯的能带结构的转变。电场在偶（奇）层ABA堆叠石墨烯中诱导有限（零）带隙。另一方面，在所有ABC堆叠石墨烯中诱导有限带隙。我们还确定了最佳的电场，以获得最大的带隙的多层石墨烯。最后，我们比较了我们的结果与场效应晶体管的实验结果。
2011-05-24 cond-mat.mes-hall
Band Structure and Optical Absorption in Multilayer Armchair Graphene Nanoribbons: A Pariser-Parr-Pople Model Study
利用紧束缚和Pariser-Parr-Pople（PPP）模型哈密顿量，研究了多层扶手椅型石墨烯纳米带（AGNRs）在有和没有栅偏压时的电子结构和光学响应.特别是，层的数量（$n$）的影响，和垂直于层施加的电场的强度，对于不同类型的边缘对齐，探索其电光特性。作为增加$n$的函数，能隙最初减小，最终对于大的$n$饱和。这些系统中的线性光学吸收的强度也随着$n$的增加而增加，并且关键地取决于入射光的偏振方向和边缘对准的类型。这提供了在实验中确定边缘对准和$n$的性质的有效方式。在存在栅极偏置的情况下，光吸收的强度以非平凡的方式表现。随着场强的增加，窄带的带隙发生红移，而宽带的带隙发生蓝移，对大场强的吸收变弱。然而，对于较小的电场，吸收强度相对于场强表现出更复杂的行为。因此，在多层AGNR中，栅极偏压对光吸收强度的影响与双层石墨烯形成鲜明对比，双层石墨烯仅表现出吸收强度随着电场的增加而增强。
2011-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of graphene nanoribbon by local anodic oxidation lithography using atomic force microscope
我们利用原子力显微镜对单层、双层和多层石墨烯进行了局域阳极氧化（LAO）光刻。绝缘氧化区域的宽度系统地取决于石墨烯层的数量。在单层石墨烯中制造的800 nm宽的条形器件表现出半整数量子霍尔效应。我们还制备了55 nm宽的石墨烯纳米颗粒（GNR）。GNR在电中性点处的电导在低温下被抑制，这表明由于载流子的横向限制而导致能隙的打开。这些结果表明，LAO光刻是一种有效的石墨烯纳米器件的制造技术。
2008-11-29 cond-mat.mes-hall
Electron spin inversion in gated silicene nanoribbons
我们研究了局部栅控硅烯纳米带作为自旋有源器件。我们发现，锯齿形边缘的纳米带的门控段可以用来执行自旋反转的电子自旋注入面内取向。在存在外部垂直电场的情况下，低费米能的强固有自旋-轨道耦合提供了围绕垂直于硅烯平面的轴的快速自旋进动。自旋反转长度可以小至10 nm。另一方面，在扶手椅型纳米带中，通过弱的Rashba效应发生自旋反转，并且自旋反转长度为$μ$ m量级。
2018-06-22 cond-mat.mes-hall
Epitaxial graphene on SiC: 2D sheets, selective growth and nanoribbons
综述了利用限制控制升华法在SiC上外延生长石墨烯的研究进展，重点介绍了在4 H-SiC碳表面上的多层和单层外延石墨烯以及在生长抑制或生长增强掩模下的定向和选择性生长结构。还介绍了模板化石墨烯纳米结构生长的最新进展，例如数十微米长的非常良好限制和隔离的20- 40 nm宽的石墨烯带。最后给出了带阵列与硅片大规模集成的方案。
2016-11-27 cond-mat.mes-hall
Electronic structure and layer-resolved transmission of bilayer graphene nanoribbon in the presence of vertical fields
由于其特殊的手征性质和激发载流子分散性，双层石墨烯的电子性质与传统的二维电子气和单层石墨烯不同。研究了应变对双层石墨烯纳米结构的电子结构、边缘态和零温下电荷输运的影响。我们证明了在垂直磁场作用下，双层石墨烯在偏压下会产生谷极化量子霍尔效应。在该系统中，通过调节面间应变，可以发生从量子谷霍尔到谷极化量子霍尔相的拓扑相变。此外，我们研究了层分辨输运性质，通过计算层极化量，使用递归格林函数技术，并表明所得到的层极化值确认所获得的相位。这些预测可以通过实验来验证，我们的结果表明，在电子和valleytronics设备的外部场的存在下，利用应变双层石墨烯的可能性。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Transitions and Localized Edge States in Skewed Phosphorene Nanoribbons
利用从密度泛函理论（DFT）中提取的紧束缚（TB）参数和递归格林函数方法，研究表明，锯齿形黑磷（磷烯）纳米带在垂直和横向电场作用下具有较大的可调带隙.取决于所施加的场的方向，中间带隙态可以具有局域化或金属性质，即非零中间带隙态密度。基于所涉及的带边态的对称性，解释了带隙和光偶极跃迁矩阵元的可调性。这预示着基于磷烯纳米带的新的电子和光学器件。
2018-06-29 cond-mat.mes-hall
Non-Linear Temperature Dependence in Graphene Nanoribbon Tunneling Transistors
通常认为隧穿电流与温度无关。通过进行原子输运模拟，我们表明，相反，在石墨烯纳米晶体管（GNR）的带-带隧穿晶体管（TFET）的亚阈值隧穿电流应该表现出显着的和非线性的温度依赖性。此外，这种非线性的性质作为源极/漏极掺杂和垂直电场的函数而变化，这表明如果正确理解这种非线性，可以提供对隧穿现象的重要见解。最后，通过开发一种伪分析方法，我们预测这种温度依赖性不是GNR所独有的，而是任何带到带隧穿晶体管的一般行为，与沟道材料无关。
2009-09-29 cond-mat.mes-hall
Tunneling properties of vertical heterostructures of multilayer hexagonal boron nitride and graphene
我们利用第一性原理密度泛函理论（DFT）研究了多层h-BN或BC $_{2}$ N以及石墨引线之间石墨烯薄膜的堆叠实现的单势垒和双势垒异质结构的输运性质。异质结构是晶格匹配的。所考虑的单屏障系统由石墨电极之间的多达五个h-BN或BC $_{2}$ N单原子层（Bernal堆叠）的层组成。h-BN势垒的透射概率表现出两种不寻常的行为：由于石墨和介电层中的状态之间的晶体动量失配，在经典允许的能量区域中它也非常低，并且它仅弱地依赖于h-BN间隙中的能量，因为h-BN的晶体动量的虚部几乎与能量无关。双势垒结构由h-BN膜组成，该h-BN膜由多达三个石墨烯层隔开。我们发现，已经有五层的h-BN强烈抑制石墨引线之间的传输，并且不能观察到共振隧穿，因为能量色散关系不能在垂直和横向分量中解耦。
2012-12-19 cond-mat.mes-hall
Experimental realization of single electron tunneling diode based on vertical graphene two-barrier junction
通常，石墨烯在其水平方向上用于设计新概念器件。在这里，我们报告了一个单电子隧穿二极管的基础上量子隧穿通过垂直石墨烯双势垒结。通过将扫描隧道显微镜（STM）尖端定位在沉积在石墨表面上的石墨烯纳米颗粒上方来形成结。由于双势垒结的不对称性，电子可以从针尖单向转移到石墨烯纳米管，但不能从石墨烯单向转移到针尖。这一结果为在垂直方向上设计新型石墨烯晶体管提供了有趣的机会。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable spin transport using zigzag MoS2 nanoribbon
我们考虑一个锯齿形的二硫化钼纳米粒子，并研究其自旋相关的电导和自旋极化的存在（不存在）的外部电场。场不仅垂直于钼平面（称为垂直场Ez），而且垂直于电子的输运方向（称为横向场Et）。结果表明，在没有外加电场的情况下，在价带的七个带中，有两个带发生自旋劈裂，而在点处没有看到自旋劈裂。在施加电场的情况下，当且仅当电场的两个分量都存在时，带表现为完美的上（下）旋滤波器。最后，它示出，通过改变的强度，带作为自旋反转器的固定值的Ez。
2014-12-04 cond-mat.mes-hall
Influence of edge magnetization and electric fields on zigzag silicene, germanene and stanene nanoribbons
利用多轨道紧束缚模型，研究了在库仑相互作用和垂直电场作用下，锯齿形硅烯、锗烯和锡烯纳米带（分别为ZSiNRs、ZGeNRs和SnNRs）的边缘态.由于多轨道效应，所得到的边缘态具有非线性能量色散，并且纳米带在边缘处显示出感生磁化。由于这种非线性色散，ZSiNR、ZGeNR和ZGeNNR可能无法在场效应晶体管中提供优异的性能，如已经从单轨道紧束缚模型计算中提出的那样。我们提出了一个有效的低能量模型，描述了ZSiNRs，ZGeNRs，和ZGeNRs的边缘状态。我们表明，边缘状态的ZGeNR和ZGeNNR显示反交叉的带与相反的自旋，即使只有面外的边缘磁化存在。通过施加电场来调节边缘态的自旋极化的能力指出了未来制造硅烯、锗烯和锡烯纳米带作为自旋电子器件的机会。
2018-10-01 cond-mat.mes-hall
Crossover from Positive to Negative Interlayer Magnetoresistance in Multilayer Massless Dirac Fermion System with Non-Vertical Interlayer Tunneling
本文对层状狄拉克费米子系统的层间磁电阻效应进行了理论描述，并将其应用于有机导体α-（BEDT-TTF）_2I_3在压力下的磁电阻效应。假设非垂直层间隧穿并考虑较高的朗道能级效应，我们用Kubo公式计算了层间电导率，提出了实验观察到的负层间磁阻交叉的物理图像，其中狄拉克费米子零能朗道能级起着核心作用，正的层间磁阻，这是朗道能级混合效应对非垂直层间跳跃的结果。交叉磁场取决于朗道能级加宽因子，并可用于确定狄拉克费米子朗道能级能谱。
2010-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large Current Modulation and Spin-Dependent Tunneling of Vertical Graphene/MoS$_{2}$ Heterostructures
垂直石墨烯异质结构已经通过使用量子隧穿被引入作为电子器件的替代架构。在这里，我们提出的电流开/关比的垂直石墨烯场效应晶体管的增强，通过使用扶手椅型石墨烯纳米管作为电极。此外，我们报告的石墨烯/二硫化钼异质结的自旋相关的隧穿电流。当夹在石墨烯电极之间的原子级薄的MoS 2层变得具有磁性时，具有不同自旋的狄拉克费米子会感受到隧道势垒的不同高度，从而导致自旋相关的隧道效应。我们的发现将通过提高器件性能和增加基于石墨烯的自旋电子学的可能性来发展目前用于电子器件的石墨烯异质结构。
2013-07-23 cond-mat.mes-hall
Mechanical Manipulations on Electronic Transport of Graphene Nanoribbons
利用传输矩阵方法研究了单轴应变对异质结中两金属引线连接的石墨烯纳米带输运性质的影响。两个典型的GNRs与锯齿形和扶手椅的边界被认为是，和张力施加平行或垂直于带轴。结果表明，扶手椅型GNRs的电导数据的栅电压依赖性中缺少电子-空穴对称性，而在任何应变下，Z字形带都存在电子-空穴对称性。对于一个扶手椅GNR与垂直张力施加，电导的急剧下降附近的应变诱导量子相变，这使得可以确定临界应变准确地通过测量电导。在锯齿形带中，存在着一个范围内的栅极电压为零，电导是不敏感的小水平应变。计算了GNR的能带结构和低能性质，阐明了GNR的应变效应机制。我们希望我们的研究结果可以在开发石墨烯为基础的应变传感器。
2015-05-12 cond-mat.mes-hall
X-ray holography of skyrmionic cocoons in aperiodic magnetic multilayers
利用X射线全息术研究非周期磁性多层膜中skyrmionic cocoons的3D特性，揭示了其在不同高度间的相互作用及室温下约100 nm的平均直径，结合磁力显微镜与微磁模拟证实其三维本质。
2023-02-06 cond-mat.mes-hall
Enhancement of the Seebeck effect in bilayer armchair graphene nanoribbons by tuning the electric fields
由于这些结构的无间隙特性，已经观察到单层和双层石墨烯片中的塞贝克系数是适度的。在这项工作中，我们证明了这个系数是显着高的准一维结构的双层扶手椅型石墨烯纳米带（BL-AGNRs）由于量子限制效应引起的开放的间隙。我们还发现BL-AGNR的Seebeck系数也可分为3组3 p，3 p + 1，3 p + 2作为能隙。对于12条二聚体线宽的半导体BL-AGNR，Seebeck系数高达707 uV/K，在垂直电场的作用下，Seebeck系数增加到857 uV/K。而在14条二聚体线宽的半金属结构中，Seebeck系数从40 uV/K显著提高到555 uV/K，提高了14倍。此外，由于塞贝克系数总是随着施加电势的增加而增加，因此它揭示了一个吸引人的结果。这种BL-AGNR似乎是非常有前途的应用下一代的电子和热电器件应用的电动门。
2017-10-25 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
Electronic and Optical Properties of the Narrowest Armchair Graphene Nanoribbons Studied by Density Functional Methods
本研究以一系列含n个苯环（n = 1 - 20）的平面聚对苯撑（PPP）低聚物（n-PP）作为氢钝化的最大扶手椅型石墨烯纳米带的有限尺寸模型。采用Kohn-Sham密度泛函理论和含时密度泛函理论计算了n-PP的单重态-三重态能隙、垂直电离势、垂直电子亲合势、基本能隙、光学能隙和激子结合能。对于所有的链长，n-PP的基态均为单态。与最低单重态（即，基态）、最低三重态以及阳离子和阴离子的基态都具有一定的多重参比特性。总的来说，电子和光学性质的n-PP从omegaB 97和omegaB 97 X功能获得的是在良好的协议与现有的实验数据。
2016-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Enhanced thermoelectric figure of merit in vertical graphene junctions
在这项工作中，我们研究了由两个部分重叠的石墨烯片在交叉平面方向上相互耦合组成的结的热电性能。结果表明，由于石墨烯层之间的弱范德华相互作用，在这些结中的声子电导强烈减少，相比于单石墨烯层结构，而它们的电性能受到微弱的影响。通过利用这种效应，我们证明了在室温下，在由带隙石墨烯材料制成的结中，例如石墨烯纳米带和石墨烯纳米网，热电优值可以达到高于1的值。还讨论了热电性能对结长的依赖关系。因此，该理论研究提出了一种有效的方法来提高石墨烯器件的热电效率。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall
Tunable Interlayer Excitons in Bilayer Graphene Nanoribbons
本研究通过激发态密度泛函计算，证明扶手椅型双层石墨烯纳米带中存在强层间激子耦合，发现其具有室温长寿命辐射特性，并指出通过堆叠顺序工程可调控激子响应与寿命。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Planar and van der Waals heterostructures for vertical tunnelling single electron transistors
尽管目前存在丰富的二维材料选择，但垂直（范德华）和平面内的异质结构对所产生结构的性质和功能提供了前所未有的控制。因此，平面异质结构允许不同的二维半导体和石墨烯纳米带之间的pn结具有明确的边缘;垂直异质结构导致在纯碳基系统中观察到超导性并实现垂直隧穿晶体管。在这里，我们展示了同时使用平面和范德华异质结来构建垂直单电子隧穿晶体管。我们在六方氮化硼的基质内生长石墨烯量子点，这使得量子点周边的局域态数量急剧减少。使用六方氮化硼隧道势垒作为石墨烯量子点的触点，使我们的晶体管具有可重复性，并且不依赖于局部状态，在设计未来器件时具有更大的灵活性。
2019-01-16 cond-mat.mes-hall
Many-body electron correlations in graphene
石墨烯中的传导电子为进入强多体电子-电子关联区域提供了新的机会。极高质量的，原子级平坦的二维电子片和准一维电子纳米带，具有可调的带隙，可以通过栅极打开，应该表现出新的多体现象，长期以来一直预测的相空间区域，电子之间的平均库仑排斥占主导地位，超过其费米能量。在石墨烯单层中蚀刻的几纳米宽的电子纳米带中，量子尺寸效应和其态密度中的范霍夫奇点进一步增强了电子相关性。对于双单元电子-空穴几何结构的石墨烯多层膜或纳米带，可以使多体电子-空穴相关性足够强以稳定高温电子-空穴超流性。
2016-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Band engineering of phosphorene/graphene van der Waals nanoribbons toward high-efficiency thermoelectric devices
本文研究了由AGNR和APNR堆叠的磷烯/石墨烯范德华纳米带的热电电流，发现外加电场可诱导能带排列和带隙转变，从而大幅增加热致电流并控制其流向，对柔性电子和热电器件应用具有重要意义。
2024-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Static-Dynamic Correlations and Complex Spin-Wave Eigenmodes in Single- and Multilayer Diamond-Shaped Nanomagnets Without Bias Field
School of Sciences (Physics), National Institute of Technology, Tadepalligudem（国家技术学院（物理科学系））
本研究通过微磁学模拟系统研究了单层和多层菱形纳米磁体的静态与动态磁行为，发现多层结构因增强的偶极耦合而具有更大的频率可调性（3 GHz），为可重构微波器件提供了新途径。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall
Mirror-protected Majorana zero modes in $f$-wave multilayer graphene superconductors
本研究提出并分析了蜂窝晶格$f$波多层石墨烯超导模型，发现奇数层系统存在镜像保护的Majorana零模，且可通过涡旋核局域化，为实验操纵提供了平台。
2024-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Modeling an Electrically Driven Graphene-Nanoribbon Laser for Optical Interconnects
石墨烯具有两个非常重要的光学性质，即电子布居数反转和宽带光学增益。因此，石墨烯有潜力用于激光器和放大器。本文提出了一个量子主模型，并对电泵浦单AGNR垂直腔面发射激光器（VCSEL）的特性进行了分析，研究了在实际实验参数下的激射行为和激光特性。输出功率和激光线宽的半经典近似。激光阈值功率比目前半导体微激光器可实现的低几个数量级。我们的研究结果表明，单AGNR VCSEL可以作为一种具有超低激光阈值的纳米激光器。这种基于GNR的VCSEL的实现对于光学互连系统特别有前途，因为VCSEL通过定制GNR在宽波长光谱范围内发射低光功率和单纵模。
2013-02-20 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Probing the Electron States and Metal-Insulator Transition Mechanisms in Atomically Thin MoS2 Based on Vertical Heterostructures
金属-绝缘体转变（MIT）是原子级薄二硫化钼（MoS 2）的显著电输运性质之一。虽然电子-电子相互作用理论已被用于模拟MoS 2中的MIT现象，但其潜在机制和详细的MIT过程仍然在很大程度上未被探索。在这里，我们证明了垂直的金属-绝缘体-半导体（MIS）异质结构建立从原子级薄的二硫化钼（单层和多层）是理想的电容器结构，用于探测在二硫化钼的电子状态。垂直配置的MIS异质结构提供了额外的优势，消除了大阻抗的影响，在带尾，并允许在宽的激发频率（100 Hz-1 MHz）和温度范围（2 K- 300 K）内的充分激发的电子状态附近的MoS 2的表面的观察。通过结合电容和传输测量，我们已经观察到了一个双折射型MIT，驱动的电子态的密度不均匀性，在从单层和多层MoS 2的垂直异质结。此外，通过垂直异质结构，可以容易地获得并精确地确定薄MoS 2层的价带及其固有特性，例如厚度依赖性屏蔽能力和带隙宽度。
2014-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Interlayer Spin-Flip Tunneling for Interlayer Magnetoresistance in Multilayer Massless Dirac Fermion Systems
本文研究了α-（BEDT-TTF）_2I_3中层间自旋翻转隧穿对磁场作用下层间磁电阻的影响。与层间库仑相互作用相关的自旋翻转关联的平均场使层间自旋翻转隧穿成为可能。在非垂直层间自旋翻转隧穿的假设下，利用Kubo公式计算了层间磁电阻。层间磁电阻由正向负转变的交叉磁场被塞曼能量移动，与实验符合得很好。
2015-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electric-Field Modulated Optical Transitions in Monolayer CrI3 and Its Nanoribbons
本研究通过28带紧束缚模型和线性响应理论，系统研究了单层CrI3及其纳米带的光电响应，揭示了电场对带隙调控、光学跃迁调制及边缘态分布的影响，为设计电场可控的自旋电子和光电设备提供了理论支持。
2026-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vertical Nb Josephson junctions fabricated by direct metal deposition on both surfaces of freestanding graphene layers
Seoul National University（首尔大学）；Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；Sungkyunkwan University (SKKU)（成均馆大学）
本研究通过双面处理自由悬挂石墨烯层，实现了无需暴露埋藏界面的垂直Nb约瑟夫森结制备，验证了其高质量和短接结行为。
2026-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Direct Measurement of the Magnitude of van der Waals interaction of Single and Multilayer Graphene
通过范德华组装的单分子膜的垂直堆叠是一个新兴的领域，为二维（2D）材料的工程物理性质开辟了有前途的路线。工业开发这些工程异质结构作为强大的功能材料仍然需要限制其测量性能，以提高理论的易处理性，并协助实验设计。具体而言，短程吸引范德华力负责化学惰性组分的粘附，并且被认为在这些结构的功能性中起主导作用。在这里，我们可靠地量化了范德瓦尔斯力的强度，根据CVD生长的石墨烯的有效Hamaker参数，并显示了它如何在标准支撑表面（如铜或氧化硅）上从单层到多层的两个或三个因素。此外，对独立式石墨烯的直接测量提供了辨别石墨烯的范德华势与其支撑衬底之间的相互作用的手段。我们的研究结果表明，底层衬底可以提高或降低石墨烯表面的范德华力，其后果解释的Lifshitz理论为基础的分析模型。
2018-06-13 cond-mat.mes-hall
Vertical quantum confinement in bulk MoS$_2$
Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）
本文通过ARPES实验在块体MoS$_2$中观测到垂直量子限域导致的量子阱态，其结合能呈线性依赖，源于机械剥离，为研究量子现象和光学性质提供平台。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chiral Decomposition of Twisted Graphene Multilayers with Arbitrary Stacking
本文提出扭转石墨烯多层膜的手性分解规则，揭示魔角下低能带由手性赝自旋双重态与平带纠缠构成，并证明垂直位移场可打开能隙使平带携带非零谷陈数，为设计拓扑与关联态提供指导。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin polarized nematic order, quantum valley Hall states, and field tunable topological transitions in twisted multilayer graphene systems
我们从理论上研究了扭曲多层石墨烯系统中的关联绝缘态、量子反常霍尔（QAH）态以及不同关联态之间的场诱导拓扑跃迁。以扭曲双层单层石墨烯和扭曲双层石墨烯为例，研究了在有限位移场下，两个体系在1/2平带填充处都处于自旋极化的$C_{3z}$ -破缺绝缘体态，且Chern数为零.在某些情况下，这些自旋极化的，非线性绝缘体状态是在量子谷霍尔相位凭借非平凡的能带拓扑的系统。当只考虑谷内库仑作用时，自旋极化绝缘体态与谷极化绝缘体态是准简并的。这种准简并可以通过原子的原位相互作用分裂，使得自旋极化的基态成为唯一的基态。这种情况适用于1/2填充的各种扭曲多层石墨烯系统，因此可以被认为是通用机制。此外，在垂直磁场作用下，多层石墨烯体系中的轨道塞曼分裂和场致电荷密度变化会与原子Hubbard相互作用相互竞争，从而在小起始磁场作用下驱动自旋极化零陈数态向谷极化QAH态的跃迁.
2021-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Configurable Electrostatically Doped High Performance Bilayer Graphene Tunnel FET
提出了一种基于双层石墨烯的静电掺杂隧道场效应晶体管（BED-TFET）。与边缘状态恶化关断状态性能的石墨烯纳米晶体管TFT不同，BED-TFT基于由源极、沟道和漏极区中的垂直电场引起的不同带隙而操作，而没有任何化学掺杂。晶体管的性能进行了评估，通过自洽量子输运模拟。该器件具有几个优点：1）超低功耗（VDD=0.1V），2）高性能（ION/IOFF>104），3）陡峭的亚阈值摆幅（SS<10 mv/dec），以及4）在制造后可在N-TFET和P-TFET之间电配置。在这里，BED-TFET的工作原理和它的性能灵敏度的器件设计参数进行了研究。
2016-05-05 cond-mat.mes-hall
Gate-induced half-metals in Bernal stacked graphene multilayer
最近的实验表明，Bernal堆叠石墨烯多层膜（BGM）具有相互作用诱导的带隙（或伪带隙）基态。在这里，我们提出，由于电子相关，BGM可以诱导成一个半金属相，通过施加一个垂直的电场和掺杂。由于能带结构的不同，使得偶数层和奇数层BGM中的半金属态具有完全不同的行为。我们系统地计算了石墨烯四层（4L-BGM）和三层（3L-BGM），分别作为偶层和奇层BGM的典型例子。在4L-BGM中，我们发现了一个有趣的现象，即电场引起的自旋极化带反转。也就是说，在半金属相中，当施加的电场超过临界值时，导电沟道的自旋极化和净磁矩反转。在3L-BGM中，一个显著的特点是，即使在零电场的情况下，两个亚晶格的不等价也会内在地破坏自旋上和自旋下带的简并性。我们的研究结果表明，4L-BGM应该是一个理想的平台，以检测提出的半金属相的BGM系统。
2021-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Rectification effect in organic junctions based on aryl thin films covalently attached to a multilayer graphene electrode
在分子-电极界面处，分子与电极材料之间的量子相互作用是影响有机结电子输运性质的主要因素。在两种物质之间耦合强度的驱动下，它主要导致相互作用分子轨道的加宽和能量移动。使用新的电极材料，如最近的半导体二维纳米材料，已成为分子有机电子学领域的一个新挑战，为控制界面电子特性和电荷注入特性开辟了新的可能性。在这篇文章中，我们报告了使用原子级薄的二维多层石墨烯薄膜作为垂直结构有机结的基极。利用紫外光电子能谱学研究了双噻吩基苯重氮分子与多层石墨烯电极之间的共价键结所主导的界面电子结构，并与标准金电极结上的结果进行了比较.这种接口的室温注入性能也已探讨了电子传输测量。我们发现，尽管态密度，费米能和注入势垒的强烈变化，与Au基电极和多层石墨烯基电极的有机结显示出类似的电子响应。我们解释了这一观察的底部电极双（噻吩基）苯分子界面处发生的强烈的轨道耦合和通过钉扎的杂化分子轨道。
2018-05-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Observation of Chern insulator in crystalline ABCA-tetralayer graphene with spin-orbit coupling
本文报道在电荷中性ABCA堆叠四层石墨烯中，通过WSe2邻近自旋轨道耦合实现陈数为4的铁磁陈绝缘体，并展示其磁序可由磁场、掺杂和位移场三种方式调控。
2023-10-27 cond-mat.mes-hall
Van der Waals stacked multilayer in-plane graphene/hexagonal boron nitride heterostructure: its interfacial thermal transport properties
结合垂直和平面二维（2D）异质结构开辟了使用2D原子层构建块创建前所未有的架构的可能性。这种混合异质结构的热输运性质，在纳米电子学中的各种应用的关键，但是，还没有得到彻底的探讨。本文通过弱范德华相互作用构建了两种多层共面石墨烯/六方氮化硼（Gr/h-BN）异质结构（即混合异质结构），并采用非平衡分子动力学（NEMD）模拟方法系统地研究了它们的界面热导率（ITC）对层数的依赖性.计算结果表明，两种结构的多层面内Gr/h-BN异质结构（MIGHHs）的ITC都随着层数n的增加而减小，并在n = 3时达到饱和。令人惊讶的是，我们发现MIGHH比单层面内Gr/h-BN异质结构更有利于界面热传输，这与通常认为Gr和h-BN的多层结构抑制声子传输的观点形成强烈对比。通过热通量、温度跃变、应力集中因子、声子振动谱重叠和声子参与比的分析，探讨了这些现象的物理机制。特别地，通过改变MIGHH的堆叠角度，由于热整流行为，可以获得更高的ITC。此外，我们发现，ITC在MIGHH可以很好地调节通过控制层之间的耦合强度。我们的研究结果对于理解多层面内Gr/h-BN异质结构的界面热输运行为具有重要意义，并有望在探索其新的物理和应用方面引起广泛的兴趣。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flatbands in twisted double bilayer graphene
对于适当的系统参数，在扭曲的多层石墨烯系统中可以出现具有几个毫电子伏特量级的极窄带宽的平带。在这里，我们研究了扭曲的双双层石墨烯的电子结构，或扭曲的双双层石墨烯，找到孤立的平带可以出现作为扭曲角，垂直压力和层间电势差的函数的参数空间。我们发现，在扭曲的双双层石墨烯中，带宽通常比扭曲的双层石墨烯中的带宽平坦，在扭曲角$θ$和层间耦合$ω$的相同参数空间中大致高达两倍，使得在原则上更简单地定制窄带宽平带。当$ P \sim 2.5$ ~GPa时，垂直压力的应用可以将$θ\sim 1.05^{\circ}$处的最小模型的第一魔角提高到$θ\sim 1.5^{\circ}$的较大值，其中$θ\propto ω/ \upsilon_{F}$。窄带宽是预期在双双层连续范围内的小扭转角，即没有魔角，当本征双层间隙开放的电场，或由于远程跳跃条款。我们发现，适度的垂直电场可以通过增强狄拉克点附近的主带隙和高能带的次级带隙来提升低能平带的简并度。在$0^{\circ}$或$180^{\circ}$比对附近预期有明显的谷陈谱带。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall
Across-Layer Sliding Ferroelectricity in Graphene-Based Heterolayers: Asymmetry of Next Neighbor Interlayer Couplings
本文提出跨层滑移铁电性模型，通过次近邻层间耦合不对称性解释了中心对称石墨烯双层中的铁电现象，并拓展至多种异质层，解决了高密度数据存储的瓶颈问题。
2022-12-10 cond-mat.mes-hall
Flat bands in bilayer graphene induced by proximity with polar $h$-BN superlattices
本文通过第一性原理与紧束缚模型结合Wannier函数方法，证明极性h-BN超晶格的静电邻近效应可在AB堆叠双层石墨烯中诱导出分离良好的平带，并揭示了原子排列对能带结构的关键影响。
2023-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong gate-tunability of flat bands in bilayer graphene due to moiré encapsulation between hBN monolayers
当使用六方氮化硼（hBN）作为石墨烯的衬底时，所产生的莫尔图案产生次级狄拉克点。通过将多层石墨烯封装在对齐的hBN片内，受控的莫尔堆叠可以提供甚至更丰富的益处。使用先进的紧束缚模拟原子松弛的异质结构，在这里，我们表明，在第二狄拉克点的间隙可以打开在选定的莫尔堆叠配置，是独立的异质结构的任何额外的垂直门控。另一方面，选通可以广泛地调谐主狄拉克点处的间隙，并且由此可以相对于次狄拉克点处的莫尔条纹引起的间隙在宽度上强烈地压缩第一莫尔条纹迷你带。我们发现，在hBN封装的双层石墨烯中，这种新的机制可以在适度的门控下导致平坦于10 meV的孤立带，从而为电子控制的强相关态提供了一条方便的途径。
2023-02-02 cond-mat.mes-hall
Ferroelectricity in twisted double bilayer graphene
该研究在AB-BA堆叠的扭曲双层双层石墨烯中实现了铁电滞回现象，发现其无需氮化硼辅助即可切换极性，为探索二维铁电性提供了新平台。
2024-04-28 cond-mat.mes-hall
Ballistic miniband conduction in a graphene superlattice
人工晶格的合理设计产生了简单固体中无法实现的效果，多层半导体的垂直超晶格已经用于光学传感器和发射器。制造横向超晶格仍然是一个更大的挑战，在石墨烯和六方晶体（如氮化硼（h-BN））的范德华异质结构中使用莫尔图案提供了新的机会。迄今为止的实验已经阐明了高度对齐的石墨烯/h-BN异质结构的新颖电子结构，其中电子分散体中的能带边缘和鞍点可以通过静电门控到达。在这里，我们调查的动态莫尔的电子的微带横向电子聚焦，测量磁场中相邻的局部接触之间的弹道输运。在低温下，我们观察到的焦散线跳跃轨道延伸超过数百个超晶格周期，连续的迷你带的回旋革命的逆转，和附近的范霍夫奇点回旋运动的故障。在高温下，我们研究了非弹性散射对电子聚焦的抑制。
2016-03-03 cond-mat.mes-hall
Out-of-plane carrier spin in transition-metal dichalcogenides under electric current
在由铁磁体和重金属组成的多层膜中，由于Rashba自旋-轨道耦合作用，外加电流诱导出面内载流子自旋，而不存在面外分量。通过对称性论证和第一性原理计算，我们提出了铁磁过渡金属双硫族化合物单层膜中可以出现离面载流子自旋。单层中的固有自旋-轨道耦合提供谷对比塞曼型自旋分裂以产生垂直诱导自旋。可以利用电流方向来调整诱导自旋，并伴有谷极化。奇异的自旋积累为垂直磁化翻转和谷的电控制铺平了道路。
2019-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable exchange splitting in bilayer graphene on monolayer Cr$_2$X$_2$Te$_6$ with X=Ge, Si, and Sn
采用第一性原理方法研究了双层石墨烯在铁磁多层膜Cr $_2$ X $_2$ Te $_6$（X=Ge，Si，Sn）上的电子能带结构和邻近交换效应.在每种情况下，异质结构的本征电场在石墨烯双层中诱导约10 meV的轨道间隙。邻近交换是强烈的波段依赖性。例如，在Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$的情况下，双层石墨烯的低能价带具有8 meV的交换分裂，而低能导带的分裂小30倍（0.3meV）。这种显著的差异源于与铁磁基底的层依赖性杂交。值得注意的是，施加几V/nm的垂直电场可以逆转交换，使我们能够有效地打开和关闭双层石墨烯中的邻近磁性。这样的场效应对于铁磁绝缘体上的范德华双层来说应该是通用的，为基于自旋的设备开辟了新的可能性。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall
Electronic transport and anti-super-Klein tunneling in few-layer black phosphorous
本文理论研究少层黑磷纳米带的电子输运，基于μ-ARPES实验测得的能带建模，揭示其各向异性能带导致的输运特性，发现pn结中反超克莱因隧穿现象及顶层氧化对其的影响。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall
