Scalable Tight-Binding Model for Graphene
由蜂窝晶格而不是碳原子层组成的人造石墨烯已显示出与真实石墨烯类似的电子性质。在这里，我们扭转了论点，表明真正的石墨烯的输运性质可以通过使用“理论人造石墨烯”的模拟来捕获。“为了证明这一点，我们首先推导出一个简单的条件及其限制，以实现可扩展石墨烯晶格的能带结构不变性。然后，我们提出了一个超净悬浮单层石墨烯PN结器件的传输测量，其中弹道输运功能，从复杂的法布里-珀罗干涉（在零磁场）的量子霍尔效应（在异常低的字段）被观察到，并很好地再现基于适当缩放的单粒子紧束缚模型的传输模拟。我们的研究结果表明，石墨烯的输运模拟可以有效地进行，大大减少了原子位点的数量，从而可以可靠地预测复杂石墨烯器件的电性能。我们证明了该模型的能力，通过应用它来预测到目前为止未开发的栅极定义的电导量子化的单层石墨烯。
2015-01-22 cond-mat.mes-hall
Symmetry of electron bands in graphene: (nearly) free electron vs. tight-binding
我们提出的对称性标记的所有电子带在石墨烯中得到的结合数值能带计算和分析的基础上群论。后者是在（近）自由电子模型的框架下进行的，或在紧束缚模型的框架下进行的。关于带的相对位置的预测可以在每个模型的基础上使用群论（和额外的简单的定性参数，如果必要的话）是互补的。
2020-10-20 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of graphene: (nearly) free electrons bands vs. tight-binding bands
在我们之前的论文中（Phys. Rev. B { \bf 89}，165430（2014））中，我们已经发现，在石墨烯中，与可以由每个原子具有四个原子轨道的简单紧束缚模型（TBM）描述的四个占据带不同，位于$Γ$点的两个最低的未占用频带（其中一个是$σ$型，另一个是$π$型）不能用这种模型来描述。在目前的工作中，我们建议这两个带的最小模型，（近）自由电子模型（FEM）的基础上，正确地描述了这些带的对称性，它们的色散规律和它们的本地化相对于石墨烯平面。
2017-04-27 cond-mat.mes-hall
Nonlinear optical response of doped mono- and bilayer graphene: length gauge tight-binding model
我们使用基于紧束缚模型的全色散计算了掺杂单层和双层石墨烯的非线性光学响应。的响应是来自与密度矩阵的形式主义，使用长度规范，是有效的任何周期性系统，任意掺杂。通过收集条款，定义有效的非线性响应张量，我们确定所有非线性Drude类条款（三阶），并显示所有额外的杂散发散存在于感应电流消失。石墨烯的非线性响应包括一个大的类德鲁德发散和三个与费米能级附近发生的跃迁紧密相连的共振。使用狄拉克近似得到的解析解准确地捕获了石墨烯的一阶和三阶响应，即使在非常高的掺杂水平。带隙石墨烯的二次响应也通过掺杂强烈增强，即使对于具有小间隙的系统，例如SiC上石墨烯的相称结构。双层石墨烯的非线性响应明显更丰富，结合了源于掺杂的共振与其固有的强低能共振。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall
Dirac Point and Edge States in a Microwave Realization of Tight-Binding Graphene-like Structures
我们提出了一种微波实现有限紧束缚石墨烯类结构。这些结构是使用具有高折射率的盘来实现的。盘被放置在金属表面上，同时第二表面被调整在盘的顶上，使得耦合空气中的盘的波是渐逝的，导致紧密结合行为。在反射测量中，如果测量在样品内部进行，则观察到狄拉克点和接近狄拉克点的线性增加。如果测量是在边缘或在角落的情况下，一个断裂的苯环进行，由于边缘状态的共振被发现接近狄拉克点。
2010-09-22 cond-mat.mes-hall
Tight-Binding Model for Adatoms on Graphene: Analytical Density of States, Spectral Function, and Induced Magnetic Moment
在低吸附原子浓度的限制下，我们得到了石墨烯上吸附原子紧束缚模型的局域态密度和总态密度的精确解析表达式。该模型不限于最近邻跳跃，但可以包括任何间隔的碳原子之间的跳跃。我们还发现了一个解析表达式的光谱函数$A({\bf k}, E)$的电子的布洛赫矢量${\bf k}$和能量E的石墨烯晶格上，吸附原子浓度的第一顺序。我们对待电子-电子相互作用，包括一个哈伯德长期的吸附原子，我们解决内的平均场近似。对于有限Hubbard $U$，我们发现自旋极化的LDOS，TDOS和光谱函数自洽。对于任何选择的紧束缚模型内的平均场论的参数，我们发现一个临界值的$U$以上的时刻发展的吸附原子。对于大多数参数的选择，我们发现大量的电荷转移从吸附原子的石墨烯主机。
2013-11-11 cond-mat.mes-hall
Low-frequency phonons of few-layer graphene within a tight-binding model
少层石墨烯是在层中具有共价键并且在层之间具有弱范德华相互作用的层状碳材料。层间能量比层内能量小两个数量级以上，这阻碍了参数自由电子能带结构模型对静态和动态性质的描述。我们通过引入两组矩阵元素克服了这一困难-一组用于石墨烯层中的共价键，另一组用于能带结构的紧束缚模型中相邻石墨烯层之间的范德华相互作用。这两套矩阵元素来自碳二聚体的从头算研究。然后将矩阵元应用于计算石墨和具有AB和ABC层堆叠的少层石墨烯的声子色散。AB堆积的结果与现有的实验数据吻合良好，这证明了矩阵元素的应用程序，以其他层状碳结构与范德华相互作用，如少层石墨烯纳米带，多壁碳纳米管，和碳洋葱。
2014-12-14 cond-mat.mes-hall
Scaling approach to tight-binding transport in realistic graphene devices: the case of transverse magnetic focusing
封装在六方氮化硼晶体之间的超净石墨烯片承载二维电子系统，其中低温传输仅受样品尺寸的限制。我们重新进行微观计算的非本地弹道输运在这样的微米级设备的理论问题。利用Landauer-Buttiker散射理论，我们提出了一种新的计算石墨烯器件中紧束缚非局域输运的定标方法.我们测试我们的数值方法对实验数据的横向磁聚焦（磁聚焦），教科书的例子，非本地的弹道输运中存在的横向磁场。这种比较能够对所有观测到的射电信号特征进行清晰的物理解释，包括其振荡符号。
2016-05-23 cond-mat.mes-hall
Third edge for a graphene nanoribbon: A tight-binding model calculation
在紧束缚模型的方法，一个扩展的线性缺陷嵌入在一个锯齿形纳米线的实际宽度的电子和输运性质进行了研究。我们的研究结果表明，这样的缺陷深刻地修改纳米晶体的属性，引入新的电导量子化值和修改的电导量子化阈值。沿着纳米取向的线性缺陷表现为系统的有效第三边缘，其显示出金属行为，产生了新的传导路径，可以在纳米级电路中用作量子线。
2011-04-25 cond-mat.mes-hall
Linear response of twisted bilayer graphene: continuum vs. tight-binding models
我们提出了一个扭曲双层石墨烯的线性响应计算。计算进行了连续和紧束缚模型，目的是评估前者的有效性。所有定性的重要特征以前我们报道过[T. Stauber等人，Phys. Rev. Lett. 120，046801（2018）]的连续介质模型中的德鲁德矩阵也存在于紧束缚计算中，随着扭转角的减小，定量一致性增加。这些特征包括与等离子体模式相关的手性纵向磁矩，以及中性点周围的异常逆流，更好地解释为顺磁响应。我们已经解决了德鲁德和平衡响应之间的差异，并表明，轨道顺磁性是一个平行的磁场的平衡响应超过一个实质性的掺杂区域周围的中性点。在紧束缚计算中，手征也使得平衡响应表现出与层间键的非垂直特征相关的非平凡电流结构。
2018-09-10 cond-mat.mes-hall
Tight-binding couplings in microwave artificial graphene
我们实验研究了微波在由介质谐振器制成的人工蜂窝晶格中的传播。这种倏逝波传播可以用紧束缚模型很好地描述，非常像电子在石墨烯中的传播。我们测量态密度，以及与每个本征频率相关的波函数。通过改变谐振器之间的距离，可以调制次近邻跳跃参数的幅度，并研究它们对态密度的影响。主要的影响是态密度变得不对称和狄拉克点的能量的移动。我们研究了基本元素：隔离谐振器、两能级系统和正方形晶格。我们的观测结果与相应无限格点的解析解符合得很好。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall
Tight-binding approach to penta-graphene
我们引入了一个有效的紧束缚模型来讨论五元石墨烯，并给出了一个解析解。该模型只涉及spPDMATHABMN杂化碳原子的$π$轨道，并再现了两个最高的价带.通过引入源于消除sp $^3$杂化碳原子的能量依赖性跳跃元素，也可以很好地近似两个最低导带-但仅在包含Hubbard现场相互作用以及辅助跳跃项之后。对于不含与能量有关的跳变元件的有效模型，本征函数可以解析地近似，并讨论了光吸收。我们发现在$Γ$ -点处的跃迁具有高达24%的各向同性吸收，但一般吸收将表现出强烈的各向异性行为，这取决于入射光的线性偏振。
2015-09-29 cond-mat.mes-hall
Energy levels of triangular and hexagonal graphene quantum dots: a comparative study between the tight-binding and the Dirac approach
在垂直磁场作用下，对三角形和六边形石墨烯量子点在不同边界条件下的Dirac方程进行求解.我们分析了量子点的尺寸和几何形状对其能谱的影响。比较了锯齿形和扶手椅形边缘石墨烯点以及无限质量边界条件下的结果，结果表明石墨烯点边缘的类型和边界条件的选择对能谱有重要影响.单粒子的能级计算作为一个外部垂直磁场，电梯简并的功能。比较从紧束缚近似的连续狄拉克方程的方法获得的能量谱，我们验证的能量作为点的大小或施加的磁场的函数的行为是定性相似的，但在某些情况下，可以存在定量的差异。
2011-11-24 cond-mat.mes-hall
Scalable tight-binding model for strained graphene
National Cheng Kung University（国立成功大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；University of Antwerp（安特卫普大学）；AGH University of Krakow（克拉科夫AGH科技大学）；University of Regensburg（雷根斯堡大学）
通过缩放变形晶格的位移场，将可扩展紧束缚模型推广到应变石墨烯，实现大尺度量子输运的高效模拟。
2026-05-27 cond-mat.mes-hall
Effect of short- and long-range scattering in the conductivity of graphene: Boltzmann approach vs tight-binding calculations
我们提出了一个比较研究的密度依赖性的石墨烯片的导电性计算的紧束缚（TB）Landauer方法和玻尔兹曼理论的基础上。TB计算发现，给相同的密度依赖性的电导率，$σ\sim n$，短程和长程高斯散射体。在短程散射的情况下，TB计算与超出玻尔兹曼近似的玻尔兹曼理论的预测一致，但在定性和定量上与玻尔兹曼近似内的标准玻尔兹曼方法不一致，预测$σ= $常数。即使是长期的-范围高斯势在对应于现实系统的参数范围内，标准玻尔兹曼预测是定量和定性的不同意TB结果。这质疑玻尔兹曼方法在玻恩近似中的适用性，玻尔兹曼近似通常用于解释石墨烯中传输的实验研究结果。
2010-06-22 cond-mat.mes-hall
Electronic band crossing in sliding bilayer graphene: Tight-binding calculations and symmetry group representation analysis
狄拉克点被发现出现，由于在双层石墨烯的电子结构中的带的交叉的配置，其中两个六边形晶格之间的对齐保持两层之间的扶手椅/锯齿形线的平行。基于紧束缚模型对$π$能带的电子计算结果表明，能带色散曲线的交叉发生在六角布里渊区的角点附近。群表示论分析证实了这种狄拉克点的出现。证明了在一般$\mathbf{k}$点处的带交叉是由布里渊区中高对称性$\mathbf{k}$点处本征态对称性之间的相容关系保证的。狄拉克点的存在决定了能面的几何性质，从而决定了费米能面和能谱的拓扑结构。
2021-06-04 cond-mat.mes-hall
Distribution of resonance widths in localized tight-binding models
我们数值分析散射共振宽度的分布在一维和准一维紧束缚模型，在本地化制度。我们检测和讨论的代数衰减的分布，类似的，但不相同，最近的理论预测。
2000-10-26 cond-mat.mes-hall
Self-consistent tight-binding calculations with extended Hubbard interactions in rhombohedral multilayer graphene
University of Seoul（首尔大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学技术院）
本研究通过自洽紧束缚计算，结合扩展Hubbard相互作用，揭示了菱方多层石墨烯的均场破缺相，预测了能带隙和层反铁磁序，并支持高效处理大型扭转系统。
2025-09-26 cond-mat.mes-hall
Multiple gaps in the tight-binding band of a pentagonal lattice
在五角晶格的紧束缚带中发现了多个能隙，与开罗五角晶格不同，这种晶格是由具有不同长度臂的不规则五边形组成的。严格求解紧束缚哈密顿量，得到色散关系和本征矢量的解析表达式。四个不同的带隙被确定为随着两个不同的间接带隙在哈里森点。在这个模型中的多个带隙可能会引起奇异的电子特性。
2017-02-26 cond-mat.mes-hall
Stability of boron nitride bilayers: Ground state energies, interlayer distances, and tight-binding description
我们研究了氮化硼的单层和双层能带结构。对于双层，不同的五个堆叠的基态能量使用DFT计算，以确定最稳定的配置。此外，层间距离为五种不同类型的堆叠中，可以发现硼-氮化物双层被确定。采用最小紧束缚模型对氮化硼双层膜的能带结构进行了计算，并通过紧束缚经验模型拟合DFT结果，得到了氮化硼双层膜的跳跃参数和在位能量。
2011-01-20 cond-mat.mes-hall
Tight-binding calculations of SiGe alloy nanocrystals in SiO2 matrix
在经验紧束缚方法中，我们研究了镶嵌在SiO2基体中的球形SiGe纳米晶体的电子态。能量和谷结构作为Ge成分和尺寸的函数。计算结果表明，超热电子与宽带隙矩阵中的电子混合是可能的，这种混合强烈地依赖于锗的组成。
2019-01-14 cond-mat.mes-hall
LDA+U and tight-binding electronic structure of InN nanowires
在本文中，我们采用结合{ \it ab initio}和紧束缚的方法来获得氢化InN纳米线的电子和光学性质。我们首先讨论InN能带结构的纤锌矿结构计算在LDA+U的水平，并使用此信息来提取所需的参数的经验紧束缚实现。这些参数，然后计算InN纳米线的电子和光学性质的直径范围内，将无法负担的{ \it从头算}技术。大纳米线的结果的可靠性进行了评估，明确比较的电子结构的小直径线研究在LDA+U和紧束缚水平。
2013-09-25 cond-mat.mes-hall
Dirac point resonances due to atoms and molecules adsorbed on graphene and transport gaps and conductance quantization in graphene nanoribbons with covalently bonded adsorbates
基于石墨烯p带电子结构的标准紧束缚模型和吸附质与附近石墨烯碳原子的扩展Huckel模型，提出了一种二维石墨烯片上吸附原子和分子的Dirac点共振的紧束缚理论.利用密度泛函理论计算了吸附物和石墨烯的弛豫原子几何构型。我们的模型包括当吸附的原子或分子共价键合到石墨烯上时，石墨烯从sp^2电子结构到sp^3电子结构的局部再杂化的影响。与以前的紧束缚模型的狄拉克点共振，吸附物种与多个扩展的分子轨道和键合到一个以上的石墨烯碳原子的治疗。更准确和更一般的格林函数矩阵元素，进入狄拉克点共振的T-矩阵理论比以前可用的解析表达式。我们研究了石墨烯上吸附的H，F，OH和O，并且对于每一种，我们在石墨烯的狄拉克点附近发现了一个强散射共振（O的两个共振），到目前为止最强和最接近狄拉克点的是H的共振。我们提取了一组最小的紧束缚参数，可以用来模拟共振电子散射和电子输运在石墨烯和石墨烯纳米结构与吸附的H，F，OH和O准确和有效。我们还比较了我们的结果的Dirac点共振的性质，由于吸附在石墨烯与其他人使用密度泛函理论为基础的电子结构计算得到的，并讨论他们的相对优点。然后，我们提出的计算与这些吸附物种的石墨烯纳米带的电子量子输运…
2011-06-28 cond-mat.mes-hall
Quantum Monte Carlo Calculation of the Binding Energy of Bilayer Graphene
我们报告了双层石墨烯层间结合能的扩散量子蒙特卡罗计算。我们发现AA和AB堆叠结构在平衡分离时的结合能分别为11.5（9）和17.7（9）meV/atom。结合能曲线预测的面外带心光学声子频率与实验结果一致。以及协助石墨烯层之间的相互作用的建模，我们的研究结果将促进范德华交换相关泛函的密度泛函理论计算的发展。
2015-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Finite temperature magnon spectra in yttrium iron garnet from mean field approach in tight-binding model
本文从紧束缚模型和最近邻交换作用出发，研究了有限温度下钇铁石榴石的磁振子谱。由于热磁振子激发的自旋减少考虑通过平均场近似的本地自旋，发现是不同的两套铁原子。得到的自旋波带隙的温度依赖性与实验结果吻合较好。我们发现只有两种磁振子模与铁磁共振有关。
2017-12-27 cond-mat.mes-hall
Scattering by linear defects in graphene: a tight-binding approach
我们开发了一个分析散射形式主义计算周期性缺陷线内的紧束缚模型的石墨烯的透射率。我们首先用一个相对简单的例子来说明这个方法，即只含五边形的缺陷线。然后，处理更复杂的缺陷线，即zz（558）和zz（5757）缺陷线。形式主义的发展，只使用简单的紧约束的概念，减少了问题的矩阵操作，可以很容易地制定出任何计算代数计算器。
2013-07-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Tight-binding study of the magneto-optical properties of gapped graphene
我们研究了带隙石墨烯在磁场作用下的光学性质。我们考虑一个模型的基础上的狄拉克方程，通过一个质量项，其中的对角线和霍尔光学电导率的解析表达式可以导出的间隙。讨论了质量项对电子-空穴对称性和$π$ - $π^*$对称性的影响及其对光学霍尔电导的影响。我们将这些结果与紧束缚模型进行了比较，紧束缚模型中的质量是通过交错势和磁场通过Peierls替换来模拟的。考虑反点晶格作为质量项的来源，我们专注于质量项占主导地位的回旋能量的限制。我们发现，一个大的间隙淬火的磁场的效果。相邻的$π$轨道之间的重叠的作用进行了研究，我们发现，重叠的光学霍尔电导率的狄拉克模型中错过了显着的后果。
2011-07-01 cond-mat.mes-hall
The electronic properties of bilayer graphene
我们回顾了双层石墨烯的电子性质，首先描述了双层石墨烯的紧束缚模型，并推导了描述低能下两个抛物带中大量手征准粒子的有效哈密顿量。我们考虑到五个紧束缚参数的Slonczewski-Weiss-McClure模型的块状石墨加上内部和层间的原子位置之间的不对称性，诱导在低能谱带隙。提出了在外栅存在下由于层间不对称而产生的屏蔽和带隙打开的哈特里模型。采用紧束缚模型描述了包括整数量子霍尔效应在内的光学和输运性质，并讨论了轨道磁性、声子以及应变对电子性质的影响。最后，我们概述了电子相互作用的影响。
2013-04-20 cond-mat.mes-hall
Spectrum and diffusion for a class of tight-binding models on hypercubes
提出了一类无限维超立方体上各向异性紧束缚模型的精确可解性。能量谱的解析计算，并示出是分形和/或绝对连续的值跳变参数。在这两种情况下，推导出的频谱和扩散指数。主要的结果是，即使频谱是绝对连续的，波包的扩散指数可能是0和1之间的任何值，这取决于模型的类别。
1998-11-23 cond-mat.mes-hall
Molecular dynamics simulation of graphene on Cu(111) with different Lennard-Jones parameters
采用分子动力学模拟研究了石墨烯与铜（111）表面的相互作用。我们已经表明，它是可能的，以适应Lennard-Jones势导致正确的值的结合能和结合距离，并在同一时间，产生实验观察到的莫尔超结构。给出了结合能、结合距离和石墨烯厚度与势能和旋转角参数的关系。
2016-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge transport through interfaces: a tight-binding toy model and its implications
紧束缚（TB）的电子结构玩具模型的帮助下，我们调查的异质界面的参数匹配。我们表明，虚晶近似，通常用于此目的，可能不尊重潜在的对称性的电子结构。作为一种替代方法，我们提出了一种方法，这是在连续空间量子力学的波函数匹配的动机。我们表明，这种方法遵守所需的对称性，并可以应用于简单的带到带的过渡。扩展到多个接口和更复杂的TB模型进行了讨论。
2013-06-27 cond-mat.mes-hall
Strained graphene: tight-binding and density functional calculations
我们使用密度泛函计算确定应变下石墨烯的能带结构。从头算能带结构，然后用于提取最适合的紧束缚跳跃参数中使用的应变石墨烯最近的微观模型。据发现，跳跃参数可能会增加或减少时，增加应变，这取决于所施加的应力的取向。拟合的值进行比较，与一个可用的参数化的依赖的轨道重叠分离的两个碳原子的距离。还发现，应变不会在石墨烯中引起间隙，至少对于高达10%的变形。
2009-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Tight-binding approach to understand photoelectron intensity from graphene for circularly polarized light
我们已经研究了角度分辨光电子能谱信号上的不完美的圆偏振的影响，使用石墨烯作为一个原型系统，可以在紧束缚形式主义的理解。我们发现，完美的左，右圆偏振光给出了相同的光电子强度分布周围的石墨烯$π$带的恒定能量轮廓。另一方面，在破坏偏振的纯度时，光电子强度开始显示圆二色性，其随着缺陷的进一步增加而增强。我们的研究结果预测存在一个额外的因素，从石墨烯的光电发射信号中观察到的圆二色性，因此建议的实验条件的重要性，以了解通过光电发射光谱观察到的圆二色性。
2015-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tight-Binding Studio: A Technical Software Package to Find the Parameters of Tight-Binding Hamiltonian
我们提出了紧束缚工作室（TBStudio）软件包计算紧束缚哈密顿量从一组布洛赫能带从第一性原理理论，如密度泛函理论，Hartree-Fock计算或半经验能带结构理论。这将有助于有兴趣在紧束缚近似下用格林函数理论研究结构的电子性质的科学家。TBStudio是一个用C++编写的跨平台应用程序，具有用户友好且易于使用的图形用户界面设计。该软件采用Linear Algebra Package C接口库解决特征值问题，并采用标准高性能OpenGL图形库进行实时绘图。TBStudio及其示例和教程可以从tight-binding.com下载。
2019-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A comparative study of density functional and density functional tight binding calculations of defects in graphene
密度泛函紧束缚方法（DFTB）非常适合于研究石墨烯基体系中的点缺陷和线缺陷。在简要回顾使用DFTB在这方面，我们提出了一个比较研究的缺陷结构，能量和动力学之间的DFTB的结果使用DFTB+代码，密度泛函结果使用局部高斯轨道代码，AIMPRO。DFTB精确地再现了一系列点缺陷结构的结构和能量，例如石墨烯中的空位和Stone-Wales缺陷，以及各种未官能化和羟基化的石墨烯片边缘。迁移障碍的空缺和斯通-威尔士缺陷形成障碍准确地再现使用轻推弹性带的方法。最后，我们探讨了使用DFTB的动态缺陷模拟的潜力，作为一个例子，在石墨烯的电子辐照损伤。
2012-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tight-binding study of bilayer graphene Josephson junctions
利用紧束缚Bogoliubov-de Gennes模型的高效模拟，我们自洽地求解了超导-双层石墨烯-超导约瑟夫森结中的对关联和约瑟夫森电流。不同的掺杂水平的非超导链接被认为是在短和长结制度。对相关性和超导电流的自洽结果类似于以前报道的单层石墨烯，除了在狄拉克点，在邻近效应的显着差异被发现，以及在长结制度的超导电流的抑制。通过考虑层间的电势差破坏了反转对称性，发现当结长大于费米长度时，超导电流可以被切换。
2012-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Choice of the unit cell, selection rules, and optical matrix elements: a tight-binding study of graphene nanoribbons
在这项工作中，我们认为，它是重要的，以使紧束缚理论内的单位细胞的适当选择，如果一个目的是计算的光学矩阵元。通过考虑锯齿形石墨烯纳米带，我们证明了能带结构对晶胞的选择不敏感。然而，如果所选择的单元格不包含系统的对称性，则获得光学矩阵元素的错误值，导致违反众所周知的选择规则。无论用于计算光学矩阵元的形式如何，该结果都成立。
2011-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Calculation of the graphene C 1$\textit{s}$ core level binding energy
X射线光电子能谱学（XPS）结合第一性原理模型是确定新材料化学组成和电子结构的有力工具。其中，石墨烯是理解其他碳纳米材料性质的特别重要的模型系统。在这里，我们计算碳1 $\textit{s}$核心水平的结合能的原始石墨烯使用两种方法的基础上的密度泛函理论的总能量差：计算与一个明确的核心空穴（$Δ$ KS），和一种新的全电子扩展的δ自洽场（$Δ$ SCF）方法。我们系统地研究了它们的收敛性和计算量，以及能量对所选交换相关泛函的依赖性。$\mathrmΔ$ SCF方法计算更昂贵，但能给出更高的C1 $\textit{s}$结合能.虽然有一个显着的功能依赖性，使用PBE功能计算的结合能被发现是非常接近已被测量的石墨。
2014-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A tight-binding approach to uniaxial strain in graphene
我们分析了张应变对石墨烯电子结构的影响。在没有电子-电子相互作用的情况下，在线性弹性理论和紧束缚方法中，我们观察到应变可以产生大量的光谱间隙。然而，该间隙是关键的，需要超过20%的阈值变形，并且仅沿着相对于底层晶格的优选方向。无间隙的狄拉克谱对于小的和中等的变形是鲁棒的，并且间隙出现作为两个不等价的狄拉克点的合并的结果，仅在晶格的相当大的变形下。我们讨论了如何应变诱导的各向异性和局部变形可以作为一种手段来影响石墨烯器件中的输运特性和夹断电流。
2009-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generalized Peierls substitution for the tight-binding model of twisted multilayer graphene in a magnetic field
我们提出了一种广义Peierls替代方法，结合紧束缚模型，研究了磁场作用下扭曲多层石墨烯的磁量子化和量子霍尔效应.对于大扭转角，构造了布洛赫基紧束缚哈密顿量;对于魔角，采用简化的紧束缚模型。我们广泛地研究了扭曲双层石墨烯和扭曲双层石墨烯的能带结构、朗道能级（LLs）和量子霍尔电导（QHC），以及它们对扭曲角的依赖性。单层石墨烯、Bernal双层石墨烯和扭曲系统的这些关键性质之间的比较被仔细地进行，以突出扭曲所扮演的角色。通过LL波函数的性质，确定了LL间跃迁的唯一选择规则，这对深入理解QHC的阶跃结构至关重要。我们的理论模型为理解外加磁场与多层石墨烯相关的扭曲效应之间的相互作用提供了机会。
2022-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Analytical Tight-binding Approach for Ballistic Transport through Armchair Graphene Ribbons: Exact Solutions for Propagation through Step-like and Barrier-like Potentials
基于紧束缚近似，我们给出了扶手椅型石墨烯带中电子的波函数和传播速度的解析解。导出的表达式用于计算通过阶梯状和势垒状电位的透射系数。我们的解析解预测了一种新的传输共振的单模传输在半导体带。与石墨烯中的克莱因悖论相反，这种方法表明无隙模式的背散射是可能的。与高阶$\bf{k\cdot p}$方法一致，在低能极限下，背散射几率随外加势的平方变化。我们还表明，通过一个潜在的台阶扶手椅带中的无隙模式传播可以描述为相同的通过步骤的关系，为一个undimerized一维链相同的原子。
2008-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Silicane and germanane: tight-binding and first-principles studies
本文采用第一性原理和紧束缚模型研究了二维硅烯和锗烯的氢化衍生物硅烷和锗烷。我们发现，材料是稳定的独立形式，分析的轨道组成，并推导出一个紧束缚模型，使用第一性原理计算，以适应参数。
2014-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An accurate tight binding model for twisted bilayer graphene describes topological flat bands without geometric relaxation
作者开发了精确的局部环境紧束缚模型（LETB）拟合DFT参数，发现扭曲双层石墨烯的魔幻角降至约0.99°，并证明无需晶格弛豫即可在孤立平带中涌现脆弱拓扑。
2021-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
$\textit{Ab initio}$ four-band Wannier tight-binding model for generic twisted graphene systems
新出现的扭曲石墨烯体系如扭曲双层石墨烯（TBG）、扭曲双层石墨烯（TDBG）和扭曲三层石墨烯（TTG）引起了广泛的理论关注。因此，建立一个简单、准确的系统模型对于进一步的研究具有重要意义。在这里，我们构造了一般小扭曲角扭曲石墨烯系统的自适应局域Wannier函数和相应的$\textit{ab initio}$最小两谷四带有效紧束缚模型.这种双谷模型避免了单谷模型中脆弱拓扑所造成的Wannier障碍。引入实空间谷算子来明确描述谷$U_{v}\left(1\right)$对称性。每个Wannier轨道都呈现出一种特殊的三峰形式，其最大值位于AA点，中心位于AB或BA点。给出了一个扩展的哈伯德模型，并给出了有关参数的显式表达式。我们提供了一种方法来系统地建立通用扭曲石墨烯系统的Wannier紧束缚模型。我们的模型为进一步研究这些系统中的多体效应提供了坚实的基础。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain engineering on graphene towards tunable and reversible hydrogenation
石墨烯具有二维几何结构和独特的结构-性能关系，是分子传感和储氢应用的极端材料。在这封信中，石墨烯的氢化在机械变形和电子构型之间的相互耦合的程度上进行了讨论。我们的第一性原理计算表明，氢化和外加应变显著改变了石墨烯的原子结构、结合能、力学和电子性质.在10%的面内应变下，氢原子在石墨烯上的结合能在对称相和反对称相分别提高了53.89%和23.56%。此外，对称束缚的氢原子在压缩下的不稳定性表明了氢的可逆存储方法。在反对称相中，氢的结合破坏了石墨烯的sp2特性，这可以在拉伸应变下部分恢复。基于电荷密度的分析揭示了下划线机制。这里报道的结果提供了一种方法，不仅可以以可控和可逆的方式调节氢在石墨烯上的结合，而且还可以通过机械负载和氢掺杂的协同控制来设计石墨烯的性质。
2009-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tight-binding terahertz plasmons in chemical vapor deposited graphene
包括石墨烯和亚波长金属光栅的晶体管结构对于等离子体激元增强的太赫兹检测具有很大的希望。尽管有相当多的理论研究，但到目前为止，在这种结构中几乎没有发现太赫兹等离子体激元的实验证据。在这里，我们报告了在石墨烯绝缘体光栅结构中使用傅里叶变换光谱在5-10太赫兹范围内的等离子体激元的实验研究。即使在具有低载流子迁移率$\sim 10^3$ cm $^2$ /（Vs）的化学气相沉积（CVD）石墨烯中，等离子体共振在Drude吸收背景之上也是清晰可见的。我们认为，等离子体激元寿命是弱敏感的散射晶界和宏观缺陷，限制了CVD样品的流动性。在将光栅放置在石墨烯附近时，等离子体激元场变得紧密地束缚在金属条下方，而谐振频率由条宽度而不是光栅周期确定。我们的研究结果打开了大面积商用石墨烯共振太赫兹探测器的前景。
2018-12-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Optical matrix elements in tight-binding models with overlap
我们研究了经验紧束缚模型中轨道重叠对光学矩阵元的影响。经验紧束缚模型假设（类原子）状态的正交基和忽略原子内部分的对角坐标算子。结果表明，从一个原子的基础，这是不正交的，正交化过程中诱导的坐标算子的原子内矩阵元和扩展的有效哈密顿量的范围。我们分析了简单的紧束缚模型，表明非正交性在光学矩阵元中起着重要的作用。此外，该程序给出了Boykin [Phys. Rev \textbf{B} 57，1620（1998）]为了描述在经验紧束缚模型中被忽略的Dresselahaus项而引入的最近邻自旋轨道相互作用的形式证明。
2005-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonorthogonal tight-binding model for hydrocarbons
碳氢化合物的非正交紧束缚模型的参数推导出的基础上的最佳协议之间的计算值和实验值的键长和结合能为不同的分子CnHm的标准。所得结果可供工程应用。例如，在一个实施例中，研究碳纳米结构吸氢动力学，模拟立方烷C8H8等碳氢团簇的动力学。
2009-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Construction of optimized tight-binding models using \textit{ab initio} Hamiltonian: Application to monolayer $2H$-transition metal dichalcogenides
本文提出了一种基于原子轨道的优化紧束缚模型，通过截断全DFT哈密顿量并减少能带结构的定量偏差，精确重现了单层$2H$过渡金属硫族化合物的局部电子性质和自旋相关性质。
2024-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic and optical properties of graphene antidot lattices: Comparison of Dirac and tight-binding models
石墨烯的电子性质可以通过在周期性图案中引入穿孔（反点）而从半金属变为半导体。这种石墨烯反点晶格（GAL）的性质以前已经使用原子模型进行了研究，这对于大型结构来说非常耗时。我们提出了一个连续介质模型，使用狄拉克方程（DE）来描述的电子和光学性质的GAL。狄拉克模型的优点是计算时间不依赖于结构的大小，并且结果是可扩展的。此外，使用DE的带隙的近似。狄拉克模型进行了比较，最近邻紧束缚（TB），以评估其准确性。延伸的锯齿形区域引起局部边缘状态，而扶手椅边缘不。我们发现，狄拉克模型是在定量协议与TB的GAL没有边缘状态，但偏离反点与大Z字形区域。
2014-04-29 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Tight-binding description of inorganic lead halide perovskites in cubic phase
针对无机卤化铅钙钛矿能带结构特性，提出基于sp3d5s*基组的标准经验紧束缚模型，实现了与DFT计算的高精度拟合，为低成本原子级模拟钙钛矿纳米结构提供了有效方法。
2021-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tight-binding study of interface states in semiconductor heterojunctions
在紧束缚模型下研究了突变半导体异质结中的局域界面态。其目的是提供一个微观的基础上的包络函数近似的两带模型的基础上类似的研究结果。在二维描述中，紧束缚哈密顿量被构造成使得两带模型的类狄拉克体谱在连续极限恢复。异质结中的局部化状态示出的条件下发生的两个带模型的等效。特别是，浅的界面状态被确定在非反转结相交的体色散曲线。作为一个具体的例子，GaSb-AlSb异质结被认为是。在紧约束描述下分析了包络函数逼近的匹配条件。
2001-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic shells of Dirac fermions in graphene quantum rings in a magnetic field
我们提出的紧束缚计算的结果表明存在的狄拉克费米子的简并电子壳在狭窄的，电荷中性的石墨烯量子环。我们预言了在有限磁场下简并的消除。我们表明，使用紧密结合和配置相互作用的方法相结合，通过用额外的电子填充石墨烯环，这种具有半填充壳的碳基结构获得有限的磁矩。
2009-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An exactly solvable tight-binding billiard in graphene
本文研究石墨烯中三角Hückeloid台球模型，通过类Lamé波叠加构造给出任意尺寸锯齿边等边三角形的精确波函数、本征值、简并度与边缘态，并讨论其与triangulene等分子模型的联系。
2025-02-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
