Tunneling conductance in strained graphene-based superconductor: Effect of asymmetric Weyl-Dirac fermions
基于BTK理论,研究了单轴应变石墨烯基正常金属(NG)/势垒(I)/超导体(SG)结的隧穿电导。在本模型中,我们假设在单轴应变的石墨烯上沉积常规的超导体,正常的石墨烯可以转变为超导石墨烯,其中库珀对由不对称的Weyl-Dirac电子形成,无质量的费米子具有方向依赖的速度。高度不对称的速度vy/vx>>1可以由在无间隙石墨烯和有间隙石墨烯之间的过渡点附近的Z字形方向上的应变产生。在速度高度不对称的情况下,我们发现Andreev反射强烈地依赖于方向,并且垂直于应变方向的电流可以在结中流动,就像没有势垒一样。此外,平行于应变方向的电流作为栅极电压的函数以非常高的频率进行反向振荡。我们的预测结果被发现作为相当不同的准粒子隧穿在无应变石墨烯为基础的NG/I/SG传统结的功能。这是因为在高应变石墨烯系统中存在方向依赖速度准粒子。
2011-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Manipulation of Valley Isospins in Strained Graphene for Valleytronics
石墨烯出色的机械性能有助于应变工程,允许未来的谷电子和纳米机电应用。在这项工作中,我们已经发现,在石墨烯pn结上的高斯形应变导致量子霍尔电导振荡由于在石墨烯扶手椅边缘的谷isospins之间的旋转角。此外,额外的Fano共振观察到的值的应变诱导的伪磁场的方法,外部磁场。由实磁场和伪磁场之间的相互作用产生的提升的谷简并导致清楚的谷分辨Fano共振。探索应变工程作为一种手段,以控制电导通过谷同位旋操纵被认为是打开大门,以潜在的石墨烯valleytronic设备。
2019-07-22 cond-mat.mes-hall
Controllable Spin-Charge Transport in Strained Graphene Nanoribbon Devices
我们从理论上研究了在均匀单轴应变、自旋轨道耦合、交换场和光滑交错势作用下石墨烯纳米带两端器件中的自旋电荷输运。我们发现施加的应变方向可以有效地调节扶手椅型石墨烯纳米晶(AGNR)的应变强度诱导的带隙振荡。还发现,在AGNR和锯齿形石墨烯纳米带(ZGNR)的电子电导振荡与Rashba自旋轨道耦合类似的Datta-Das场效应晶体管。研究发现,ZGNR的电导随自旋轨道耦合(SOC)大小的变化呈现两种不同的应变响应区域:在小应变区域,ZGNR的电导沿应变纵向呈现较强的应变依赖性;而对于高应变值,横向方向的影响较大。此外,局域态密度(LDOS)表明,根据交错势的平滑程度,AGNR的边缘态可以出现或被抑制。这些新出现的状态可以通过执行空间扫描隧道显微镜或扫描隧道光谱实验确定。我们的发现为应变石墨烯纳米结构在新型拓扑量子器件上的应用开辟了新的操作和控制范例。
2014-05-11 cond-mat.mes-hall
Conductance Plateaus at Quantum Hall Integer Filling Factors in Germanium Quantum Point Contacts
本文研究锗量子点接触中的量子霍尔效应,观察到电导平台以$e^2/h$倍数增加至填充因子1,证明应变锗可用于多体态和量子相变实验。
2025-10-14 cond-mat.mes-hall
Anomalous conductance scaling in strained Weyl semimetals
磁输运提供了外尔半金属的关键实验签名。纵向磁电阻与手征异常有关,横向磁电阻与主要的电荷弛豫机制有关。轴向磁场的作用与相反的手征相反,促进新的传输实验,探测低能量外尔节点。正如最近认识到的,这些轴向场可以通过使样品应变或向其添加不均匀性来实现。在这里,我们确定了一个强大的签名的轴向磁场:一个反常的标度的电导在扩散超量子制度。特别是,我们证明了在超量子制度的无序Weyl半金属的纵向电导率进行轴向磁场的增加与场强和样品的宽度由于空间分离的载流子。我们将轴向磁场与实际磁场进行对比,以清楚地区分电导的不同行为。我们的研究结果依赖于数值紧束缚模拟,并支持分析参数。我们认为,载流子的空间分离可以用于微结构电子器件中的定向电流。
2019-11-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Impurity induced broadening of Drude peak in strained graphene
