Interlayer Conductance in the Armchair Nanotube -- Zigzag Graphene Ribbon Parallel Contact: Theoretical Proposal of Detection of Wavefunction Growing from the Edge to the Center in the Graphene Ribbon
本文提出利用扶手椅型纳米管与锯齿形石墨烯带的平行接触，通过层间电导选择性地检测ZGR波函数从边缘向中心的指数增长，并揭示了波函数相位对倾斜层间键贡献的抑制作用。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall
Production of Spin-Semiconducting Zigzag Graphene Nanoribbons by Constructing Asymmetric Notch on Graphene Edges
采用第一性原理密度泛函理论研究了锯齿形石墨烯纳米带的电子和磁性.研究发现，非对称缺口石墨烯纳米带的电磁性质与缺口深度密切相关，而与缺口长度的关系不大.随着凹口相对深度的增加，自旋上升和自旋下降的能级发生了很大的位移，伴随着磁动量的逐渐增加。不对称带移允许不对称切口的石墨烯纳米带成为自旋电子半导体，通过该自旋电子半导体，可以通过掺杂B或N原子来获得N型或P型自旋半导体。
2015-08-13 cond-mat.mes-hall
Evidence for Graphene Edges Beyond Zigzag and Armchair
纳米级物体的边缘决定了它们的大部分属性。出于这个原因，蜂窝状碳的边缘--通常被认为是锯齿形或扶手椅形--需要特别注意。在这份报告中，我们提供了实验证据，证实了之前的一个意想不到的预测：锯齿形是一个亚稳态边缘，因为它的平面重建降低了能量，形成了最稳定的石墨烯边缘。我们的证据是基于重新分析最近的一个实验。由于重建的边缘，以及我们讨论的其他非常规边缘，具有独特的化学性质，这一发现敦促在实验和理论上小心-我们必须进入超越曲折和扶手椅的领域。
2009-07-29 cond-mat.mes-hall
Sodium-terminated zigzag graphene nanoribbon: A one-dimensional semimetal with a tilted Dirac cone
利用第一性原理赝势密度泛函理论计算，我们发现在较低的浓度下，用一价碱原子终止锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）对其性质有显著的影响.特别是，使用钠原子使ZGNR边缘饱和，边缘碳原子的浓度为一半，使其成为一维的完美半金属，其中价带和导带仅在一个单一的Dirac点处相遇。与原始石墨烯不同，Na-ZGNR的狄拉克“锥”相对于波矢量不对称，而是倾斜的。
2011-05-03 cond-mat.mes-hall
Bistability of zigzag edge magnetism in graphene nanoribbons induced by electric field
在存在Hubbard相互作用的情况下，石墨烯锯齿形纳米带具有反平行结构的自发边缘磁性，其幅度可以通过横向电场调节。当电场在临界值上增大或减小时，边缘分别被去磁或重新磁化。每个边缘处的磁场确定再磁化的方向。因此，单层石墨烯锯齿形纳米结构中缓慢变化的横向电场和磁场的组合可以驱动量子系统进入双稳态回路。在没有磁场的双层/单层锯齿形纳米结构中也可以诱导出同样的现象，因为非对称超交换相互作用控制了再磁化的方向。通过这种方式，量子系统在基态和具有不同磁性、能带结构和电导的准稳态激发态之间进行了转换。这一特性可用于开发无磁场的石墨烯基自旋电子纳米器件。
2021-05-01 cond-mat.mes-hall
Electric gating induced bandgaps and enhanced Seebeck effect in zigzag bilayer graphene ribbons
我们从理论上研究了边栅产生的横向电场和顶、背栅产生的纵向电场对锯齿形双层石墨烯带（Bernal堆叠）能带和输运性质的影响。使用原子紧束缚计算和格林函数的形式主义，我们证明了带隙打开时，任何一个领域的应用，甚至扩大的同时影响下的两个领域。有趣的是，尽管垂直电场被广泛用于控制双层石墨烯中的带隙，但在这里，我们表明，横向场在调制更大范围的带隙和保持良好的电导方面表现出更积极的作用。对于具有16条链线的锯齿形双层石墨烯带，Seebeck效应也被证明强烈增强了约13倍。这些结果可能会激发新的设计的双层石墨烯带使用电子门的设备。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall
Temperature Dependence of Joule heating in Zigzag Graphene Nanoribbon
利用全带电子和声子色散关系，研究了锯齿形石墨烯纳米带在强场作用下焦耳热的温度依赖性。在300 K、600 K和900 K的不同温度下，焦耳加热总是随时间线性增加或功率为常数。虽然900 K和600 K的散射率分别是300 K的113倍和55倍，但焦耳加热功率仅是300 K的12.6倍和6.7倍。
2014-09-02 cond-mat.mes-hall
Theoretical Study on Transport Properties of Normal Metal - Zigzag Graphene Nanoribbon - Normal Metal Junctions
利用递归格林函数方法研究了石墨烯纳米管与两种金属之间的结的输运性质，其中石墨烯纳米管的边缘是由$N$支腿组成的锯齿形边缘.电导和传输概率具有显著的性质，取决于$N$的奇偶性。证明了当费米能为$E$时，在E=0附近的奇异行为.信道滤波示出发生在$N=$偶数的情况下。
2009-07-06 cond-mat.mes-hall
Kondo effect of cobalt adatom on zigzag graphene nanoribbon
基于从头计算方法，讨论了Co原子在锯齿形石墨烯纳米颗粒上的近藤效应。位于空心位的Co原子表现为自旋S = 1/2的杂质，dxz和dyz轨道对磁矩有贡献。动力学关联分析使用互补近似：平均场从玻色子方法，非交叉近似和运动方程方法。自旋和轨道自由度之间的相互作用的影响，以及纳米粒子的电子和磁结构的特性对多体共振的影响进行了研究。
2013-07-22 cond-mat.mes-hall
Non-local exchange effects in zigzag edge magnetism of neutral graphene nanoribbons
在$π$ -轨道非限制Hartree-Fock近似下研究了中性锯齿形石墨烯纳米颗粒中交换的非定域性。在这个理论中，我们发现，磁功能进一步稳定的边缘内和边缘间的交换相比，平均场论的Z字形带的基础上本地交换（如哈伯德模型或从头局部密度近似）。边间交换使磁基态解的带隙增强。这种增强的交换作用对边缘态的影响不能通过具有重整化参数的局域相互作用令人满意地实现。
2011-01-28 cond-mat.mes-hall
Carrier Density and Magnetism in Graphene Zigzag Nanoribbons
在$π$轨道Hubbard模型平均场近似下研究了锯齿形石墨烯纳米颗粒中载流子密度对磁性的影响。半填充的结构改变了磁性，导致了带内电荷密度变化和相对边缘平行自旋排列的状态。有限的载流子密度导致边缘附近的自旋密度稳步下降，最终导致磁性消失。在低掺杂浓度下，系统表现出多铁性秩序的趋势，其中边缘电荷和自旋同时极化。
2009-06-25 cond-mat.mes-hall
Localized states at zigzag edges of bilayer graphene
我们报道了位于双层石墨烯锯齿形边缘的零能表面态的存在。在紧束缚近似下，我们导出了这些特殊表面态的波函数的解析解。结果表明，双层石墨烯中的零能边缘态可以分为两类：（i）只存在于单个平面上的态，相当于单层石墨烯中的表面态;（ii）在两层上具有有限振幅的态，具有增强的穿透性。体和表面（边缘）的双层石墨烯纳米带的电子结构也进行了研究，无论是在平面之间的偏置电压的存在和不存在。
2007-07-25 cond-mat.mes-hall
Rash spin-orbit interaction in graphene and graphene zigzag nano-ribbons
我们研究了Rashba自旋轨道相互作用对石墨烯电子能带结构和相应波函数的影响。通过精确求解紧束缚模型的哈密顿量，我们得到了预期的能带分裂-由于SU（2）自旋对称性破缺-伴随着额外的狄拉克点的出现。这些点起源于价导带交叉。通过引入一个方便的规范变换，我们研究了具有RSO相互作用的锯齿形纳米带模型。我们发现，RSO相互作用解除了边带的准简并性，同时在实空间中引入了依赖于状态的自旋分离。垂直于带平面的平均磁化强度的计算表明，RSO可用于产生自旋极化电流。与内在的自旋轨道（ISO）相互作用提出存在于石墨烯的比较。
2009-05-08 cond-mat.mes-hall
Spin Conductance of Diffusive Graphene Nanoribbons: a Probe of Zigzag Edge Magnetization
我们研究了具有清洁和粗糙锯齿形边缘的扩散石墨烯纳米带中的自旋输运，以及长程电势波动。沿着带边缘的长程场导致局部掺杂接近电荷中性点，形成具有局部磁矩的$p$ - $n$结，类似于干净的锯齿形石墨烯纳米带的预测磁性边缘。由此产生的随机边缘磁化极化电荷电流，并导致样品到样品的自旋电流波动服从普遍的预测。我们进一步表明，虽然平均自旋电导为零，施加横向面内电场可以产生有限的自旋电导。通过外部磁场对准边缘磁矩也可以实现类似的效果。
2014-03-28 cond-mat.mes-hall
Charged Topological Solitons in Zigzag Graphene Nanoribbons
具有锯齿形终止边缘的石墨烯纳米带具有以边缘铁磁性和反铁磁性边缘间耦合为特征的磁性基态。这种对称性破缺状态是退化的自旋取向，我们表明，与此相关的简并，系统具有拓扑孤子。孤子出现在简并基态之间的界面上。这些孤子是系统中的相关电荷激发。当电荷被添加到纳米晶体时，系统在能量上倾向于创建磁畴并将额外的电子容纳在界面孤子中，而不是将它们设置在导带中。
2017-05-22 cond-mat.mes-hall
Chiral zigzag modes and flatbands in network models of twisted bilayer graphene
我们构建了层间偏压下扭曲双层石墨烯中出现的谷霍尔态三角网络的唯象散射理论。至关重要的是，我们的网络模型包括在相同的谷和自旋内的不同谷霍尔态之间的散射。我们发现，在没有前向散射，对称性减少网络模型到一个单一的参数之间插入一个嵌套的费米面和flatband，这可以理解的一维手征锯齿模式和封闭的三角形轨道，分别。我们演示了如何统一性和对称性约束锯齿模式之间的耦合，这有重要的影响，在实验中观察到的干涉振荡的性质。
2020-05-05 cond-mat.mes-hall
Zigzag edge states in graphene in the presence of in-plane electric field
本文研究垂直磁场与面内电场作用下石墨烯锯齿形边缘态，发现局域表面模在电场中仍保持无色散，并用Darwin展开给出解析证明。
2023-04-14 cond-mat.mes-hall
Effect of edge defects on band structure of zigzag graphene nanoribbons
在这篇文章中，我们报告的能带结构研究锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）引入缺陷（sp_3杂化碳原子）在不同浓度的边缘，通过改变sp_3和sp_2杂化碳原子的比例。在理论分析的基础上，发现ZGNRs的带隙值强烈地依赖于边缘处sp3到sp2杂化碳原子的相对排列，因此该发现将极大地有助于理解纳米带的带隙以用于其电子应用。
2018-03-12 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
Edge states interferometry and spin rotations in zigzag graphene nanoribbons
锯齿形石墨烯纳米带的一个有趣的特性是存在边缘状态，其沿着其边界延伸但在横向方向上局部化。我们表明，由于这一性质，电子输运通过一个外部诱导势阱显示两个路径干涉振荡时，无论是受磁场或横向电场。这种效应不需要在纳米粒子的几何形状中存在实际的“孔”。此外，由于边缘状态是自旋极化的，在相对侧上具有相反的极化，因此这种干涉效应可以用于以受控的方式旋转入射载流子的自旋。
2009-06-23 cond-mat.mes-hall
Effects of zigzag edge states on the thermoelectric properties of finite graphene nanoribbons
在紧束缚模型和格林函数方法的框架下，研究了有限长石墨烯纳米带与金属电极耦合时的热电特性。当锯齿形边耦合到电极时，只有当电极之间的沟道长度小于这些局部锯齿形边缘态的衰减长度时，才能发生通过局部边缘态的电子输运。当扶手椅边缘耦合到电极时，当GNR处于半导体相时，存在与中间带隙状态相关联的有趣的热电行为。在这里，我们表明，锯齿形边缘态的扶手椅侧连接到电极的GNRs的热电行为类似于两个平行的量子点具有相似的轨道简并度。此外，它表明，由锯齿形边缘状态给出的电导和功率因数是相当强大的缺陷散射。
2022-07-09 cond-mat.mes-hall
Limited robustness of edge magnetism in zigzag graphene nanoribbons with electrodes
它示出，除了众所周知的因素，如温度，衬底，和边缘重建效果，也存在外部接触是破坏性的磁矩在石墨烯纳米带的边缘形成。当石墨烯/电极界面对电子变得越来越透明时，边缘磁性逐渐减小。除了石墨烯/电极耦合强度之外，纵横比参数，即石墨烯纳米颗粒的宽度/长度比，对于抑制边缘磁性也是至关重要的。本理论使用紧束缚方法，基于$π$电子的平均场哈伯德哈密顿量，和Landauer-Büttiker方法中的格林函数技术。
2014-11-17 cond-mat.mes-hall
Zigzag Graphene Nanoribbons as a Majorana Platform
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；University of Bath（巴斯大学）；Harvard University（哈佛大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；University of Bristol（布里斯托大学）
本文提出ZGNR与Ising超导体异质结构模型，证明Ising超导体可在ZGNR半金属相中诱导自旋三重态奇宇称配对，形成拓扑非平庸超导相，通过栅极可调相变实现马约拉纳零模。
2026-10-15 cond-mat.mes-hall
Shot Noise Probing of Magnetic Ordering in Zigzag Graphene Nanoribbons
电荷电流的非平衡时变波动最近成为一种灵敏的实验工具，通过由附着的金属电极引入到清洁的宽和短石墨烯条带中的倏逝波函数来探测弹道输运。我们证明，这种“伪扩散”散粒噪声可以在锯齿形石墨烯纳米颗粒（ZGNR）由于其边缘的拓扑结构，负责本地化的状态，促进铁磁有序沿边缘库仑相互作用时，考虑到大幅修改。因此，注入ZGNR的非极化电荷电流的散粒噪声增强，以及自旋极化电荷电流的更敏感性，将充当这种低维磁性的全电和边缘敏感探针。
2009-06-01 cond-mat.mes-hall
Effects of random atomic disorder on the magnetic stability of graphene nanoribbons with zigzag edges
利用扩展的平均场哈伯德模型研究了随机分布的原子缺陷对锯齿形边缘石墨烯纳米带磁性的影响。对于带体区域中蜂窝晶格的子晶格之间的平衡缺陷分布，边缘态的基态反铁磁性不受影响。通过分析激发谱，我们发现，而反铁磁基态是容易受到单自旋翻转激发从边缘状态的磁性缺陷状态在低的缺陷浓度，它的整体稳定性增强相对于铁磁相。
2018-04-19 cond-mat.mes-hall
Energy Controlled Edge Formation for Graphene Nano Ribbons
在第一性原理计算的基础上，我们估算了将石墨烯片切割成扶手椅型和锯齿型纳米带所需的能量。我们的计算表明，所需的能量切割成锯齿形配置的石墨烯片是由0.174 eV的数量级高于扶手椅配置。因此，对阈值能量的控制可能有助于设计用于将石墨烯片切割成光滑边缘的扶手椅或锯齿形配置的实验。
2013-09-11 cond-mat.mes-hall
Spin susceptibilities in zigzag graphene nanoribbons
利用平均场近似下的简单哈伯德哈密顿量来研究锯齿形石墨烯纳米带的能带和自旋极化率。根据电子掺杂，反铁磁或铁磁配置是可能的;在前者中，能隙与哈伯德参数成比例，而在后者中，上下自旋带与费米能级相交。由于系统的二维性质，磁化率矩阵是必要的，以解释自相关和自旋之间的相关在带状单位电池。的横向自旋极化率计算和铁磁溶液的静态情况下进行检查，作为电子掺杂的函数。
2011-12-12 cond-mat.mes-hall
Nonadiabatic pure spin pumping in zigzag graphene nanoribbons with proximity induced ferromagnetism
结合Floquet理论和格林函数理论，我们提出了非绝热量子自旋和电荷泵通过锯齿形铁磁石墨烯纳米管，包括一个双势垒结构，由两个局部$ac$栅极电压驱动，具有相位滞后。在很宽的费米能量范围内，可以通过在非绝热区中调谐和操纵驱动频率来实现感兴趣的量子泵浦，例如i）具有零净电荷泵浦的纯自旋泵浦，ii）纯电荷泵浦和iii）完全自旋极化泵浦。利用现有技术可以测量的自旋极化泵浦依赖于能级间距和驱动频率之间的竞争。
2015-09-24 cond-mat.mes-hall
Uniform current in graphene strip with zigzag edges
石墨烯在E = 0时表现出零能隙无质量狄拉克费米子和零态密度。这些粒子在E = 0处的锯齿形边缘的有限宽度条带上形成称为边缘态的局域态。天真地认为，人们可能会认为电流也集中在边缘，但Zarbo和Nikolic数值计算得到的结果是，电流密度在条带的中心显示出最大值。我们导出了电流密度的严格关系式，阐明了边缘态电流密度在中心有极大值的原因。
2009-05-07 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in strained graphene nanoribbons: armchair vs zigzag edges
我们研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带（GNRs）中机电效应产生的波纹波对电磁场引起的自旋弛豫的影响。通过利用数值模拟支持的解析表达式，我们表明，它是可能的调谐自旋翻转行为ON和OFF由于在GNRs的潜在应用在应变器件的波纹波。这一发现类似于最近对III-V族半导体量子点中自旋电子器件的设计所做的观察，其中有效的Land $\mathrm{\acute{e}}$ $g$因子的符号变化可以通过施加栅极控制的电场来设计。特别是，我们表明，调谐的自旋延伸到更大的宽度扶手椅GNRs比锯齿形GNRs。在这里，我们还报告说，弛豫率消失一样，$L^5$。
2014-11-02 cond-mat.mes-hall
Electronic states of zigzag graphene nanoribbons with edges reconstructed with topological defects
利用紧束缚方法研究了锯齿形石墨烯纳米带的能谱和电子态密度。在Stone-Wales zz（57）边缘的情况下，与原始zz边缘相比，低能谱显著改变。我们发现在任何宽度的石墨烯纳米带中，费米能级上的电子态密度都不为零。相反，对于只有一边是七边形而另一边是五边形的带，费米能级处的能隙是开放的，DOS等于零。其原因是未补偿的拓扑荷对局域边缘态的影响，而局域边缘态本质上是拓扑的。这种行为类似于沿边缘的结构化外部电势。
2015-11-10 cond-mat.mes-hall
First-principles study of graphene edge properties and flake shapes
利用密度泛函理论，通过计算石墨烯纳米带的边缘能和边缘应力与边缘取向的关系，确定了石墨烯片的平衡形状。边缘能量是边缘取向角的近似线性函数，从扶手椅取向到锯齿取向逐渐增加。锯齿形边缘的重建将其能量降低到小于扶手椅边缘的能量。所有边缘取向的边缘应力都是压缩的，然而，锯齿形边缘的重建将该边缘应力减小到接近零。氢吸附有利于所有边缘取向;显著降低所有边缘能量和所有边缘应力。它还消除了锯齿形边缘的重建。使用新的边缘能量数据，我们确定了石墨烯片（具有未重构边缘）的平衡形状为六边形，在存在和不存在氢的情况下具有直扶手椅边缘。然而，锯齿形边缘重构产生具有六重对称性但具有圆形边缘的石墨烯薄片。这种形状主要是由近锯齿形边缘。在不存在氢的情况下，对于所有边缘取向，压缩边缘应力将导致边缘屈曲（石墨烯片的平面外）。将石墨烯薄片暴露于氢气显著降低了屈曲幅度。
2011-08-05 cond-mat.mes-hall
Half-metallic Dirac cone in zigzag-graphene-nanoribbon/graphene
石墨烯是一种本征零能隙半导体，它的狄拉克电子具有独特的自旋和赝自旋，从而产生了许多有趣的电子和输运性质。虽然孤立的锯齿形石墨烯纳米带是反铁磁半导体，我们通过第一性原理和紧束缚计算表明，锯齿形石墨烯纳米带支撑在石墨烯上是半金属的自旋和赝自旋对称性破缺的结果。特别地，在费米能级附近的K（K '）处形成半金属狄拉克锥。目前的研究结果表明，锯齿形石墨烯纳米带中自旋和赝自旋的独特组合可以用于操纵石墨烯的电子性质，并可能对潜在的石墨烯基纳米电子应用具有实际意义。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic structure at zigzag edges of graphene bilayer ribbons
我们研究了锯齿形边缘双层石墨烯带的边缘磁化。在未掺杂双层的费米能处存在平坦的边缘态带，这引起了态密度的强峰，使得双层带即使对于非常小的现场电子排斥也在边缘处具有磁性。在Hartree-Fock近似下，利用哈伯德模型，我们证明了锯齿形边缘双层带的磁结构沿边缘是铁磁的，包括两层的位置，相对边缘之间是反铁磁的。它还表明，这种磁结构是一个后果的性质的边缘状态存在于双层带锯齿形边缘。类似于单层的情况下，即使在小的现场哈伯德排斥$U \approx 0.3 {eV}$的边缘站点磁化大$m \approx0.2 μ_{B}$（每晶格站点）实现在纳米宽的双层带。
2008-01-17 cond-mat.mes-hall
Electron transport and quantum-dot energy levels in Z-shaped graphene nanoconstriction with zigzag edges
受石墨烯纳米结构制造的最新进展的启发，我们发现电子可以被捕获在Z形石墨烯纳米收缩与锯齿形边缘。收缩的中心部分作为单能级量子点操作，因为由于失配的谷极化，朝向附属部分（旋转60度）的电流流动被强烈抑制，尽管隔离的每个部分示出电导的最大量子值$G_0=2e^2/h$。我们进一步表明，捕获机制是不敏感的收缩几何形状的细节，除了从两个相邻的部分的宽度相等的情况下。与早期的研究电子输运通过对称和非对称扭结锯齿形边缘的关系也建立。
2009-11-20 cond-mat.mes-hall
Effective spin theories for edge magnetism in graphene zigzag ribbons
我们报告了一个彻底的研究减少边缘相关效应在石墨烯的边缘状态的简化有效的模型。后者以前曾用于专门定制的几何形状。通过对二阶微扰理论中体态修正的系统研究，我们证明了在一般几何条件下，简化为纯边态模型是合理的。这里讨论的简化模型的框架使得能够研究系统尺寸远远超出常规方法范围的非平均场相关物理，例如，量子蒙特卡罗
2014-12-22 cond-mat.mes-hall
Band-Selective Filter in a Zigzag Graphene Nanoribbon
利用递归格林函数方法研究了锯齿形石墨烯纳米颗粒通过台阶势和势垒势的电输运。在阶梯势的情况下，我们证明了数值散射过程服从的带指数的选择规则时，锯齿链的数量是偶数，属于“偶数”（“奇数”）带的电子被散射到偶数（奇数）带，使波函数的奇偶性被保存。所谓的谷阀效应可以用这个选择规则来解释。在势垒的情况下，通过调整的势垒高度是一个适当的值，我们表明，它可以作为“带选择性过滤器”，它可以选择性地传输电子相对于入射电子所属的带的指数。最后，我们建议，这种选择规则可以观察到的电导，通过施加两个势垒。
2008-07-23 cond-mat.mes-hall
Interplay between Aharonov-Bohm interference and parity selective tunneling in zigzag graphene nanoribbon rings
对锯齿形石墨烯纳米环PN结中的Aharonov-Bohm（AB）效应和宇称选择性隧穿进行了数值研究。我们发现，当施加一个磁场的环，AB干涉可以逆转的宇称对称性的入射波，因此可以强烈调制通过系统的宇称选择传输。因此，不同宇称的两个态之间的传输表现出AB振荡，与相同宇称的状态的情况相比，具有π相移。在此基础上，研究表明，在这种结构中可以实现诸如巨（正和负）磁电阻和强负微分电导等有趣的效应。因此，我们的研究提出了一个新的性质的AB干涉，这可能有助于进一步了解石墨烯介观系统的输运性质。
2013-07-17 cond-mat.mes-hall
Anomalous Enhancement of the Boltzmann Conductivity in Disordered Zigzag Graphene Nanoribbons
利用玻尔兹曼方程方法研究了无序锯齿形石墨烯纳米带在非相干态下的导电性。锯齿形纳米带的能带结构包含两个能谷，每个能谷都有一个多余的单向通道。关键的一点是，由于存在多余的单向通道，两个传播方向的导电通道的数量是不平衡的，在每个谷。有人指出，作为这种不平衡的结果，一个完美的传导通道是稳定的相干制度，如果谷间散射是不存在的。我们表明，即使在非相干制度，电导率是有害的增强，如果谷间散射是非常弱的。特别地，在没有谷间散射的极限下，无量纲电导随着带长的增加而趋于统一，就好像存在一个完美的导电通道。我们还发现，在存在电场的情况下，电子密度出现异常的谷极化。
2010-02-12 cond-mat.mes-hall
Spin waves in zigzag graphene nanoribbons and the stability of edge ferromagnetism
我们研究了不同宽度的锯齿形石墨烯纳米带的低能自旋激发。我们发现，在小波矢量的能量色散主要由反铁磁相关带的边缘之间，在accrodance与以前的计算。我们指出，自旋波的寿命是非常长的，由于半导体性质的电中性纳米带。然而，非常适度的栅极电压的应用导致到有限自旋波寿命的状态的不连续过渡。通过进一步增加掺杂，沿着边缘的铁磁排列变得不稳定，对抗横向自旋波动。这使得铁磁性的实验检测是这类系统非常微妙，并提出了一个困难的挑战，这些纳米带作为自旋电子器件的基础可能的用途。
2010-10-16 cond-mat.mes-hall
Room temperature magnetic order on zigzag edges of narrow graphene nanoribbons
在其他非磁性材料如碳中出现的磁序是一种新型s-p电子磁性的典型例子，预计这种电子磁性具有特殊的高温稳定性。已经证明，石墨烯的原子尺度结构缺陷可以容纳不成对的自旋。然而，目前还不清楚在什么条件下，长程磁序可以出现从这样的缺陷约束磁矩。在这里，我们提出，与随机缺陷分布相反，具有特定结晶取向的石墨烯边缘的原子尺度工程，包括仅来自二分石墨烯晶格的一个子晶格的边缘原子，可以产生鲁棒的磁序。我们采用基于扫描隧道显微镜的纳米带技术来定义具有纳米精度和良好定义的晶体学边缘取向的石墨烯纳米带。虽然扶手椅带显示量子限制带隙，但窄于7 nm的Z字形带显示约0.2 - 0.3eV的带隙，这可以被识别为沿其边缘的相互作用诱导的自旋有序的特征。此外，半导体到金属的过渡时，揭示了增加带的宽度，表示从反铁磁到铁磁配置的相对带边缘之间的磁耦合的切换。我们发现，即使在室温下，石墨烯边缘的受控锯齿形取向的磁性秩序也可以保持稳定，这为在环境条件下工作的石墨烯基自旋电子器件带来了希望。
2014-11-05 cond-mat.mes-hall
Fano resonances in hexagonal zigzag graphene rings under external magnetic flux
我们研究了连接在半无限纳米带上的六边形锯齿形石墨烯量子环的输运性质。开放的二重对称结构支持局域态，这些局域态可以追溯到孤立的六重对称环中存在的局域态。使用紧束缚的格林函数形式主义内的哈密顿量，我们表明，外部磁场促进这些本地化状态的Fano共振与强大的签名运输。局域态密度和电流分布的共振态作为一个函数的磁通量强度计算。对于波纹衬底上的结构，我们分析了应变的影响，包括一个平面外的中心对称变形的模型。我们发现，小应变移动共振位置，而没有进一步的修改，而高应变引入新的。
2015-03-02 cond-mat.mes-hall
Electronic and transport properties of rectangular graphene macromolecules and zigzag carbon nanotubes of finite length
在Hückel模型的框架下研究了一维扶手椅型碳带和锯齿型碳纳米管以及它们的有限长对应物。我们证明了一个一维碳带是金属的，如果它的宽度（碳环的数量）等于$2+3n$。我们发现一维金属带或一维金属碳纳米管的色散规律（电子能带能）在费米能处具有普遍的{ \it sin-}依赖性，这种依赖性与其宽度无关。我们发现，在有限长度的金属石墨烯带（矩形石墨烯大分子）或有限长度的纳米管的情况下，在$\varepsilon=0$（费米能）附近的离散能谱可以通过从相同的色散定律中选择能级来精确地获得。在半导体石墨烯大分子或有限长度的半导体纳米管的情况下，可以以良好的精度近似能隙周围的能级的位置。0 D碳结构的电子光谱通常包括能量为$\varepsilon=0$的附加态，其位于锯齿形边缘上并且对体积电导率没有贡献。
2008-11-11 cond-mat.mes-hall
Effects of metallic electrodes on the thermoelectric properties of zigzag graphene nanoribbons with periodic vacancies
本文理论分析金属电极接触方式对含周期性空位的锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）量子点阵列热电性能的影响，发现线接触电极（如Cu、Au等）可实现高功率因子和品质因数，优于面接触。
2023-05-05 cond-mat.mes-hall
Potential-tuned magnetic switches and half-metallicity transition in zigzag graphene nanoribbons
Nanjing University（南京大学）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）
结合第一性原理与紧束缚模型，预测在锯齿型石墨烯纳米带中通过施加电势降可诱导稳定的铁磁畴，实现磁开关效应与同磁相内的半金属特性转变，为操控自旋自由度提供了新途径。
2023-05-17 cond-mat.mes-hall
Graphene Nanoribbon and Graphene Nanodisk
我们研究了具有闭合边缘的石墨烯衍生物的电子性质。它们是有限长度的石墨烯纳米带和石墨烯纳米盘。虽然所有的无限长锯齿形纳米带都是金属的，但在有限长锯齿形纳米带中没有发现金属态。我们还研究了六边形，平行四边形和三角形的锯齿形或扶手椅边缘的纳米盘。除了三角形锯齿形纳米盘外，在这些纳米盘中也没有发现金属态。有趣的是，我们可以通过改变三角锯齿形纳米盘的尺寸来任意设计金属态的简并度。
2007-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-tuning of edge magnetism in zigzag graphene nanoribbons
利用量子Monte-Carlo方法研究了锯齿型石墨烯纳米带边缘磁性的应变调谐。我们密集的数值计算结果表明，一个相对较弱的库仑相互作用可以诱导一个铁磁的行为与适当的应变，和边缘的磁性可以大大增强沿锯齿形边缘的应变增加，这提供了另一种方式来控制石墨烯磁性，即使在室温下。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
First-principles study of heat transport properties of graphene nanoribbons
结合密度泛函理论和非平衡格林函数方法，研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带的热导率。由于石墨烯纳米带的声子色散的各向异性，锯齿形带具有比宽度相当的扶手椅带更高的热导率：锯齿形带中的低频带比扶手椅带中的低频带更分散。有和没有氢钝化的边缘修改的原子结构，并最终影响声子的热输运不同的两种带类型。
2011-08-04 cond-mat.mes-hall
Antiferromagnetism in hexagonal graphene structures: Rings vs dots
利用平均场哈伯德模型研究了具有锯齿形内边缘的六角石墨烯环中反铁磁相的形成。环的外边缘被认为是锯齿形或扶手椅形，我们发现，这两种类型的结构可以有一个更大的反铁磁相互作用相比，六边形点。这种差异可以部分归因于环中每单位面积的锯齿形边缘的数量比点中的多。此外，发现位于内环边缘上的边缘状态与点的边缘状态不同地杂交，这导致石墨烯环和点的磁性的重要差异。当外边缘具有锯齿形形状时，发现最大交错磁化。然而，窄环扶手椅外边缘被发现有较大的交错磁化比锯齿形六边形。边缘缺陷被示出具有最小的磁化效果时，外环边缘是扶手椅形。
2013-02-19 cond-mat.mes-hall
Conductance through disordered graphene nanoribbons: Standard and anomalous electron localization
研究了锯齿形和扶手椅型石墨烯纳米带中无序的存在所产生的电导涨落。我们表明，量子输运在锯齿形纳米带发生通过边缘状态是指数本地化，在标准的安德森局域化问题，而扶手椅纳米带的石墨烯亚晶格的对称性产生异常本地化，或离域。我们发现，这两种不同的电子局域化导致锯齿形和扶手椅型纳米带之间的电导统计的显着差异。特别是，扶手椅纳米带显示非常规的大电导波动相对于安德森本地化的电子。我们计算分析这两种类型的带的电导的完整分布。没有自由拟合参数，我们验证了我们的理论结果进行数值模拟无序锯齿形和扶手椅纳米带的实验可实现的长度和宽度。
2013-11-25 cond-mat.mes-hall
Edge states of zigzag graphene nanoribbons with B and N doping at edge atoms
采用紧束缚模型，理论研究了锯齿形石墨烯纳米带最外层的C原子被B和N原子取代后的锯齿形硼碳氮（BCN）纳米带的电子性质.结果表明，除了六倍超原胞的情况外，当B原子和N原子数目相等时，费米能级上出现平带和边缘态。为了研究BCN纳米带中边缘态的起源，我们考虑了具有锯齿形边缘的半无限石墨烯片，其中最外面的C原子被B和N原子取代。我们分析表明，在锯齿形的边缘和平坦的频带使用传输矩阵方法的边缘状态的存在。
2013-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering spin exchange in non-bipartite graphene zigzag edges
控制原始石墨烯纳米结构中自旋交换相互作用的规则受到晶格的二分特征的约束，使得交换的符号由磁矩是否在相同的子晶格上确定。最近已经证明了具有完美之字形边缘和具有五边形环的荧蒽基团的石墨烯带的合成，五边形环是破坏蜂窝晶格的二分性质的缺陷。在这里，我们解决如何修改这些结构的电子和自旋性质的缺陷，无论是间接交换相互作用，以及新兴的边缘磁性，研究与DFT和平均场哈伯德模型计算。在所有情况下，我们发现，在缺陷的二分性质的局部故障反转的迹象，否则铁磁相关性沿边缘，引入局部反铁磁内边缘耦合，并为窄的丝带，也恢复反铁磁边缘间的相互作用，通常发现在原始的丝带。我们的研究结果表明，这些五边形缺陷是一种资源，允许工程师的自旋交换相互作用在石墨烯基纳米结构。
2016-09-15 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
Aharonov-Bohm Oscillations in Minimally Twisted Bilayer Graphene
我们研究了层间偏压下最小扭曲双层石墨烯中出现的谷霍尔态网络的输运。为此，我们构建了一个散射理论，捕捉网络物理。在没有前向散射的情况下，对称性将网络模型约束为在一维手性锯齿模式和伪朗道能级之间插值的单个参数。此外，我们展示了锯齿模式的耦合如何影响磁输运。特别是，我们发现，平行之字形通道之间的散射引起Aharonov-Bohm振荡，对温度是鲁棒的，而在不同方向传播的之字形模式之间的耦合导致Shubnikov-de Haas振荡，在有限的温度下被涂抹。
2020-08-26 cond-mat.mes-hall
