Nonperturbative quasiclassical theory of graphene photoconductivity
我们提出了一个非微扰准经典理论的石墨烯光电导。我们考虑了低频（微波，太赫兹，中红外）辐射对均匀石墨烯层的静态电导率的影响，并计算了其光电导作为频率，极化和外部交流电场强度的函数，以及材料特性（电子密度，散射时间）和温度。该理论在频率$\hbarω\lesssim 2E_F$和任意强的交流电场下是有效的。我们将所得结果与三阶微扰理论的结果进行了比较，并确定了微扰解的适用范围。
2021-05-18 cond-mat.mes-hall
Nonlinear, anisotropic and giant photoconductivity in intrinsic and doped graphene
我们提出了一个框架来计算应用于石墨烯的两个能带系统的各向异性和非线性光电导。与通常的微扰（光场强度中的二阶）技术相比，我们计算了光场强度中所有阶的光电导。特别是，对于石墨烯，我们发现光响应是巨大的（在大的光场强度）和各向异性。石墨烯中的各向异性光响应与入射场的偏振相关，其响应类似于半波片的响应。我们预测，在纵向（$σ_{xx}$）和横向$(σ_{yx})$光电导的同时测量的各向异性，用四个探针，提供了一个独特的实验签名的光伏响应，区分它从热塞贝克和热辐射热效应的光响应。
2017-10-02 cond-mat.mes-hall
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
Coherent control of photoconductivity in graphene nanoribbons
本文利用Lindblad-von Neumann主方程研究石墨烯纳米带光电导响应，提出利用沿有限方向偏振的相干光控制输运特性，发现蓝失谐驱动可增强光电导，并设计了皮秒级光电流开关及纳米带-超导体异质结晶体管。
2024-10-14 cond-mat.mes-hall
Intrinsic and extrinsic effects on intraband optical conductivity of hot carriers in photoexcited graphene
基于半经典玻尔兹曼输运方程（BTE），对光激发石墨烯中准平衡态热载流子的带内光学电导进行了数值研究，旨在了解石墨烯-衬底界面处带电杂质引起的本征光学声子和非本征库仑散射的影响.而不是使用完整的BTE解决方案，我们采用迭代解决方案的BTE和全面的模型的时间演变的热载流子温度和热光学声子职业，以减少计算成本。未掺杂的石墨烯由于热激发载流子的增加和带电杂质散射的减少而表现出大的正光电导。具有高浓度带电杂质的未掺杂石墨烯中的光电导的频率依赖性显著偏离在简单Drude模型中观察到的那些，这可以归因于在热载流子冷却过程中的太赫兹（THz）探测期间随时间变化的带电杂质散射。重掺杂的石墨烯表现出类似于Drude模型的小的负光电导性。在这种情况下，带电杂质散射基本上被抑制的载流子屏蔽效应，和温度依赖性的德鲁德重量和光学声子散射支配的负光电导。在轻掺杂的石墨烯中，负和正光电导的出现取决于频率，并且从负光电导到正光电导的交叉从增加带电杂质浓度出现。这表明主要的散射机制从光学声子到带电杂质的变化。我们的方法提供了一个定量的了解非德鲁德行为和时间演变的光电导石墨烯。
2021-01-15 cond-mat.mes-hall
Non-linear photoconductivity of strongly driven graphene
本文研究了强红外辐射下石墨烯的非线性直流光电导，区分了直流或交流场主导的两种区域，并通过朗道-齐纳淬灭和弗洛凯图像解释，给出了与模拟吻合的解析结果。
2025-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Giant ultra-broadband photoconductivity in twisted graphene heterostructures
针对传统碲镉汞光电探测器工作波段窄的问题，本研究在扭曲双层石墨烯异质结构中实现2-100微米超宽带巨型光电导，内量子效率约40%、速度100kHz，为CMOS兼容的三维可扩展石墨烯光电探测器提供新方案。
2023-09-04 cond-mat.mes-hall
Negative photoconductivity and hot-carrier bolometric detection of terahertz radiation in graphene-phosphorene hybrid structures
研究了太赫兹辐射对石墨烯（G）-磷（P）混合结构电导率的影响，提出并评价了基于GP沟道的GP-横向二极管（GP-LD）和GP-场效应晶体管（GP-FET）的热载流子非制冷测辐射热光电探测器。GP-LD和GP-FET光电探测器的操作与由于带内跃迁而在G层中吸收的入射辐射引起的载流子加热相关联。载流子加热导致载流子的显著部分迁移到P层中。由于P层中载流子的迁移率相对较低，它们的主要作用与载流子散射的显著增强相关联。GP-FET测辐射热光电探测器的特性由栅极电压有效地控制。GP沟道的强负导电性可以提供与仅具有G沟道的测辐射热计相比高得多的THz热载流子GP-LD和GP-FET测辐射热光电探测器的响应度。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall
Moiré amplification of highly tunable shift current response in twisted trilayer graphene
研究通过调节扭曲角和层堆叠，揭示了扭曲三重层石墨烯中位移电流电导率的增强机制及潜在光伏应用。
2025-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
THz radiation induced circular Hall effect in graphene
我们报告的观察圆形横向太赫兹光电导在单层石墨烯提供的背栅。光电导响应是由自由载流子吸收引起的，并且在切换辐射螺旋度时反转其符号。所观察到的直流霍尔效应表明，在没有磁场的情况下，由圆偏振太赫兹辐射引起的时间反演对称性破缺。对于低栅电压，光信号被发现是成比例的辐射强度，并可以归因于电子动量的排列的太赫兹和静态电场的联合作用，以及由动态加热和冷却的电子气体。引人注目的是，在高栅极电压，我们观察到，在强度的线性霍尔光电导消失，在低强度的光响应成为超线性，并随辐射强度的平方而变化。我们将这种行为归因于辐射电场中二阶和四阶效应的相互作用，到目前为止，理论上还没有解决，需要进一步的研究。
2022-02-02 cond-mat.mes-hall
Anomalous terahertz photoconductivity caused by the superballistic flow of hydrodynamic electrons in graphene
本文发现石墨烯中狄拉克电子在连续波太赫兹辐射下与晶格热解耦并激活流体动力学输运，导致收缩区电阻因超弹道流而降低，从而实现皮秒级响应的太赫兹传感器与电子温度计。
2024-03-29 cond-mat.mes-hall
The ultrafast dynamics and conductivity of photoexcited graphene at different Fermi energies
对于石墨烯的许多设想的光电应用来说，理解光激发后的亚皮秒载流子动力学以及对电导率的影响-光电导性是至关重要的。虽然这些主题已经使用各种超快实验和理论方法进行了研究，但关于光电导性的符号，额外电子-空穴对的产生和意义，特别是相关过程如何依赖于费米能量，已经提出了有争议和不完整的解释。在这里，我们提出了一个统一的和直观的物理图片的超快载流子动力学和光电导，结合光泵太赫兹探测测量的门可调石墨烯器件，使用玻尔兹曼方程的数值计算。我们区分两种类型的超快光致载流子加热过程：在低（平衡）费米能量（$E_{\rm F} \lesssim$ 0.1 eV的我们的实验）加宽的载流子分布涉及带间跃迁-带间加热。在更高的费米能量（$E_{\rm F} \gtrsim$ 0.15 eV）下，载流子分布的加宽涉及带内跃迁-带内加热。在某些条件下，对于低$E_{\rm F}$，可以产生附加的电子-空穴对（载流子倍增），而对于较高的$E_{\rm F}$，可以产生热载流子（热载流子倍增）。对于低（高）$E_{\rm F}$，所得光电导为正（负），这源于加热载流子分布对杂质屏蔽的影响，与主要由于杂质散射的DC电导率一致。这些见解的重要性突出的石墨烯光电探测器应用的影响的讨论。
2017-12-07 cond-mat.mes-hall
Mechanisms of photoconductivity in atomically thin MoS2
原子薄的过渡金属二硫属化合物已经成为灵敏的光电探测器的有前途的候选者。在这里，我们报告了偏置的单层和双层二硫化钼场效应晶体管的光电导研究。我们确定光伏和光电导效应，这两个都表现出很强的光增益。光伏效应被描述为由于电荷从通道转移到附近的分子（包括SiO2表面结合水）而导致的晶体管阈值电压的偏移。光电导效应归因于二硫化钼自身带尾态中载流子的捕获。一个简单的模型，再现我们的实验观察，如依赖于入射光功率和门电压。我们的研究结果提供了原子薄二硫化钼光电探测器的设计和工程策略，我们预计，结果是推广到其他过渡金属dichalcogenides以及。
2014-10-11 cond-mat.mes-hall
A nearly relaxation-free opto-electronic memory from ultra-thin graphene-MoS$_2$ binary hybrids
石墨烯和其他二维晶体的超薄平面异质结构最近引起了人们的极大兴趣。石墨烯/氮化硼组件中非常高的载流子迁移率现在已经得到了很好的建立，但是已经预期适当设计的混合物也可以执行其他任务。石墨烯和二硫化钼（MoS $_2$）的异质结构由于MoS $_2$中的光学带隙而预期对光照射敏感。尽管在具有石墨烯和MoS $_2$两者的器件架构方面取得了显著进展，但迄今为止尚未实现二元石墨烯-MoS $_2$杂化物，并且这种结构的有希望的光电性质仍然难以捉摸。在这里，我们实验证明，石墨烯上的MoS $_2$二元异质结构显示出意想不到的和显着的持久的光电导下的白光照射。光电导性不仅可以与光强度和背栅电压两者独立地调谐，而且响应于光和栅电压脉冲的合适组合，该器件用作可重写光电开关或存储器。持久的，或“ON”，状态显示几乎没有松弛或衰减的实验时间尺度内的低和中等的光激发强度，表明一个近乎完美的电荷保留。微观模型将MoS $_2$中载体的持久性与强定位相关联。这些效应在室温下也可观察到，并且具有化学气相沉积的石墨烯，因此对于大面积应用自然是可扩展的。
2013-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Competing Ultrafast Energy Relaxation Pathways in Photoexcited Graphene
对于石墨烯的大多数光电应用，彻底理解光激发载流子的能量弛豫过程是必不可少的。石墨烯中的超快能量弛豫通过两种相互竞争的途径发生：载流子-载流子散射（产生升高的载流子温度）和光学声子发射。目前，还不清楚是什么决定了主要的弛豫途径。在这里，我们达到了一个统一的图片的超快能量弛豫的太赫兹光电导，而变化的费米能量，光子能量，并在很宽的范围内的注量。我们发现，足够低的能量密度（$\lesssim$ 4 $μ$ J/cm $^2$）与足够高的费米能（$\gtrsim$ 0.1 eV）一起引起能量弛豫，主要由载流子-载流子散射，这导致有效的载流子加热。在增加注量或降低费米能量时，载流子加热效率降低，这可能是由于能量弛豫越来越多地由声子发射主导。通过载流子-载流子散射的载流子加热解释了在太赫兹频率下观察到的掺杂石墨烯的负光电导性。我们提出了一个简单的模型，再现了广泛的费米能级和激发能的数据，并使我们能够定性地评估两个不同的弛豫途径之间的分支比取决于激发通量和费米能量。
2014-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast terahertz conductivity in epitaxial graphene nanoribbons: an interplay between photoexcited and secondary hot carriers
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）
研究发现石墨烯窄带中光电导性随泵浦能量变化呈现非单调特性，由光激发载流子与二次热载流子的相互作用主导。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transient response under ultrafast interband excitation of an intrinsic graphene
从理论上研究了本征石墨烯在超快激发下由无碰撞带间跃迁引起的载流子瞬态演化。分析了准弹性声子散射引起的能量弛豫和热辐射引起的带间产生-复合跃迁。载流子的分布得到的极限情况下，当载流子-载流子散射可以忽略不计，当载流子间散射施加准平衡分布。瞬态光学响应（差分反射率和transmittance）的探测辐射和瞬态光电导（响应弱直流电场）似乎是强烈依赖于载流子的弛豫和复合动力学。
2009-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal infrared emission reveals the Dirac point movement in biased graphene
石墨烯是一种具有高载流子迁移率和热导率的二维材料，适用于高速电子器件。传导带和价带在狄拉克点接触。单层石墨烯的吸收率为2.3%，几乎与波长无关。在这里，我们调查的热辐射偏置石墨烯晶体管。我们发现单层石墨烯的发射光谱遵循具有恒定发射率（1.6 \pm 0.8）%的灰体的发射光谱。最重要的是，我们可以提取双极石墨烯通道中的温度分布，如斯托克斯/反斯托克斯测量所证实的。偏置的石墨烯表现出温度最大值，其位置可以由栅极电压控制。我们发现，这个温度峰值揭示了载流子密度最小值的空间位置，即狄拉克点。
2010-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton absorption, band structure, and optical emission in biased bilayer graphene
偏置双层石墨烯（BBG）是一种可变带隙半导体，具有高达$300 \, \text{meV}$的强场依赖性带隙，使得其对于基于石墨烯的纳米电子和光子器件特别感兴趣。BBG的光学性质主要由强束缚激子决定。我们进行从头算密度泛函理论+Bethe-Salpeter方程模拟BBG中的激子，并计算激子的能带结构和光学矩阵元的场强范围内$30-300 \, \text{mV}/{\unicode{x212B}}$。激子的性质被证明具有很强的场依赖性，能量排序和偶极子排列在低场和高场区域之间变化很大。也就是说，在低场，我们发现一个主要是黑暗的基态激子，而不是高场，其中最低的激子是明亮的。此外，由于BBG的基态中的场诱导电荷转移，激子优先与场相反的偶极矩对齐。然而，在更强的磁场中，这种排列在能量上变得不那么有利。此外，明亮的激子显示出类似于单层过渡金属dichalchogenides的颗粒状和光状带。最后，我们模拟的辐射寿命和发射特性的BBG，这被证明是强烈依赖于温度，除了场强。
2021-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Carrier transport in reverse-biased graphene/semiconductor Schottky junctions
反向偏置的石墨烯（Gr）/半导体肖特基二极管表现出更高的气体传感灵敏度。然而，跨结的载流子输运尚未完全理解。在这里，Gr/SiC，Gr/GaAs和Gr/Si肖特基结在反向偏压下的温度依赖的电流-电压测量进行了研究。随着反向偏压的增加，势垒高度的减少，观察到所有的结，这表明电场增强的电子发射。对反向电流的场依赖性的进一步分析表明，虽然Gr/SiC肖特基结中的载流子输运遵循Poole-Frenkel机制，但Gr/Si和Gr/GaAs结中的载流子输运偏离了Poole-Frankel机制和肖特基机制，特别是在低温和低场下。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Noncollinear magnetism and half-metallicity in biased bilayer zigzag graphene nanoribbons