最近对单层石墨烯的远红外透射光谱的实验研究表明,每$1\%$施加机械应变,Drude峰宽度增加超过$10\%$,而Drude重量保持不变。研究了应变对杂质共振散射的影响。我们提出了一种机制,由于共振的位置的移位的散射率的增强。使用替代杂质的Lifshitz模型,我们调查的Drude峰的重量和宽度的费米能量,杂质浓度和杂质势的大小的函数的变化。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall
Low-Temperature Conductivity of Weakly Interacting Quantum Spin Hall Edges in Strained-Layer InAs/GaInSb
我们报道了应变InAs/Ga0.68In0.32Sb量子阱中的低温输运测量结果,该量子阱支持时间反转的螺旋边缘态。不同尺寸器件的螺旋边电导随温度和偏置电压的变化与弱相互作用螺旋边态的理论预期一致。此外,我们还发现螺旋边缘态的磁电阻与边缘相互作用效应和无序强度有关。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall
Strained graphene based highly efficient quantum heat engine operating at maximum power
应变石墨烯单层被证明是一个高效的量子热机,提供最大的功率。所提出的设备的效率和功率超过了最近的建议。这些优异特性的原因是应变使得通过器件的透射率能够完全谷分离,这意味着增加应变导致非常高的塞贝克系数以及较低的电导。此外,由于时间反演对称性在我们的系统中是未破缺的,所提出的应变石墨烯量子热机也可以充当高性能制冷机。
2017-08-28 cond-mat.mes-hall
Transport signatures of pseudo-magnetic Landau levels in strained graphene ribbons
在非均匀应变的石墨烯中,低能电子经历谷反对称伪磁场,这导致在价带和导带之间的边缘处形成局域态,根据奇特的n=0伪磁性朗道能级来理解。在这里,我们表明,这样的状态可以表现为一个孤立的四重态的低能量电导共振在一个悬浮的拉伸石墨烯带,其中夹持的金属接触导致在带端附近的应变的强烈不均匀性。
2013-03-13 cond-mat.mes-hall
Mapping multi-valley Lifshitz transitions induced by field-effect doping in strained MoS2 nanolayers
近年来,半导体过渡金属二硫属化物(TMD)纳米层表面的栅极诱导超导性吸引了很多关注,这要归功于相当大的转变温度、对超过泡利极限的面内磁场的鲁棒性以及对非常规性质的暗示。揭示其微观起源所必需的关键信息是作为场效应掺杂的函数的容纳库珀对的费米表面的几何形状,这由布里渊区的K/K $^{\prime}$和Q/Q $^{\prime}$点处的不等价谷的填充决定。在这里,我们实现了这一点,通过结合密度泛函理论计算的能带结构与离子门控的2 H-MoS $_{2}$纳米层上的传输测量。我们表明,当层数和应变量被设置为它们的实验值时,费米能级在Q/Q $^{\prime}$处穿过高能谷的底部,在掺杂水平下,实验检测到了在超导体中的特征扭结。我们还开发了一个简单的2D模型,它能够定量地描述增加温度时观察到的扭结的加宽。我们证明,这种组合的方法可以用来映射的费米表面的TMD纳米层场效应掺杂的依赖性,检测Lifshitz转换,并提供一种方法来确定的量的应变和自旋轨道分裂子带之间的电传输测量在实际设备。
2020-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Conductance across strain junctions in graphene nanoribbons
为了解决由石墨烯纳米结构中的局部应变区域引起的输运能隙的鲁棒性,在Landauer-Büttiker形式主义内研究了界面区域的无序和平滑的影响。在石墨烯纳米带的应变结和障碍的电子电导进行了数值计算,有和没有各种类型的障碍,并比较光滑和尖锐的应变结。石墨烯中的平滑应变势垒被认为在抑制低密度下的传输方面与尖锐的应变势垒一样有效,并且传输开始的临界密度(或能量)取决于相对于带的应变取向。此外,跳跃(或应变)的不均匀性和功函数不匹配的界面区域不明显降低的传输带隙。这些结果表明,在应变结处的应变诱导的输运间隙对于更现实的应变条件是稳健的。
2013-10-30 cond-mat.mes-hall
Odd-even phonon transport effects in strained carbon atomic chains bridging graphene nanoribbon electrodes
基于第一性原理方法,我们研究了石墨烯纳米带之间伸展的有限单原子碳链的弹道声子输运性质,石墨烯纳米带是一种$sp$ - $sp^2$混合碳纳米结构,最近在其合成方面取得了显着的实验进展。我们发现,晶格热导与拉伸应变的偶数碳链,采用交替的键长聚炔配置的异常增加。另一方面,在奇数碳链的情况下,假设等键长的累积结构,声子电导随应变的增加而减小。我们发现,强奇-偶声子输运效应源于碳线的特征纵向声学声子模式及其相对于石墨烯纳米线声子模式的独特应变诱导红移。在这项工作中揭示的新的声子输运性质和它们的原子机制将为设计用于下一代电子、生物和能源器件应用的混合碳纳米结构提供有价值的指导。
2018-08-10 cond-mat.mes-hall
Perfect valley filter in strained graphene with single barrier region
我们提出了一个单一的障碍系统产生纯谷极化电流在单层石墨烯。单轴应变施加在势垒区域内,该势垒区域由区域边界处的铁磁条产生的局部磁场描绘。在匹配磁场强度、应变势和费米能的条件下,透射电流仅由一个谷贡献组成。期望的谷电流可以以零反射传输,而来自另一个谷的电子被全反射。因此,该系统产生具有最大电导的纯谷极化电流。单轴应变和磁场参数的选取均在实验可行范围内,表明该方案在现有技术条件下是可以实现的。
2016-02-10 cond-mat.mes-hall
Strained fold assisted transport in graphene systems
石墨烯系统中的形变是{ \it应变电子学}这一新领域的核心要素。已经提出了各种应变几何形状来产生特定的性能,但它们的实验实现受到限制。由于应变折叠可以在适当的衬底上的石墨烯样品上进行工程设计,我们研究了它们对石墨烯输运性质的影响。我们发现存在一个增强的局部态密度(LDOS)沿应变折叠的方向,起源于本地化的较高的能量状态,并提供额外的电导通道在较低的能量。除了表现出亚晶格对称性破缺,这些国家是谷极化,与准弹道性质的顺利无序势。我们证实,这些结果持续存在的强边缘无序,使这些几何形状可行的电子波导。这些发现可以在适当设计的实验环境中进行测试。
2016-09-16 cond-mat.mes-hall
Pseudomagnetic focusing of valley-polarized beams in strained graphene
AGH University of Science and Technology(亚捷隆理工大学);University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学);University of Antwerp(安特卫普大学);National Cheng Kung University(国立成功大学);Slovak Academy of Sciences(斯洛伐克科学院)
本文通过可扩展紧束缚模型研究应变石墨烯中赝磁输运,展示弯曲石墨烯带可实现谷极化聚焦电流与电导振荡,为应变电子学提供新框架。
2026-10-22 cond-mat.mes-hall
Strained topological insulator spin-orbit torque random access memory (STI-SOTRAM) bit cell for energy-efficient Processing in Memory
本文提出一种应变拓扑绝缘体自旋轨道矩随机存取存储器位单元,利用压电应变门控和TI高转换效率实现低功耗存内计算,模拟显示能耗显著低于传统重金属方案。
2024-07-30 cond-mat.mes-hall
Empirical transport model of strained CNT transistors used for sensor applications
我们提出了一个经验模型的近弹道输运的碳纳米管(CNT)晶体管用作应变传感器。该模型通过考虑声子散射和热激活载流子来描述应变对碳纳米管中输运的内在影响。由于该模型依赖于电子能带的半经验描述,因此可以使用不同水平的电子结构计算作为输入。结果表明,应变单壁碳纳米管(半径大于0.7nm)的电子结构可以用一个完全解析的模型来描述。对于具有较小直径的CNT,来自电子结构计算的参数化数据可用于模型。取决于CNT的类型,当施加应变时,电导可以变化几个数量级,这与当前文献一致。此外,我们演示了调谐的传感器由一个外部的门,它允许移动的信号幅度和应变灵敏度。必须平衡这些参数以获得良好的感测特性。由于其基本的分析性质,传输模型可以被制定为电路仿真的紧凑模型。
2017-06-29 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric transport in torsional strained Weyl semimetals
在最近的一篇论文[R。Soto-Garrido和E. Muñoz,J. Phys. Condens. Matter 30,195302(2018)],我们研究了扭转机械应变和磁场联合作用下的Weyl半金属(WSM)中的电子输运性质,表明这种配置对电流产生了节点极化效应,可用于测量透射实验中的扭转角。在这篇文章中,我们扩展了我们以前的工作,研究扭转应变和外部磁场下的WSM中的热电输运。我们的分析只涉及电子对输运系数的贡献,因此在声子贡献可以忽略的低温下是有效的。给出了散射截面和透射热流的精确解析表达式,并计算了该结构下的热导率和塞贝克系数。我们的研究结果表明,在这些材料中的热电输运系数可以通过适当调整的磁场,扭转应变,和所施加的偏压或热梯度的大小,导致潜在的非常高的品质因数。
2018-12-05 cond-mat.mes-hall
Specular Andreev reflection of asymmetric fermions in graphene under strain
本文研究了单轴应变对应变石墨烯超导体隧穿电导的影响。基于紧束缚模型,在扶手椅方向上施加应变会产生非对称的无质量费米子作为载流子。它们的速度取决于由应变控制的方向。使用BTK理论,可以确定应变石墨烯N/S结的电导。结果发现,垂直于应变方向流动的电流与应变成线性关系,斜率为正。但平行于应变方向流动的电流与应变成线性关系,斜率为负。这种线性行为对于基于超导体的纳米机械电子器件的应用是重要的。
2010-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhanced Spin Conductance of a Thin-Film Insulating Antiferromagnet
研究了反铁磁绝缘体中热激发自旋波的自旋输运。从随机Landau-Lifshitz-Gilbert现象出发,得到了非平衡态自旋波的性质。在自旋偏置和温度梯度的线性响应下,我们计算了自旋通过正常金属$|$反铁磁体$|$正常金属异质结的输运。我们发现,自旋电导发散,因为一个接近自旋翻转过渡,这种电导的增强应该很容易观察到扫过自旋翻转过渡的磁场。这样的实验结果,一方面,可以提高我们的理解附近的相变的自旋输运,另一方面是有用的应用程序,需要很大程度的可调性的自旋电流。相反,自旋塞贝克系数不发散在自旋触发器过渡。此外,自旋Seebeck系数是有限的,即使在零磁场,提供正常的金属接触打破反铁磁子晶格之间的对称性。
2018-11-02 cond-mat.mes-hall
Strain-Modulated Graphene Heterostructure as a Valleytronic Current Switch
应变工程是一种很有前途的方法,用于抑制由克莱因隧道效应引起的石墨烯基器件的关态电导。在这项工作中,我们推导出一个全面的紧束缚哈密顿应变石墨烯,其中包括应变诱导的影响,迄今被忽略,如应变下的单位细胞的变形,应变对下一个最近邻耦合的影响,和应变张量的二阶贡献。我们推导出相应的低能有效哈密顿量的狄拉克点和重新制定的边界条件之间的界面应变和非应变石墨烯在光的额外条款的哈密顿量。通过应用这些边界条件,我们评估了应变石墨烯异质结构的传输,该异质结构由夹在两个无应变引线之间的中心段组成。传输电流的调制可以通过改变所施加的应变的大小和方向以及通过施加栅极电压来实现。基于实际的参数值,我们预测,高达$10^{12}$的高开-关比以及高电流谷极化可以在应变调制器件中实现。
2021-08-24 cond-mat.mes-hall
Geometric transport signatures of strained multi-Weyl semimetals
本研究表明应变对缠绕数大于1的多外尔半金属并非赝规范场,以双外尔半金属为例揭示其应变诱导的向列序及几何输运特征,为多外尔半金属应变效应研究提供新视角。
2025-04-17 cond-mat.mes-hall
Andreev reflection in edge states of time reversal invariant Landau levels
我们描述了一个正常的超导结的电导系统的朗道水平,保持时间反演对称性。这些朗道能级已经在应变蜂窝晶格中观察到。电流在正常区和超导区都是沿着边缘传输的。当正常区的朗道能级为半填充时,Andreev反射最大,电导平台有一个峰值,它是填充因子的函数。这些峰的高度在$4e^{2}/h$处量化。结的界面具有Andreev边缘态,其形成可以携带净谷电流的电子和空穴的相干叠加。我们确定了独特的实验签名超导时间反演不变朗道水平。
2015-07-11 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall conductance and de Haas van Alphen oscillation in a tight-binding model with electron and hole pockets for (TMTSF)$_2$NO$_3$
在(TMTSF)$_2$ NO $_3$的紧束缚模型中,由于负离子在$a$ -方向上的周期性有序势,导致了电子和空穴的小口袋,从理论上研究了量子化霍尔电导和de Haas van Alphen(dHvA)振荡.磁场被跳跃处理为复数,这是由于矢量位引起的相位,即Peierls替换。在参数和磁场的实际值中,获得作为磁场的函数的能量(Hofstadter蝶形图)。结果表明,作为反磁场的函数,能级加宽,带隙周期性地闭合或几乎闭合,这在磁击穿的半经典理论中是看不到的。当化学势处于能隙内时,霍尔电导被量子化为一个由丢番图方程得到的整数。当在该系统中掺杂电子或空穴时,霍尔电导在磁场的某些区域中被量子化,但由于朗道能级的加宽,霍尔电导在磁场的其它区域中不被量子化。零温下dHvA振荡的振幅随磁场的增大而减小,而在半经典的Lifshitz Kosevich公式中dHvA振荡的振幅是常数.
2017-08-18 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable Lifshitz transition of Fermi arcs and its nonlocal transport signatures
本文提出通过表面栅极电压调控Weyl半金属表面费米弧的构型,实现拓扑Lifshitz转变,并利用非局域输运测量探测该转变,开辟了费米弧操控的新途径。
2022-10-24 cond-mat.mes-hall
Evidence for Strain-Induced Local Conductance Modulations in Single-Layer Graphene on SiO2
石墨烯已经成为一种电子材料,这是有前途的设备应用和研究二维电子气体与两个狄拉克点附近的相对论色散。尽管如此,偏离Dirac-like光谱的现象已经被广泛报道,并有不同的解释。在这里,我们展示了应变诱导的空间调制的证据,在SiO2衬底上的单层石墨烯的局部电导从扫描隧道显微镜(STM)的研究。我们发现,应变石墨烯表现出抛物线,U形的电导与偏置电压的光谱,而不是V形的狄拉克费米子预期的光谱,而V形的光谱恢复在放松的石墨烯区域。从STM研究中得到的应变图进一步揭示了与局部隧穿电导的直接相关性。这些结果归因于应变诱导的频率增加的平面外声子模式,介导的低能量非弹性电荷隧穿到石墨烯。
2009-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strained topological insulator spin field effect transistor
提出一种基于应变拓扑绝缘体的新型自旋场效应晶体管(STI-SPINFET),通过栅压应变调控狄拉克速度改变自旋干涉实现电流调制,开关比低但可作高效倍频器。
2023-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Transport in strained graphene: Interplay of Abelian and axial magnetic fields
本研究数值计算屈曲石墨烯在外部Abelian磁场与应变诱导轴向磁场共同作用下的多端输运,揭示轴向场解除谷简并、产生偶整数Hall平台及电荷密度波零电导平台的机制。
2023-11-02 cond-mat.mes-hall
Interaction-driven topological insulator states in strained graphene
石墨烯的电子性质可以通过机械变形来操纵,这为在新的机制和新的器件应用中研究狄拉克费米子开辟了前景。某些自然的应变配置产生大的几乎均匀的伪磁场,其在两个谷中具有相反的符号,并且产生平坦的自旋和谷简并的伪朗道能级(PLL)。本文研究了均匀磁场作用下应变石墨烯中库仑相互作用的影响。我们发现,自旋/谷简并的PLL得到解除的相互作用,从而产生拓扑绝缘体样的国家。特别是,当非零PLL被四分之一或四分之三填充时,会出现自发打破时间反转对称性的反常量子霍尔态。在半满PLL中,弱的自旋轨道相互作用稳定了时间反转对称的量子自旋霍尔态。这些多体状态的特点是量子化的电导和持久的高温标度设置的库仑相互作用,我们估计是几百开尔文在适度的应变值。分数填充时,出现了打破谷对称性的分数量子霍尔态。这些结果为在介观石墨烯中实现稳健的拓扑绝缘体态提供了一条新的途径。
2011-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Engineering the Quantum Anomalous Hall Effect in Graphene with Uniaxial Strains
从理论上研究了单轴应变对石墨烯量子反常霍尔效应的调控。Chern数和Hall电导的值表明,在Rashba自旋轨道耦合和交换场的存在下,对于消失的内禀自旋轨道耦合,应变石墨烯具有非平凡的拓扑相位,这对应变的方向和模量是鲁棒的。此外,我们还发现Rashba和内禀自旋轨道耦合的相互作用导致了应变石墨烯的拓扑相变。值得注意的是,当应变强度增加超过约7%时,用于触发量子反常霍尔相变的交换场的临界参数显示出明显的行为-对于沿Z字形(扶手椅)方向的应变减小(增加)。我们的研究结果开辟了一个新的平台,通过实验可访问的应变变形的石墨烯结构的QAHE的操作,具有广阔的应用前景的新型量子电子器件具有高能效性能。
2013-11-13 cond-mat.mes-hall
Strain control of electron-phonon energy loss rate in many-valley semiconductors
我们证明了在多谷半导体系统由于晶格失配引起的应变的电子-声子能量损失率的显着修改。我们表明,从电子系统的声子浴在应变n + Si的热导,在声子温度在200 mK和450 mK之间,比一个类似的未应变的样品低一个数量级以上。
2011-01-31 cond-mat.mes-hall
Superfluid spin transport through antiferromagnetic insulators
报道了在各向同性反铁磁绝缘体中实现和探测自旋超电流的理论方案。超流自旋输运是通过将反铁磁体插入两个金属储层之间并在一个储层中建立自旋累积来实现的,使得自旋偏置被施加在磁体上。我们考虑一类具有Neel基态的二分反铁磁体,温度远低于有序温度,其中自旋输运基本上由凝聚体介导。Landau-Lifshitz理论和磁路理论被用来直接将异质结构不同部分的自旋电流与表征反铁磁体的自旋混合电导联系起来|金属界面和反铁磁体阻尼参数,所有的量都可以从实验中获得。我们研究了反铁磁体中自旋角动量转移的效率|通过发展界面的微观散射理论和提取简单模型的自旋混合电导来研究金属界面。在该模型内,定量比较了反铁磁体的自旋混合电导|金属和铁磁体|制作金属界面。
2014-04-15 cond-mat.mes-hall
Anomalous Klein tunnelling with magnetic barriers in strained graphene
Escuela Superior de Física y Matemáticas, Instituto Politécnico Nacional(国立理工学院高等物理与数学学院);Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California(下加利福尼亚自治大学理学院);Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学物理研究所);Facultad de Ingeniería Eléctrica, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo(米却肯圣尼古拉斯德伊达尔戈大学电气工程学院);Centro de Ciencias Exactas, Universidad del Bío-Bío(比奥比奥大学精确科学中心)
本研究通过应变和磁屏障调控石墨烯中异常克莱因隧道效应,实现对电子输运的可调控制。
2026-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
Trigonal warping, pseudodiffusive transport, and finite-system version of the Lifshitz transition in magnetoconductance of bilayer-graphene Corbino disks
利用角动量空间中的转移矩阵,研究了Corbino几何中三角形翘曲对弹道双层石墨烯的磁输运和标度特性的影响.虽然在电荷中性点和零磁场的电导率表现出一个参数的缩放,散粒噪声特性,量化的Fano因子$\mathcal{F}$和第三电荷转移累积量$\mathcal{R}$,保持伪扩散。这表明双层石墨烯中的伪扩散输运状态与电导率的普适值无关,但可以通过更高的电荷转移累积量来识别。对于具有较大半径比的Corbino盘,导电性被三角翘曲抑制,主要是因为对称性降低放大了对应于角动量本征值$\pm{}2\hbar$的正常模式的后向散射。弱磁场增强了电导率,在交叉场$B_L=\frac{4}{3}\sqrt{3}\,({\hbar}/{e})\,t't_\perp\!\left[{t_0^2a(R_{\rm o}-R_{\rm i})}\right]^{-1}$附近达到最大值,其中$t_0$($t_\perp$)是最近邻层内(间)跳跃积分,$t'$是偏斜层间跳跃积分,$R_{\rm o}$($R_{\rm i}$)是外(内)盘半径。对于磁场$B\gtrsim{}B_L$,我们观察到准周期电导振荡,其特征在于由递减的平均值$\langleσ\rangle-σ_0\propto{}B_L/B$,其中$σ_0=(8/π)\,e^2/h$。电导率,以及较高的电荷转移累积量,示出与$\sqrt{B/B_L}$成…
2016-02-02 cond-mat.mes-hall
Dynamically-generated pure spin current in single-layer graphene
电导失配问题显著限制了自旋注入效率,并且自旋注入到石墨烯中通常需要高质量的隧道势垒来规避电导失配。我们介绍了一种新的方法,该方法能够通过使用动态自旋注入在单层石墨烯(SLG)中产生无电导失配的纯自旋电流。利用基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程的传统理论模型,成功地实现了自旋抽运诱导自旋流产生和自旋输运的实验研究,并估算出自旋相干为1.36 μm。自旋相干性与SLG的质量成正比,这表明SLG中的自旋弛豫是由Elliot-Yafet机制控制的。
2012-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain dependence of the heat transport properties of graphene nanoribbons
结合精确的密度泛函理论和非平衡格林函数方法,计算了宽度在3-50 μ m之间的拉伸应变扶手椅型(AGNR)和锯齿型(ZGNR)边缘石墨烯纳米带的弹道热导特性.不同宽度的AGNR的优化的横向晶格常数显示出三族行为时,根据N模3分组的带,其中$N$代表整个宽度的带的碳原子数。两个最低频率的面外声学模式起着决定性的作用,在增加AGNR-N在低温下的热导。在高温下,拉伸应变的作用是降低AGNR-N和ZGNR-N的热导率。这些结果可以解释为力常数在面内和离面方向上的应变的应用的变化。这种对石墨烯纳米带中热传输的基本原子论理解为在各种温度下通过应变影响其热性质的变化铺平了道路。
2013-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain control of real-and lattice-spin currents in a silicene junction
研究了硅基结中受应变控制的实自旋电流和晶格自旋电流,在应变势垒中施加化学势、垂直电场和圆偏振光。我们发现,结产生应变滤波效应与实(或晶格)自旋电流的完美应变控制。(i)通过在无圆偏振光的情况下施加电场,我们证明了总电流是由纯晶格自旋上(或下)电子携带的。(ii)当圆偏振光照射到硅烯片上而不施加电场时,总电流由纯实自旋上(或下)电子携带,该电子可通过应变调谐。高电导峰与纯实(或晶格)自旋电流的情况下II(或I)发生在特定的应变量,产生应变过滤效果。由于纯实(或晶格)自旋电流的过滤应变的幅度可以通过改变化学势来调节。增加应变势垒的厚度可以提高灵敏度。值得注意的是,(iii)当施加垂直电场和圆偏振光时,总电流由三种可通过应变调谐的电子基团携带。这可能导致可控数量的电子物质传输。该结果表明,硅基结中的应变过滤效应与石墨烯结中的应变过滤效应完全不同。我们的工作揭示了硅烯作为纳米机电器件和自旋谷电子应用的潜力。
2017-06-18 cond-mat.mes-hall
Strain engineering of ferromagnetic-graphene-ferroelectric nanostructures
我们计算了几乎未开发的纳米结构“高温铁磁绝缘体/石墨烯/铁电膜”中的自旋极化电导,特别注意应变多轴铁电膜中电极化的强度旋转的影响。极化矢量的旋转和大小由失配应变控制。我们提出了一个唯象模型,该模型考虑了由于铁磁绝缘体的接近而导致的狄拉克点的偏移,并使用Landauer公式来计算石墨烯通道的电导率。我们推导出的解析表达式表明,应变相关的铁电极化对石墨烯中二维载流子浓度和费米能级具有自洽的控制作用。我们证明了现实的机会,以控制石墨烯的自旋极化电导的失配应变(“应变工程”)在室温和更高的温度下的纳米结构CoFeO 4/石墨烯/PZT和Y3 Fe 5 O 12/石墨烯/PZT。所获得的结果为铁磁/石墨烯/铁电纳米结构作为非挥发性自旋过滤器和自旋阀的应用开辟了可能性。
2020-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Improved performance of graphene transistors by strain engineering
通过数值模拟,我们研究了单轴应变对应变石墨烯异质结输运特性的影响,并探索了利用这些异质沟道实现石墨烯晶体管良好性能的可能性。结果表明,由于应变引起的石墨烯能带结构的变形,在应变结中可以打开有限的导电带隙。这些异质沟道,然后证明显着改善石墨烯场效应晶体管(FET)的操作。特别地,通/断电流比可以达到超过10 $^5$的值。在石墨烯普通FET中,尽管与未应变器件的情况相比减小了,但是在可以获得良好的电流饱和的同时,仍然很高。这导致对于80 nm的栅极长度的高电压增益和几百GHz的高过渡频率。在石墨烯隧穿FET中,观察到低于30 mV/dec的亚阈值摆幅、强非线性效应,例如栅极可控负微分电导和电流整流。
2013-12-20 cond-mat.mes-hall
Quantum Wires and Waveguides Formed in Graphene by Strain
在石墨烯中限制电子以制造器件已被证明是一项具有挑战性的任务。静电方法由于Klein隧穿而失败,而蚀刻到纳米带中需要极端控制边缘终端,并且自底向上的方法在尺寸上限于几纳米。幸运的是,它的机械灵活性提高了利用应变改变石墨烯特性并创造新型应变电子器件的可能性。在这里,我们报告的纳米线的传输研究所产生的线性形状的应变区,从个人的折叠层转移到六方氮化硼。横跨褶皱的电导测量揭示了库仑阻塞特征,表明这些结构中的受限电荷,它们充当量子点。沿着褶皱,我们观察到横向电阻率测量的尖锐特征,归因于由电阻桥将设备的点电导调制的放大。我们的数据表明,弹道输运沿褶皱高达~1 μ m。使用狄拉克模型,包括应变的计算与测得的束缚态能量和预测谷极化电流的存在是一致的。我们的研究结果表明,石墨烯折叠可以作为应变量子线。
2018-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extended transfer matrix method for electron transmission in anisotropic 2D materials: Interplay of strain and (a)periodicity of potentials
Instituto Politécnico Nacional, UPIIH(墨西哥国立理工学院,UPIIH);Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学物理研究所);Instituto de Física y Matemáticas, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo(米却肯圣尼古拉斯德伊达尔戈大学物理与数学研究所);Centro de Ciencias Exactas, Universidad del Bío-Bío(比奥-比奥大学精确科学中心)
本研究扩展传统转移矩阵方法以纳入各向异性特征,用于分析二维材料电子输运,结合应变等参数研究了单轴应变石墨烯与非周期势的相互作用,发现可通过电导测量观测该效应。
2022-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph