Rapid Sequencing of Individual DNA Molecules in Graphene Nanogaps
我提出了一种使用石墨烯纳米间隙读取单个DNA分子的碱基序列的技术。
2008-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.bio-ph
Fabrication of graphene nanogap with crystallographically matching edges and its electron emission properties
我们展示了石墨烯纳米间隙的制造与晶体学匹配的边缘SiO2Si衬底上的泄漏。然后在高真空室中对具有几百纳米间隔的石墨烯纳米间隙进行电流-电压测量。平行的边缘有助于建立均匀的电场，并允许我们对单个石墨烯进行电子发射研究。结果表明，在低偏压下，I-V特性受空间电荷限制，而在高电压下，I-V曲线符合FN模型。我们还研究了真空电子器件的静电门效应。具有原子平行边缘的石墨烯纳米间隙可能为真空纳米电子学的基础和应用研究开辟机会。
2009-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrochemical impedance spectroscopy of graphene nanogaps
California State University Northridge（北岭加州州立大学）
该研究针对石墨烯纳米间隙水环境界面行为表征不足的问题，通过可控电击穿制备样品，采用电化学阻抗谱结合等效电路模型，揭示其频率响应与pH依赖特性，可提取有效纳米间隙长度尺度，为相关研究提供互补信息。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Water-assisted electronic transport in graphene nanogaps for DNA sequencing
可靠而廉价的DNA测序创新方法可以引领个性化医疗的新时代。在这项工作中，我们进行了基于纳米间隙的全电子DNA测序装置的理论研究。为此，我们在石墨烯片上使用了氮封端的纳米间隙，并充分考虑了环境因素。我们的调查是使用一种混合的方法，结合量子和经典力学耦合到非平衡格林函数，用于解决整个设备的电子输运。实验结果表明，该装置可以实现对DNA核苷酸的检测和区分，具有很高的灵敏度和选择性。此外，我们的研究结果表明，水在纳米级隧穿器件中的电子传输中起着重要作用，不仅从静电学的角度来看，而且还通过提供显着增加基于纳米间隙的DNA测序设备中的电导的状态。
2019-08-06 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph
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
Transverse conductance of DNA nucleotides in a graphene nanogap from first principles
最近已经实现了在原子级薄的石墨烯中制造纳米孔，并且已经证明了DNA的移位。结合早期提出的将石墨烯纳米间隙用于DNA测序的目的，这种方法可以解决在电子核碱基检测中实现单碱基分辨率的技术问题。我们已经从理论上评估了石墨烯纳米间隙设置的全基因组测序的目的的性能，通过采用密度泛函理论和非平衡格林函数的方法来调查的横向电导性能的间隙内的核苷酸。特别是，我们确定了在有限的偏压下，由于核苷酸的方向和横向位置的变化的电隧穿电流的变化。虽然由此产生的隧道电流被发现波动超过几个数量级，四个DNA碱基之间的区别似乎是可能的，从而排名的方法有希望的快速全基因组测序应用。
2011-01-14 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph physics.ins-det
A Mechanically Tunable Quantum Dot in a Graphene Break Junction
石墨烯量子点（QD）作为下一代量子电子器件的平台被广泛研究。在单层石墨烯QD中的传输性质的微调，特别是相对于隧道势垒的独立调制，仍然具有挑战性，并且通常使用静电门控来解决。我们研究了背栅石墨烯机械断裂结中的电荷输运，揭示了当石墨烯收缩中的纳米间隙打开时，单个高质量量子点的库仑阻塞物理特性。通过机械控制新形成的石墨烯纳米间隙的距离，我们实现了隧道耦合到漏电极的可逆可调谐性达五个数量级，同时保持源极-QD隧道耦合常数。这些发现表明，隧道耦合不对称性可以通过机械调谐旋钮进行显着调制，并对未来石墨烯基设备的开发具有重要意义，包括能量转换器和量子量热计。
2020-02-10 cond-mat.mes-hall
Transverse Electronic Transport through DNA Nucleotides with Functionalized Graphene Electrodes
石墨烯纳米间隙和纳米孔显示出用于电DNA测序目的的潜力，特别是因为单碱基分辨率似乎容易实现。在这里，我们从第一原理评估了具有官能化石墨烯边缘的纳米间隙设置的优点。为此，我们采用密度泛函理论和非平衡格林函数方法来研究位于相对的功能化石墨烯电极之间的DNA中存在的四种核苷酸的横向电导性质。特别是，我们确定了电隧穿电流的变化作为所施加的偏压和相关的差分电导的函数在一个电压，这似乎适合于区分四个核苷酸。有趣的是，我们观察到一个核苷酸的负微分电阻效应。
2012-02-14 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph
Controlling Nanogap Quantum Dot Photoconductivity through Optoelectronic Trap Manipulation
纳米尺度器件因其可调的电子和光学特性而被广泛研究，但杂质和缺陷的影响在这些长度尺度上被放大，并可能导致半导体材料特性的变化知之甚少。通过在核壳结构的CdSe/ZnS半导体纳米晶体桥接的纳米间隙中进行大量的光电导测量，我们发现了影响固态电荷陷阱种群的光电方法。我们引入了一个模型，统一了以前的工作，并转换成一个可重复的和强大的光电流响应由于陷阱状态操纵的问题，在电子特性的不可重复性。由于陷阱在许多物理过程中占主导地位，这些发现可能会导致通过控制和优化杂质和缺陷来改善各种纳米级应用的性能和器件可调谐性。
2009-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scaling limits of graphene nanoelectrodes
石墨烯是制备原子级薄纳米电极的理想材料。最近，碳基纳米电极已被用于制造单分子晶体管和相变存储器件。尽管最近在从相变存储器到分子电子学的一系列纳米级器件中使用它们的兴趣很大，但这些电极的操作和缩放限制是完全未知的。在本文中，我们报告了我们的观察一致的电压驱动的电阻开关在亚5纳米石墨烯纳米间隙。我们发现，我们能够利用反馈控制的电压斜坡在低阻态和高阻态之间可逆地循环。我们将这种无法解释的间隙切换归因于碳丝的形成和击穿。通过增加间隙，我们发现石墨烯纳米间隙的这种本征电阻切换施加了10 nm（约）的缩放极限。对于工作电压为1至2伏的器件，
2017-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Coulomb blockade in nanostructured graphene
我们报告了在蚀刻的、可调谐的单层石墨烯量子点上的库仑阻塞和库仑金刚石测量。由通过两个窄石墨烯收缩连接的石墨烯岛组成的器件通过三个横向石墨烯栅极完全可调。观察到库仑阻塞共振，并从库仑金刚石测量中提取~3.5 meV的充电能量。随着温度的升高，我们检测到纳米结构石墨烯屏障的峰加宽和透射率增加。
2007-09-24 cond-mat.mes-hall
Proposed ultra wide-band tunable THz RT lasers based on momentum space negative conductivity under electron streaming in hNB-graphene sandwiches
观察太赫兹损耗增益切换通过栅极上的偏置石墨烯三明治的传输解释下，在石墨烯中的电子流的响应。基于这一考虑，提出了太赫兹源，包括硅谐振器放置在三明治与电流在石墨烯中流动。它应该提供可调谐的偏置发射在宽太赫兹波段。该光源是直接模拟太赫兹的可调谐微波激光器演示。
2020-04-13 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable nearly total terahertz absorption in graphene with resonant metal back reflector
研究了金属背反射器（RMBF）对石墨烯薄膜的太赫兹波（THz）吸收特性。我们证明，石墨烯与RMBF的太赫兹吸收可以从几乎可以忽略不计，几乎全部通过调整外部栅极电压。这种奇特的几乎完全的THz吸收可以归因于法布里-珀罗腔效应，其增强了石墨烯的吸收并降低了反射。石墨烯-RMBF结构的吸收光谱也可以通过改变间隔层的厚度和介电常数来定制带宽和中心频率。
2013-11-09 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
Tunable Superlattice in Graphene To Control the Number of Dirac Points
石墨烯中的超晶格在能带结构中产生额外的狄拉克点，并且它们的数量取决于超晶格势强度。在这里，我们使用两个栅极的组合在具有可调势垒高度的石墨烯器件中创建了横向超晶格。在这封信中，我们展示了使用横向超晶格来修改石墨烯的能带结构，从而导致新的狄拉克锥的出现。这种对能带结构的控制性改变一直持续到100 K。
2013-09-18 cond-mat.mes-hall
Thin film barristor: a gate tunable vertical graphene-pentacene device
我们制作了一个垂直的薄膜势垒器件组成的高掺杂硅（栅极），300 nm的二氧化硅（栅极电介质），单层石墨烯，并五苯，和一个金的顶部电极。我们表明，整个设备的电流调制的费米能级的石墨烯，调谐与外部栅极电压。我们解释的电子发射理论内的设备电流，显示石墨烯和并五苯之间的能量势垒的调制高达300毫电子伏。
2013-02-12 cond-mat.mes-hall
Tunable electronic transport and unidirectional quantum wires in graphene subjected to electric and magnetic fields
石墨烯中的磁势垒不容易调节。然而，引入电场和磁场两者在石墨烯中提供了可调谐的且更可控的电子状态。在这里，我们研究这样的系统。可以使用垂直的电场和磁场在石墨烯中形成一维通道。该通道（量子线）支持局域化的电子-空穴态，其参数可以由电场控制。这种量子线提供了特殊的导电特性，如单向导电性和对无序的鲁棒性。两个分离的量子线包括具有两种类型的本征模的波导：一种类型类似于传统波导，另一种类型由沿着波导的边界传播的耦合表面波形成。
2010-02-08 cond-mat.mes-hall
Transport measurements across a tunable potential barrier in graphene
石墨烯中电子散射的特殊性质是对这种材料物理性质的许多令人兴奋的理论预测之一。为了研究电子在石墨烯平面内的散射特性，我们在单层石墨烯片内建立了一个门控可调势垒。我们报告的电传输测量整个结构的可调势垒电位是通过一系列的高度扫描。当势垒足够强以在石墨烯片内形成双极结（npn或pnp）时，跨越势垒的电阻急剧增加。我们将这些结果与扩散和弹道输运的预测进行比较，因为屏障在长度尺度上与平均自由程相当。最后，我们展示了磁场如何修改跨越屏障的输运。
2007-06-07 cond-mat.mes-hall
Tunable terahertz radiation from graphene induced by moving electrons
基于由位于周期性介电光栅上的单个石墨烯层组成的结构，我们从理论上证明了在石墨烯层顶部移动的电子束团可以产生强烈的太赫兹（THz）辐射。基础物理学在于具有相当低的电子能量（$\sim$ 1 keV）的移动电子聚束可以有效地激发具有近场的强约束的THz频率的石墨烯等离子体（GP）的事实。对于那些满足相位匹配条件的GP，光栅可以将GP进一步散射到自由空间中。辐射图案可以通过改变移动电子的速度来控制。重要的是，辐射频率可以通过改变石墨烯层的费米能级来调谐，从而提供可以覆盖宽频率范围的可调谐THz辐射。我们的研究结果可以为开发基于石墨烯的可调谐和微型THz辐射源铺平道路。
2014-02-12 cond-mat.mes-hall
Wide Angle Dynamically Tunable Enhanced Infrared Absorption on Large Area Nanopatterned Graphene
通过在纳米图案化单层石墨烯上激发狄拉克等离子体来增强光-物质相互作用是实现高红外吸收的有效途径。在此，我们设计并制备了具有和不具有光学腔的纳米孔和纳米盘的六边形平面阵列，在图案化的石墨烯上激发Dirac等离子体，并研究了等离子体寿命、消光截面、入射光偏振、入射光角度和图案尺寸对光吸收光谱的影响。
2018-06-03 cond-mat.mes-hall
On the possibility of tunable-gap bilayer graphene FET
我们探索了可调间隙双层石墨烯FET的器件潜力，该器件利用通过经由独立栅极操作施加垂直电场来打开双层石墨烯中的带隙的可能性。我们使用原子模拟的基础上的泊松和薛定谔方程的NEGF形式主义的自洽的解决方案来评估设备的行为。我们表明，这个概念的作品，但带隙开放是不够强大，以抑制带到带隧穿，以获得足够大的离子/Ioff比CMOS器件的操作。
2008-10-01 cond-mat.mes-hall
Tunable Graphene Single Electron Transistor
我们报告了石墨烯单电子晶体管的电子输运实验。该器件由通过两个窄的石墨烯收缩连接到源极和漏极的石墨烯岛组成。它是静电可调的三个横向石墨烯栅极和一个额外的背栅。隧道耦合是栅电压的强非单调函数，表明势垒中存在局域态。我们研究了隧道能隙的能量尺度、收缩区的共振和库仑阻塞共振。从库仑金刚石测量在不同的设备配置（即障碍配置），我们提取的充电能量为3.4毫电子伏，并估计一个特征的能量尺度为10毫电子伏的收缩共振。
2008-06-09 cond-mat.mes-hall
Tunable Adsorbate-Adsorbate Interactions on Graphene
我们提出了一种机制来控制石墨烯上吸附物之间的相互作用。一对吸附物之间的相互作用-一种吸附物在另一种存在下的吸附能的变化-由石墨烯的π电子介导的相互作用主导，并且具有两个不同的机制。从头算密度泛函，数值紧束缚，和分析计算被用来发展的理论。我们证明，相互作用可以在很宽的范围内调整通过调整吸附剂-石墨烯键合或化学势。
2013-09-12 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
Design of electron wave filters in monolayer graphene by tunable transmission gap
我们研究了非零入射角下单层石墨烯势垒的透射率。考虑平行波矢的影响，在克莱因隧穿和经典运动两种情况下，由于倏逝波的存在，透射率随入射能量的变化存在一个间隙。通过入射角、势垒高度和宽度对透射间隙的调制可能导致石墨烯基电子器件中的潜在应用。
2009-07-02 cond-mat.mes-hall
Tunable Hybridization Between Electronic States of Graphene and Physisorbed Hexacene
通过物理吸附有机分子的非共价官能化提供了一种可扩展的方法，用于修饰石墨烯的电子结构，同时保持其优异的载流子迁移率。在这里，我们研究了长链并苯的物理吸附，即，并六苯及其氟化衍生物全氟并六苯，双层石墨烯可调石墨烯器件使用第一性原理方法。我们发现这些分子的吸附导致在石墨烯的电子结构中形成接近其费米能级的局域态，这可以很容易地通过外部电场进行调谐。电场不仅在双层石墨烯中产生高达250 meV的可变带隙，而且强烈影响分子-石墨烯系统内的电荷再分布。发现这种电荷重新分布足够弱，不会引起强表面掺杂，但足够强，以帮助保持石墨烯的狄拉克点附近的电子态。
2015-07-30 cond-mat.mes-hall
Graphene nanoring as a tunable source of polarized electrons
我们提出了一种新的自旋过滤器的基础上的石墨烯纳米环以上的铁磁条制造。铁磁体中离子的磁矩与电子自旋之间的交换相互作用使电子态分裂，并引起电导和总电流的自旋极化。我们证明，电流和它的极化可以控制的侧栅电压。这打开了使用所提出的设备作为极化电子的可调源的可能性。
2012-04-09 cond-mat.mes-hall
Hybrid Metal-Graphene Plasmons for Tunable Terahertz Technology
在其许多突出的特性中，石墨烯支持太赫兹表面等离子体波-与紧密定位在表面附近的电磁场连接的亚波长电荷密度振荡[1，2]。当这些波被限制在有限尺寸的石墨烯时，等离子体共振出现，其特征在于在石墨烯的相对边缘处交替电荷积累。这种结构的谐振频率取决于尺寸和表面电荷密度，并且可以通过施加栅极电压在整个太赫兹范围内进行电调谐[3，4]。然而，可调谐石墨烯THz等离子体激元的前景尚未实现，因为大多数提出的包括检测器、滤波器和调制器的光电子器件[5-10]期望吸收或透射的接近全部调制，并且需要与石墨烯的电接触-使用现有等离子体激元结构难以满足的约束。我们在这里报告了一类新的等离子体共振，发生在混合石墨烯-金属结构。亚波长金属触点形成用于积累电荷的电容网格，而窄交错石墨烯通道（至第一阶）用作可调谐电感介质，从而形成与入射太赫兹波谐振匹配的结构。我们通过实验证明了在现成的大面积石墨烯中接近理论最大值的共振吸收，这是太赫兹探测器和可调谐吸收器的理想选择。我们进一步预测，使用高迁移率石墨烯将允许谐振THz透射率接近100%，实现可调谐THz滤波器或调制器。该结构与入射的THz辐射强耦合，并且解决了如何将可调谐等离子体通道并入具有电接触的设备中的基本问题。
2015-07-10 cond-mat.mes-hall
Graphene quantum blisters: a tunable system to confine charge carriers
由于克莱因隧穿，石墨烯中的电子的静电约束是不可能的。这阻碍了石墨烯用于量子点应用。只有通过有限寿命的准束缚态才能实现对载流子的束缚。在这里，我们提出，双层石墨烯与局部区域的去耦石墨烯层能够产生的静电门的应用下的束缚态。这种量子泡中的离散能级对应于顶层和底层中的局域电子和空穴态。我们发现，这层本地化和能量谱本身是可调的全球静电门，后者也符合在石墨烯盘的电子模式。奇怪的是，能量接近连续谱的状态主要存在于定义水泡的域之外的经典禁戒区域中。结果对于泡罩的尺寸和形状的变化是稳健的，这表明它是实现石墨烯中的可调静电约束的通用系统。
2018-05-27 cond-mat.mes-hall
Tunable quantum interference in bilayer graphene in double-resonant Raman scattering
双层石墨烯中的双共振$2D$拉曼模式的线形通常被认为是特定激光激发能的特征。在这里，在一个联合的实验和理论研究中，我们分析了双层石墨烯的双共振拉曼散射过程的电子展宽参数$γ$的依赖性。我们证明了对称和反对称散射过程之间的比例敏感地依赖于电子态的寿命，解释了实验观察到的复杂的$2D$模式线形状的变化。
2018-12-18 cond-mat.mes-hall
Tunable dichroism and optical absorption of graphene by strain engineering
本文从理论上研究了线偏振光垂直入射时，在应变石墨烯单分子层分隔的两种介质之间的透射率。我们解析表征的程度的二向色性和石墨烯的透明度作为一个任意的均匀应变和入射偏振的函数。我们讨论了如何测量的二向色性和透明度为两个不同的偏振方向可以用来确定的大小和方向的应变。我们的研究结果是非常有用的工具，可以通过机械应变来调整石墨烯的吸收，以及设计纳米器件来确定材料中的裂纹扩展。
2017-01-29 cond-mat.mes-hall
Tunable valley Hall effect in gate-defined graphene superlattices
我们从理论上研究了作为实现可调谷依赖输运的平台的具有破缺反转对称性的栅极限定的石墨烯超晶格。我们的分析是基于最近的实验[C. Forsythe等人，Nat. Nanotechnol. 13，566（2018）]，其中通过纳米结构化石墨烯/图案化电介质/栅极结构中的电介质，在石墨烯上诱导了栅极可调超晶格电势。我们演示了如何电子紧束缚结构的超晶格系统类似于一个缺口狄拉克模型与相关的谷依赖运输使用展开程序。以这种方式，我们得到的谷霍尔电导率从超晶格布里渊区的Berry曲率分布，并证明了这种电导率的可调谐性的超晶格势。最后，我们计算了与横向谷电流和纵向充电电流相关的谷霍尔角，并证明了谷电流对图案化电介质中不规则性的鲁棒性。
2019-10-18 cond-mat.mes-hall
Tunable Dot Platform for Controlling Electron Flow in Graphene
本文提出石墨烯可调量子点平台，通过独立门控量子点阵列与差分进化优化，利用多重散射效应实现对电子束的引导与分裂，为下一代电子光学器件提供新途径。
2025-07-02 cond-mat.mes-hall
Tunable spontaneous emission from layered graphene/dielectric tunnel junctions
人们对石墨烯及其相关结构的光电性质的兴趣迅速增长。尽管人们普遍认为石墨烯中不存在自发发射，这通常归因于其独特的超快载流子动量弛豫机制，但最近存在一些单层石墨烯的强光学增益和自发光发射的证据，这得到了多环芳烃中面外激子的主导作用的观察的支持。在这篇文章中，我们开发了一个新的概念，从简单的垂直石墨烯/电介质隧道结的光发射和光增益。理论上表明，可能的光学增益或发射光谱将容易地由所施加的电压进行调谐。我们提出了量子力学计算的细节，并进行了精确的分析，场辅助隧道传输矩阵结合扩展艾里的功能。
2014-01-13 cond-mat.mes-hall
Tunable Band Gap in Graphene with a Non-Centrosymmetric Superlattice Potential
我们表明，如果石墨烯受到从外部超晶格的潜力，一个带隙的狄拉克点提供的超晶格潜在的破坏反转对称性。作为一个数值例子，我们计算了石墨烯的能带结构的存在下，由于周期性图案化的栅极排列在一个三角形的石墨烯超晶格（TGS）的反转对称性破缺的外部电位，并发现一个带隙创建在原始和“第二代”狄拉克点。原则上，可以通过改变TGS的外部电势和晶格常数来控制间隙。
2010-03-31 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
Tunable Lifshitz Transitions and Multiband Transport in Tetralayer Graphene
由于二维材料的费米能级和能带结构易于调节，它们构成了探索Lifshitz转变的理想平台，Lifshitz转变是材料费米表面拓扑结构的变化。使用四层石墨烯，主机两个相交的大质量狄拉克带，我们展示了多个Lifshitz跃迁和多带输运，表现为非单调依赖的电荷密度n和面外电场D的电导率，反常量子霍尔序列和朗道能级交叉的演变与n，D和B。
2018-02-21 cond-mat.mes-hall
Electric field-tunable layer polarization in graphene/boron nitride twisted quadrilayer superlattices
最近观察到的非常规铁电性的AB双层石墨烯夹在六方氮化硼（hBN）提供了一个新的平台，以操纵多层范德华异质结构中的相关相。我们提出了一个低能量的连续介质模型的AB双层石墨烯封装的顶部和底部层的hBN或石墨烯，有两个独立的扭曲角。对于石墨烯/hBN异质结构，我们表明，扭转角的不对称性导致层极化的价带和导带。我们还表明，出平面位移场不仅调谐层偏振，但也使低能量带。我们扩展的模型表明，由AB双层石墨烯封装的顶部和底部的石墨烯层的四层石墨烯异质结构的电子结构可以类似地通过外部电场调谐。
2022-09-21 cond-mat.mes-hall
Tunable quantum dots in monolayer graphene
我们研究了由电场和均匀磁场结合形成的石墨烯量子点。电场产生一个平滑的量子阱势，而磁场诱导一个指数尾巴的点状态。由于Klein隧穿效应，态在阱区和静电势垒区达到峰值。利用电场和磁场可以实现在不同区域达到峰值的点态之间的耦合。该点在适度外场下的可调谐性可用于单层石墨烯中量子器件的设计。
2012-07-02 cond-mat.mes-hall
Engineering tunable strain fields in suspended graphene by microelectromechanical systems
在这里，我们提出了一个微机电系统（MEMS）的机电耦合石墨烯和潜在的相关二维材料的调查。我们技术的关键创新包括：（1）将石墨烯集成到硅MEMS技术中;（2）通过空间分辨共焦拉曼光谱完全控制石墨烯膜内的诱导应变场和掺杂水平及其表征;以及（3）通过其机械谐振器本征频率检测石墨烯片与MEMS器件的机械耦合的能力。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall
Spin inversion in graphene spin valves by gate-tunable magnetic proximity effect at one-dimensional contacts
石墨烯由于其高迁移率和长自旋扩散长度而具有显著的自旋电子学机会，特别是当封装在六方氮化硼（h-BN）中时。在这里，我们第一次展示了这种封装的石墨烯自旋阀与一维（1D）铁磁边缘接触门可调自旋输运。静电背栅调谐石墨烯的费米能级以探测1D铁磁接触的自旋极化态密度（DOS）的不同能级，其通过在石墨烯中诱导铁磁性的磁邻近效应（MPE）相互作用。与传统的自旋阀相比，在高电阻和低电阻配置之间的切换需要通过施加的磁场或高密度自旋极化电流进行磁化反转，我们提供了一种具有石墨烯中的栅极控制自旋反转的替代路径。所得到的可调MPE采用一个简单的铁磁金属自旋电子器件的承诺，并实现奇异的拓扑状态，从量子自旋霍尔和量子反常霍尔效应，马约拉纳费米子和skyrmions。
2018-02-21 cond-mat.mes-hall
Flip-chip gate-tunable acoustoelectric effect in graphene
我们展示了一个倒装芯片设备进行低温声电测量剥离的二维材料。有了这个设备，我们研究在剥离单层石墨烯器件的栅极可调声电传输，测量的电压作为高频表面声波动态驱动的石墨烯载流子，我们同时控制与硅背栅的密度。我们证明了声电信号的双极依赖性，正如预期的石墨烯载流子的符号。我们观察到一个显着减少的声电信号的幅度在一个明确的范围内的密度在附近的电荷中性，我们归因于一个空间异质性的电荷无序景观不直接揭示传统的运输测量。
2018-11-20 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall valley splitters and tunable Mach-Zehnder interferometer in graphene
石墨烯是电子量子光学领域非常有前途的实验平台。然而，一个完全可调谐和相干的电子分束器仍然缺失。我们报告了石墨烯中的电子分束器的演示，该电子分束器耦合具有相反谷偏振的量子霍尔边缘通道。我们的分束器的电子透射率可以从零调整到接近1。通过独立地将石墨烯PN结的两个角处的分束器设置为中间传输，我们实现了完全可调谐的电子马赫-曾德尔干涉仪。这种可调谐性使我们能够明确地识别由于马赫-曾德尔干涉仪的量子干涉，并研究它们与分束器传输和干涉仪偏置电压的依赖关系。与传统半导体干涉仪的比较指向了在这两个不同的2D系统中驱动量子退相干的通用过程，其中石墨烯对它们的影响更加鲁棒。
2021-07-19 cond-mat.mes-hall
Tunable Bandgap Opening in the Proposed Structure of Silicon Doped Graphene
介绍了一种特殊的硅杂质掺杂石墨烯的结构，并对其进行了分析。用密度泛函方法计算了该结构的能带结构。利用能带结构计算了基质石墨烯中不同硅位置的能带结构，研究了硅浓度和晶胞几何形状对所提出结构的能带结构的影响。根据DFT计算，化学硅掺杂的石墨烯导致大至2eV的能隙。正如我们将展示的那样，与以前的带隙工程方法相比，这种结构具有显著的优点，包括宽禁带调谐能力和对晶格几何形状的可忽略的依赖性。
2011-02-26 cond-mat.mes-hall
The gate-tunable strong and fragile topology of multilayer-graphene on a transition metal dichalcogenide
我们分析了夹在相同的过渡金属二硫属化物之间的多层石墨烯的相图。最近在所有范德瓦尔异质结构中实现，这些三明治在石墨烯中诱导了相当大的（1-15 meV）自旋轨道耦合，提供了一种在原始和栅极可调平台中设计拓扑能带结构的方法。我们发现一个丰富的相图，取决于层的数量$N$和门可调垂直电场。对于$N > 1$和奇数，系统是一个强的二维拓扑绝缘体，其带隙等于邻近诱导的伊辛自旋轨道耦合的强度，在中等电场下，该耦合恢复到平凡相。对于$N$ -偶，低能量带表现出最近提出的“脆弱”晶体拓扑结构的形式，以及电场调谐不同的原子绝缘体之间的保护相变。因此，AB-堆叠的双层和ABC-堆叠的三层石墨烯被预测提供易碎和强拓扑的可控实验实现。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall
Observation of dichotomic field-tunable electronic structure in twisted monolayer-bilayer graphene
利用NanoARPES和原位栅压调控观测到tMBG中电场极性切换导致单层与双层石墨烯谱权重选择性增强，揭示了其不对称场调控电子结构的起源。
2024-04-08 cond-mat.mes-hall
Tunable Superconducting Phase Transition in Metal-Decorated Graphene Sheets
使用典型的实验技术，很难在二维中分离载流子密度和无序对超导转变的影响。使用基于金属层去湿的简单制造过程，我们已经生产了用纳米级锡簇的非结晶网络装饰的石墨烯片。这些金属团簇既有效地掺杂石墨烯衬底，又诱导长程超导关联。这使我们能够研究在固定的无序和可变的载流子浓度的超导转变。我们发现，尽管在介观长度尺度（10-100 nm）的结构不均匀性，这种材料的电子行为作为一个均匀的脏超导体。我们简单的自组装方法建立了石墨烯作为一个理想的可调衬底研究诱导二维电子系统在固定的无序和我们的技术可以很容易地扩展到其他序参量，如磁性。
2009-10-05 cond-mat.mes-hall
Large tunable valley splitting in edge-free graphene quantum dots on boron nitride
二元自由度的相干操纵是现代量子技术的核心。石墨烯提供了两个二进制度：电子自旋和谷。有效的自旋控制已经在许多固态系统中得到证实，而谷的开发只是最近才开始，但没有在单电子水平上的控制。在这里，我们表明，石墨烯到六方氮化硼的范德华堆叠提供了一个天然的平台谷控制。我们使用由扫描隧道显微镜的尖端诱导的石墨烯量子点，并通过量子点位置的亚10 nm位移展示了从-5到+10 meV（包括谷反转）可调谐的谷分裂。这将受控谷分裂的范围提高了约一个数量级。自旋和谷态的可调反转应该能够实现这些自由度的相干叠加，作为实现基于石墨烯的量子比特的第一步。
2018-03-20 cond-mat.mes-hall
Gate tunable non-linear currents in bilayer graphene diodes
研究了双栅双层石墨烯器件的电输运随电荷密度和带隙的变化。顶栅电极可用于局部控制费米能级以在双栅区和单栅区之间产生PN结。这些双层石墨烯pn二极管的特征在于非线性电流和定向电流整流，并且我们显示源漏电压的整流方向可以通过使用栅极电压来控制。PN结特性的系统研究允许提取范围从0 meV到130 meV的栅极相关带隙值。
2012-01-05 cond-mat.mes-hall
Peierls-type Instability and Tunable Band Gap in Functionalized Graphene
功能化的石墨烯最近被证明对这种材料的电子特性有显着的影响。在这里，我们调查的空间有序的吸附原子驱动的RKKY型相互作用。在通过Peierls不稳定性类型机制产生的有序状态中，吸附原子主要驻留在两个石墨烯子晶格之一上。次晶格对称破缺引起的电子波的布拉格散射导致带隙开放，从而狄拉克费米子获得有限的质量。带隙被发现是免疫吸附原子的位置无序，只有一个指数小数目的局域态驻留在间隙。带隙态在宽范围的电子掺杂中是稳定的。我们的研究结果表明，控制吸附原子或分子的吸附提供了一种途径，工程石墨烯的可调带隙。
2010-08-10 cond-mat.mes-hall
Strain-tunable direct band gap of ZnO monolayer in graphene-like honeycomb structure
利用局域密度近似（LDA）下的全势密度泛函方法，通过模拟面内均匀双轴应变，在类石墨烯蜂窝结构的ZnO单分子层（ML-ZnO）中发现了机械可调的带隙.发现未应变的ML-ZnO在LDA内具有能量为1.68 eV的直接带隙;实际带隙将更大，因为已知LDA低估了带隙。在我们模拟的约正负10%的应变极限内，带隙保持直接，并显示出随应变的强非线性变化。研究结果可能在未来的纳米机电系统（NEMS）和纳米光机系统（NOMS）中找到应用。
2011-11-28 cond-mat.mes-hall
Tunable capacitive inter-dot coupling in a bilayer graphene double quantum dot
我们报道了一个双量子点，它是在一个宽度调制的蚀刻双层石墨烯纳米管形成。许多横向石墨烯门使我们能够在很宽的能量范围内调整器件的量子点能级和隧道势垒。电荷稳定性图，特别是单独的三相点对允许研究可调电容点间耦合能量以及多个单独的三相点上的电子激发态的光谱。我们提取的互电容点间耦合的范围为2 - 6 meV和点间隧道耦合的数量级为1.5 μeV。
2011-10-26 cond-mat.mes-hall
Direct observation of a gate tunable band-gap in electrical transport in ABC-trilayer graphene
本文首次在双栅极悬浮ABC堆垛三层石墨烯的电输运实验中直接观测到电场可调能隙，通过电流-电压非线性和电导率温度依赖性验证了热激活输运机制，并证实能隙随电场变化的临界指数为3/2，表明高质量少层石墨烯在可调谐太赫兹光源和探测器领域具有应用潜力。
2015-06-16 cond-mat.mes-hall
Tunable Graphene System with Two Decoupled Monolayers
使用两个真正的二维无间隙半导体，单层和双层石墨烯，作为场效应晶体管（FET）中的载流元件，可以获得新型的纳米电子器件。在这里，我们报告了石墨烯基FET的发展，该FET包含两个去耦的石墨烯单层，该单层是在剥离过程中从单个单层折叠而成的。这些新开发的设备的传输特性显着不同，从一个单晶双层制造。通过分析Shubnikov-de Haas振荡，我们证明了使用顶部和底部栅极独立控制两层中载流子密度的可能性，尽管它们之间只有纳米级的间隔。
2008-09-29 cond-mat.mes-hall