本文研究了锯齿形终端的偏压Bernal堆叠双层石墨烯纳米管的边缘极化及其后果。根据边缘极化之间的层间耦合和层内耦合对磁态进行了分类，并给出了掺杂对偏置电压的磁相图。发现了共面磁相，并研究了其磁结构随偏压的变化。对于所有的磁态，我们也讨论了半金属态的可能性，对于具有完美锯齿边缘的带，我们预测了七种半金属态，它们具有不同的磁结构和沿带的量子化电导。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect, magneto-optical properties, and nonlinear optical properties of twisted graphene systems
研究了扭曲双层石墨烯（TBG）与六方氮化硼（hBN）衬底以及扭曲双层石墨烯系统的反常霍尔效应、磁光性质和非线性光学性质。我们发现，在扭曲石墨烯系统中，非零谷极化将引起反常的霍尔效应，可以通过面内磁场进行调谐。谷偏振态也与太赫兹频率范围内的巨大法拉第/克尔旋转有关。此外，hBN取向的TBG和TDBG都表现出巨大的非线性光学响应凭借的反转对称性破缺，小带宽，和小的激发隙的系统。我们的计算表明，在这两个系统中的非线性光学电导率的移位电流的数量级为$10^3\,μ$ A/V $^2$和二次谐波产生（SHG）的可伸缩性的数量级为$10^6\,$ pm/V的太赫兹频率制度。此外，在$AB\textrm{-}BA$堆叠的TDBG中，我们发现有限的轨道磁化将产生一个新的非线性光电导张量分量$σ^{x}_{xx} $;而在垂直电场的$AB$ - $AB$堆叠的TDBG中，谷极化和轨道磁化将对光电导张量的$σ^{y}_{xx}$分量做出显著贡献。这些非线性光电导与系统的轨道磁化成比例，因此预期它们响应于面外磁场而表现出滞后行为。
2019-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge fractionalization in biased bilayer graphene
我们研究了双层石墨烯中与其零模密切相关的电荷分馏。在无偏的情况下，谷零模式成对出现，使其不适合电荷细分。一个偏置的玻色子场的作用与非平凡的拓扑结构，允许在更高的粒子动量的狄拉克动力学的探索。它还诱导了奇数个零模，这与正负能态之间的共轭对称性一起，是电荷分馏的必要条件。一个自共轭，本地化零模式构造的半无限石墨烯片锯齿形边缘，场景可以很容易地发生一个亚晶格分量（赝自旋）占主导地位。虽然另一个谷也具有类似的零模式，但可以调用层不对称性来提升这种简并性，从而允许检测每个谷的可区分的电荷-1/2边缘状态。
2010-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot Phonons in an Electrically Biased Graphene Constriction
声子载流子相互作用可以对器件性能具有显著影响。它们可以通过测量声子寿命来探测，声子寿命反映了声子与其他准粒子，特别是载流子及其伴随声子的相互作用强度。载流子声子和声子-声子对声子寿命的贡献可以从温度依赖的研究中解脱出来。在这里，我们解决的重要性，声子载流子相互作用的焦耳加热的石墨烯收缩，以有助于理解的能量耗散在石墨烯为基础的电子器件。我们证明，无隙石墨烯授予电子声子相互作用不寻常的意义，特别是在低载流子密度。在常规半导体中，带隙通常防止声子通过电子-空穴产生而衰减，并且在金属或其他半金属中，费米温度过大而不能进入电子-声子耦合起主导作用的区域，如在石墨烯中在300至1600 K的研究声子温度区域中。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absorption and optical selection rules of tunable excitons in biased bilayer graphene
偏置双层石墨烯，其容易调节的带隙，提出了自己作为理想的系统，以探索激子效应在石墨烯为基础的系统。在本文中，我们研究了激子光学响应这样一个系统相结合的紧束缚模型的Bethe-Salpeter方程的解决方案，后者被解决在一个半解析的方式，需要一个单一的数值求积，从而允许一个透明的计算。与我们的方法，我们开始通过分析获得的光学选择规则，然后由偏置双层封装在六方氮化硼的情况下，最近的实验研究的主题系统的吸收光谱的计算。当我们比较我们的理论预测与实验数据时，可以看到一个很好的协议。
2021-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Magnetoelectric coupling, Berry phase, and Landau level dispersion in a biased bilayer graphene
研究了横向电场和磁场作用下石墨烯双层膜的能谱。我们发现，由此产生的朗道能级表现出非单调依赖的电场，以及许多水平交叉。这种行为是解释使用准经典量子化规则，适当地考虑到赝自旋的准粒子。赝自旋产生Berry相，这导致能量量子化的移动，并导致赝塞曼效应。后者依赖于电场，在两个谷之间符号交替，并且还减小带隙。其他赝自旋相关的量，如异常霍尔电导率的解析公式，推导和以前的理论工作相比。
2010-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistance noise in electrically biased bilayer graphene
我们证明了双层石墨烯中的低频电阻波动或噪声与其能带结构密切相关，并且当导带和价带之间的间隙为零时显示出最小值。利用双栅双层石墨烯器件，我们独立地调节了零禁带和电荷中性点，这为研究双层石墨烯的低能能带结构、电荷局域化和屏蔽特性提供了一种通用的机制.
2008-12-16 cond-mat.mes-hall
Impurities in a Biased Graphene Bilayer
我们研究了偏压石墨烯双层膜中的杂质和中间带隙态问题。我们发现，束缚态的属性，如本地化长度和结合能，可以控制外部的电场效应。此外，带隙被重整化，并且在有限的杂质浓度下产生杂质带。利用相干势近似，我们计算了电子态密度及其对外加偏压的依赖关系。
2007-04-20 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Interband Collective Excitations in Biased Bilayer and Trilayer Graphene
研究预测偏置双层与三层石墨烯中存在源于带间激子响应、可电调控的石墨烯-激子-极化激元，其遵循普适色散且限制因子可超过石墨烯等离激元。
2025-02-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Directional dependence of the plasmonic gain and nonreciprocity in drift-current biased graphene
在这里，我们调查的非互易性传播和放大的漂移电流偏置的石墨烯表面等离子体，使用伽利略和相对论型多普勒频移变换的石墨烯的导电性。与以前的研究一致，这两个电导率模型预测强烈的非互易传播的表面等离子体由于漂移电子所造成的拖曳效应。特别是，伽利略多普勒频移模型导致更强的光谱不对称性的等离子体色散与制度的单向传播。值得注意的是，它示出了两个电导率模型预测制度的非互易等离子体激元放大在一个宽的角度扇区的平面内方向时，漂移电流偏置的石墨烯片耦合到等离子体激元衬底（即，SiC），与等离子体激元放大率是相当高的相对论多普勒频移模型。
2022-11-01 cond-mat.mes-hall
Collective excitations in biased bilayer graphene: Temperature effects
在无规相位近似下，研究了温度对偏压双层石墨烯中集体激发的影响。从系统的温度动力学介电函数的零点出发，我们发现了一个弱阻尼等离子体激元模。对于给定的静电势偏压，在低（高）温度T下，等离子体激元频率随温度T变化很小（显著增加）。我们还研究了在有限温度下，偏压和载流子密度对系统等离激元频率的影响。
2020-10-21 cond-mat.mes-hall
Kondo effect near the Van Hove singularity in biased bilayer graphene
研究了磁性杂质吸附在双层石墨烯的一个碳平面上的情况。用平均场Kotliar-Ruckenstein从玻色子方法分析了带隙附近多体SU（2）和SU（4）共振的形成。讨论了范霍夫奇点附近掺杂的增强杂化和磁不稳定性对磁矩屏蔽的影响。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall
Nonlinear photocurrents in two-dimensional systems based on graphene and boron nitride
直流光电流可以在缺乏反转对称性的均匀介质中纯粹作为非线性效应产生，而不需要材料结或偏置电压来驱动它，这被称为光电流效应。这些电流强烈地依赖于辐射的偏振态，以及底层费米表面的拓扑性质，如其贝里曲率。为了研究带隙石墨烯（GG）、偏压双层石墨烯（BBG）和六方氮化硼（hBN）的本征光电流响应，我们利用密度矩阵的微扰展开计算了非线性电流.这允许在这些材料中的电磁场的二次响应的微观描述，我们分析作为温度和电子密度的函数。我们发现，在这些系统的固有响应是强大的，并允许在pA cm/W至nA cm/W的范围内的电流。在独立粒子水平上，基于hBN的结构的响应由于其相当大的带隙而仅在紫外线中是显著的。然而，当库仑相互作用占显式解决方案的贝特-萨尔彼得方程，我们发现，光电导强烈修改的过渡涉及激子能级的间隙区域，其光谱权重占主导地位的整个频率范围。石墨烯的偏压双层和带隙单层在可见光和红外窗口中具有强光电导性，允许几nA cm/W的光电流密度。我们进一步表明，更丰富的电子分散的BBG在低能量和改变其带隙的能力，按需允许更高的可调谐性的光电流，不仅包括其幅度，而且，和显着的，其极性。
2016-07-27 cond-mat.mes-hall
Strongly Coupled Exciton--Hyperbolic-phonon-polariton Hybridized States in hBN-encapsulated Biased Bilayer Graphene
本文证明hBN封装偏置双层石墨烯中激子可与双曲声子极化激元调谐共振，形成多个强耦合杂化态，并利用传输线模型揭示对称性决定杂化选择定则，为长波长光-物质相互作用调控提供了可调中红外平台。
2025-06-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Zener tunnelling in biased bilayer graphene via analytic continuation of semiclassical theory
本文采用基于解析延拓的半经典方法计算偏置双层石墨烯中的电子-空穴对产生率，揭示了渐近波函数的非标准特征，并确立了对产生率及隧穿电流的绝对归一化。
2025-05-30 cond-mat.mes-hall
Phonon excitation and instabilities in biased graphene nanoconstrictions
我们计算了高电流密度下石墨烯纳米收缩（GNC）中的声子。焦耳加热，电流诱导的力量，和耦合到电极声子进行评估，使用第一性原理非平衡DFT-NEGF计算。在电子结构的共振附近，我们观察到一个强烈的非线性加热偏置和击穿的谐波近似。这种行为是由电流驱动的负阻尼声子引起的。这种效应可能限制石墨烯纳米收缩体承载高电流的稳定性和能力。
2013-05-25 cond-mat.mes-hall
Localized magnetic states in biased bilayer and trilayer graphene
我们研究了偏压下双层和三层石墨烯中杂质的局域磁态。研究发现，双层和三层石墨烯的磁边界呈现出狄拉克和常规费米子的混合特征。对于零栅极偏压，随着杂质能量接近狄拉克点，双层和三层石墨烯的杂质磁化区域减小。当施加栅极偏置时，由于在施加栅极偏置的情况下双层石墨烯中的价带和导带之间的间隙的打开，杂质磁性状态对杂质能量的依赖性对于双层和三层石墨烯表现出不同的行为。研究了双层石墨烯中杂质的磁矩和相应的磁跃迁。
2009-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Rashba and intrinsic spin-orbit interactions in biased bilayer graphene
我们调查的影响，内在的自旋轨道和层间和层内Rashba相互作用上的能量谱的无偏或有偏的石墨烯双层。我们发现，在一定的条件下，狄拉克锥形成的抛物线带，它是可能的，以创建一个“墨西哥帽”一样的能量分散在一个无偏的双层。此外，在仅存在层内Rashba相互作用的情况下，K（K '）点分裂成四个不同的点，与单层石墨烯的情况相反，在单层石墨烯中也发生分裂，但这些点处的低能色散保持相同。
2009-11-05 cond-mat.mes-hall
Transmission through a biased graphene bilayer barrier
我们研究了在层间施加偏压的情况下，通过石墨烯双层的电子传输。我们考虑不同的几何形状，涉及单层和双层之间的界面和两个双层之间。所施加的偏压打开一个相当大的差距内的双层势垒区的光谱，从而导致大的变化，由所施加的偏压控制的传输概率和电子电导。
2007-11-26 cond-mat.mes-hall
Coulomb screening and collective excitations in biased bilayer graphene
研究了垂直偏压下双层石墨烯的库仑屏蔽特性和等离子体激元谱。施加在两个石墨烯层之间的偏置电压打开了单粒子能谱中的间隙，并修改了多体关联和集体激发。能隙可以软化等离子体振子模式，并导致等离子体振子从朗道阻尼模式到非阻尼模式的交叉。长寿命的等离子体激元模式可以在实验中观察到，并且可能具有器件应用的潜力。
2010-01-15 cond-mat.mes-hall
New Dirac points and multiple Landau level crossings in biased trilayer graphene
最近，一种新的高迁移率狄拉克材料，三层石墨烯，实验上实现。ABA堆叠的三层石墨烯的能带结构由单层和双层带对组成。本文研究了垂直电场偏置下ABA堆叠的三层石墨烯的电子性质。我们发现，组合的偏见和三角翘曲产生了一组新的狄拉克点：在每个山谷，七种狄拉克费米子的小质量的顺序为几兆电子伏出现。出射的狄拉克费米子的位置和质量可以通过偏置来调节，并且一组狄拉克费米子在一定的偏置值下变得无质量。因此，与双层石墨烯相反，中性点处的电导率预计将显示出非单调行为，当一些狄拉克质量消失时，电导率将达到几个e^2/h的量级。进一步，我们分析了朗道能级谱随偏压的演化。能带结构中新狄拉克点的出现转化为新的三重简并朗道能级群。这导致了反常的量子霍尔效应，其中一些量子霍尔台阶的高度为3 e^2/h。在中等偏置下，所有朗道能级的简并度都被提升，在这种情况下，所有量子霍尔平台的间距为e^2/h。最后，我们表明，模式的朗道能级交叉是非常敏感的某些能带结构参数，因此可以提供一个有用的工具，以确定其精确的值。
2013-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear response of biased bilayer graphene at terahertz frequencies
本文提出了一种基于长度规范的密度矩阵方法，计算了掺杂和未掺杂双层石墨烯在太赫兹波段的非线性响应。采用紧束缚模型，我们推导出一个有效的双带哈密顿量，我们计算的导带和价带色散，以及它们各自的布洛赫态。然后，我们解决的密度矩阵元素的动力学方程，允许带内和带间电流密度和透射和反射的太赫兹场的计算。我们发现，对于未掺杂的BBLG的间隙大小为4毫电子伏，反射场表现出的三次谐波振幅是45%的基本反射场（0.07%的入射场基本）的入射1太赫兹单周期脉冲的场振幅为2.0 kV/cm。我们发现，掺杂的BBLG，虽然色散成为高度非抛物线作为一个偏置施加，三次谐波是一个最大的8%的基本反射场（0.56%的入射场基本）时，没有偏置和减少与偏置的增加。
2016-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-polarization in biased bilayer graphene using circularly polarized light
实现两个不相等的山谷之间的人口不平衡是任何valleytronic设备的关键第一步。使用圆偏振光可以在偏置的双层石墨烯中诱导谷偏振。在本文中，我们提出了一个详细的理论研究偏置双层石墨烯谷极化。我们发现，一个近乎完美的谷极化可以实现与适当的选择外偏置和脉冲频率。我们发现最佳脉冲频率$ω$由$\hbarω=2a,$给出，其中$2a$是石墨烯层之间的势能差。我们还发现，谷极化起源于狄拉克点本身，而是从周围的状态环。谷间散射被发现可以大大降低高频脉冲的谷极化。热人口被发现显着减少谷极化小的偏见。这项工作提供了对双层石墨烯中谷极化起源的深入了解，并将有助于实验人员在实验室中研究谷极化。
2021-01-19 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of a biased graphene bilayer
在紧束缚近似下，我们研究了石墨烯双层在垂直于系统\emph{biased bilayer}的外电场作用下的电子性质。垂直电场的影响包括通过平行板电容器模型，在Hartree水平的屏蔽校正。完整的紧束缚描述相比，其4带和2带连续近似，和4带模型被证明总是一个合适的近似实验中实现的条件。该模型被应用到真正的偏置双层器件，无论是由SiC或剥离的石墨烯，并与实验结果良好的协议被发现，表明该模型是捕获的关键成分，有限的间隙被有效地控制外部。关于电噪声和回旋共振的实验结果的分析进一步表明，该模型可以被看作是一个很好的起点，以了解石墨烯双层的电子特性。此外，我们还研究了电子-空穴不对称项的影响，如第二近邻跳跃能量$t'$（面内）和$γ_{4}$（层间），以及在位能量$Δ$。
2010-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Excitons without effective mass: biased bilayer graphene
理解二维半导体中激子的动力学需要一个理论，该理论结合了与三维对应物不同的基本物理学。除了修正的介电环境外，在许多二维能带结构中还出现了具有强非抛物色散的单粒子态，使得“有效质量”定义不明确。以静电偏压双层石墨烯为例，四次（和更高）色散项是必要的，我们提出了一个半解析理论，用于研究基态和激发态激子的性质。这包括确定相对振子强度和磁矩（g因子），可以直接与最近的实验测量进行比较。
2018-08-29 cond-mat.mes-hall
Nonlinear magnetotransport in a dc-current-biased graphene
利用平衡方程方法研究了直流偏压下石墨烯的磁输运特性。我们研究了非零偏置电流下的Shubnikov-de Haas振荡。随着电流密度的增加，振荡微分电阻率表现出相位反转，与最近的实验观察。在表面光学声子的存在下，在较高的直流偏压下，由于电子加热的影响减小和电流对微分磁阻的直接影响增强，可能会发生第二次相位反转。我们还预测了在较低的磁场和较大的电流密度下，悬浮石墨烯中电流诱导的磁电阻振荡的出现。对于目前可用的石墨烯迁移率（$\approx 20\,{\rm m^2/Vs}$），在有限偏置电流条件下，振荡行为可以通过由固有声学声子产生的磁声子共振而稍微改变。
2013-05-22 cond-mat.mes-hall
Landau levels and oscillator strength in a biased bilayer of graphene
我们得到了在磁场作用下的石墨烯双层薄膜的本征态和朗道能级谱的解析表达式。计算是在四带连续模型的背景下进行的，并推广了以前的近似结果。作为层间耦合，层间的电势差和磁场的函数的频谱的解决方案。显式的表达式使我们能够计算的振子强度和选择规则的电偶极跃迁之间的朗道状态。一些跃迁的能量相对于无偏双膜中的跃迁有显著的偏移，并且表现出非常不同的磁场依赖性。
2007-08-06 cond-mat.mes-hall
Low density ferromagnetism in biased bilayer graphene
我们计算了有偏压的石墨烯双层的相图。铁磁相的存在进行了讨论，相对于载流子密度和温度。我们发现铁磁转变是一阶的，相对于通常的Stoner准则，降低了$U$的值。我们表明，在铁磁相的两个平面具有不相等的磁化强度和电子密度是空穴一样的一个平面和电子一样的其他。
2008-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Intrinsic Limits of Subthreshold Slope in Biased Bilayer Graphene Transistor
在这项工作中，我们调查的亚阈值斜率的双栅双层石墨烯晶体管使用耦合自洽泊松带结构求解器的内在限制。我们基准的求解器匹配的偏置依赖的带隙结果从求解器对公布的实验数据。我们表明，电子结构的固有偏置依赖性和自洽静电限制了在室温下在这样的晶体管中获得的亚阈值斜率远高于玻尔兹曼极限60 mV/decade，但远低于迄今为止的实验结果，表明双层石墨烯的技术改进空间。
2010-03-27 cond-mat.mes-hall
On the plasmon dispersion in biased graphene bilayer
研究了掺杂石墨烯双层膜在零温下的等离子体振荡。在无规相位近似下，研究了偏压对双石墨烯等离子体激元色散曲线的影响。证明了通过改变偏置电压来控制等离子体色散曲线曲率的可能性。该曲率对偏置电压的依赖关系被预测为具有非单调特性。即发现了这种依赖关系的断点存在。对应于断裂点的偏置电压被示出为随着自由载流子浓度作为浓度的平方根而增加。
2018-07-22 cond-mat.mes-hall
Electron and optical phonon temperatures in electrically biased graphene
我们研究了电偏压石墨烯通道中的固有能量耗散步骤。通过结合原位测量的自发光发射的电流流动的条件下的石墨烯样品的拉曼光谱研究，我们获得的电子和声子的能量分布的独立信息。有助于光发射的电子和空穴被发现服从热分布，在电流饱和制度的温度超过1500 K。区心光学声子也被高度激发，并被发现与电子处于平衡状态。对于一个给定的光学声子温度，拉曼G-模式的非谐下移小于预期的平衡条件下，这表明电子和高能光学声子没有完全平衡的所有的声子模式。
2010-03-31 cond-mat.mes-hall
Plasmon modes in double-layer biased bilayer graphene
我们研究了垂直静电偏压下双层石墨烯结构中的零温等离子体激元模式。数值结果表明，在长波极限下存在两个无阻尼的集体模。与无偏压情况相比，有限偏压使等离子体激元能量在较大波矢范围内显著降低，使等离子体激元分支在较高波矢处变为朗道阻尼。我们发现，等离子体激元色散对系统参数，如层间分离和载流子密度的依赖性是相似的，在两种情况下，有和没有静电偏压。
2020-10-21 cond-mat.mes-hall
Stacking-order dependence in thermoelectric transport of biased trilayer graphene
本文数值研究了在强垂直磁场作用下，层间偏压存在下，不同堆叠顺序的三层石墨烯的热电输运和热输运。在有偏压的ABA堆叠的情况下，我们发现热电电导率随温度的变化呈现出不同的渐近行为，类似于单层石墨烯。在高温区，横向热电传导率$α_{xy}$在各LL中心处饱和到一个普适值$2.77 k_B e/h$，而在低温区则表现出线性的温度依赖性.计算的横向热导率$κ_{xy}$表现出两个平台远离带中心。两个平台之间的过渡是连续的，这是伴随着在纵向热导率$κ_{xx}$的一个明显的峰值。在偏置ABC叠层的情况下，发现热电电导率和热导率都具有与偏置双层石墨烯相似的性质，这与带绝缘体的行为一致。结果表明，在狄拉克点附近的带隙的热电电导率的敏感性。我们还验证了Mott关系和广义Wiedemann-Franz定律的有效性。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall
