A tunable Fabry-Pérot quantum Hall interferometer in graphene
量子霍尔边缘通道的电子干涉法有望探测和利用非阿贝尔任意子的奇异交换统计。然而，在半导体异质结构中，量子霍尔干涉测量已被证明具有挑战性，并且经常被充电效应所掩盖。在这里，我们表明，高迁移率单层石墨烯配备了一系列的栅极可调量子点接触，作为电子分束器提供了一个模型系统来执行法布里-珀罗量子霍尔干涉。我们观察到高能见度Aharonov-Bohm干扰免费的充电效果和广泛的可调通过静电门控或磁场，在显着的协议与理论。在温度为$0.02$ K时的相干长度为$\mathbf{10 \,μm}$，使我们能够进一步实现相干耦合的双法布里-珀罗干涉术。我们的结果为量子霍尔干涉术和利用拓扑激发进行量子计算开辟了一条新的途径。
2021-05-03 cond-mat.mes-hall
Probing the Potential Profile of Twisted Bilayer Graphene via Fabry-Pérot Interference
Chulalongkorn University（朱拉隆功大学）；AGH University of Krakow（克拉科夫 AGH 科技大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；National Cheng Kung University（国立成功大学）
本研究利用法布里-珀罗干涉探测大角度扭曲双层石墨烯的电势分布，通过分析干涉图样和磁输运测量确定了器件中局域掺杂形成的隐藏腔特征，证明干涉光谱学可作为探测弹道器件局域缺陷的简便方法。
2026-07-31 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm oscillations in bilayer graphene edge state Fabry-Pérot interferometers
基本激发的电荷和交换统计表现在量子相干振荡中，可以在干涉测量中探索。量子霍尔干涉仪是揭示二维系统中分数和非阿贝尔任意子的非常规量子统计的主要工具，后者是拓扑量子计算的基础。石墨烯干涉仪提供了新的途径来探索奇异激发的物理，由于其相对较小的充电能量和尖锐的限制电位。双层石墨烯具有真正的带隙，以促进量子限制的形成，并表现出最强大的偶数分母分数量子霍尔态，可以容纳非阿贝尔任意子。在这里，我们提出了一个分裂门控双层石墨烯法布里-珀罗干涉仪的设计和制造和实验证据Aharonov-Bohm干涉在多个整数量子霍尔态。该设备的多功能性使我们能够研究各种各样的情况下，确定边缘状态的速度，并评估干涉仪的失相机制。这些结果为在这个有前途的设备平台上寻求非阿贝尔统计铺平了道路。
2022-07-12 cond-mat.mes-hall
Fabry-Pérot resonances in a graphene/hBN Moiré superlattice
虽然Fabry-Pérot共振和Moiré超晶格在六方氮化硼（hBN）上的石墨烯中得到了深入研究，但这两种效应尚未讨论它们的共存。在这里，我们研究的FP振荡的弹道pnp结的存在和不存在的莫尔超晶格。首先，我们解决的FP共振的可见性上的约束势的平滑度的效果，并仔细映射的FP腔的大小的演变作为密度的函数，在没有超晶格的情况下，腔的内部和外部的腔，当腔是由定期pn结绑定。使用具有莫尔超晶格的样品，我们接下来表明FP腔也可以由模拟pn结的界面形成，但由于超晶格而通过卫星狄拉克点定义。我们仔细分析了FP共振，这可以提供洞察由于超晶格的带重建。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Beating Fabry-Pérot interference pattern in a magnonic scattering junction in the graphene quantum Hall ferromagnet
研究石墨烯量子霍尔铁磁体中 $ν=-1|0|-1$ 磁子结的Fabry-Pérot干涉，发现极化基态下不同模式干涉产生拍频图样，为揭示低能各向异性提供依据。
2024-09-21 cond-mat.mes-hall
Fabry-Pérot interference in gapped bilayer graphene with broken anti-Klein tunneling
报道了在双栅双层石墨烯器件中栅腔电导中法布里-珀罗干涉的实验观察。高质量的BLG薄片，结合两个六方氮化硼层之间的封装提供的设备的电气鲁棒性，使我们能够观察弹道相位相干传输通过$1$ μ m长的腔。我们确认所观察到的干涉图案的起源，通过比较紧束缚计算占门可调带隙。实验与理论之间的良好一致性，无需调整参数，进一步验证了我们的设备中存在间隙。间隙被示出为破坏电子以垂直入射穿过势垒的完美反射（反克莱因隧穿）。破碎的反克莱因隧穿意味着Berry相，这是发现随栅极电压变化，总是涉及FP振荡，而不管磁场，与单层石墨烯形成鲜明对比。
2014-09-30 cond-mat.mes-hall
Fabry-Pérot resonances and a crossover to the quantum Hall regime in ballistic graphene quantum point contacts
我们报告了在石墨烯器件中观察到的量子输运和干涉，该石墨烯器件与一对分裂栅极连接以形成静电定义的量子点接触（QPC）。在低磁场区，由于顶栅形成的np 'n（pn' p）腔，电阻表现出法布里-珀罗（FP）共振。在高磁场下的量子霍尔（QH）机制中，边缘态控制了这种现象，呈现出一种独特的条件，即沿着pn结的电子和空穴的边缘通道充当单色光束的固态模拟。我们观察到在具有不同温度的磁场下弹道石墨烯QPC中从FP到QH区域的交叉。特别地，QH效应的崩溃被阐明为磁场减小。我们的高迁移率石墨烯器件能够观察到高达几十开尔文的这种量子相干性效应。该器件可作为未来电子量子光学器件的关键元件之一。
2019-01-18 cond-mat.mes-hall
Fabry-Pérot cavities and quantum dot formation at gate-defined interfaces in twisted double bilayer graphene
莫尔材料所表现出的丰富和静电可调的相图使其成为承载单一材料多用途设备的合适平台。要设计这样的设备，了解电子传输和定位在静电定义的接口是至关重要的。然而，关于源自莫尔晶格的能带结构和电势梯度之间的相互作用如何影响电子约束，人们知之甚少。在这里，我们静电定义了一个腔横跨扭曲的双层石墨烯样品。我们观察到两种Fabry-Pérot振荡。第一个，独立的电荷极性，源于限制之间的分散带/平带界面的电子。第二个原因是调谐到不同平带的区域之间的结。当调整跨器件的面外电场时，我们观察到传输中的库仑阻塞共振，这是强电子约束的指示。从共振态的栅极、磁场和源漏电压依赖性，我们得出量子点形成于法布里-珀罗腔的界面处。我们的研究结果构成了第一步，更好地理解界面现象的单晶莫尔装置。
2021-07-29 cond-mat.mes-hall
Klein tunneling degradation and enhanced Fabry-Pérot interference in graphene/h-BN moiré-superlattice devices
本文利用原子级模拟研究了 h-BN 莫尔超晶格对石墨烯输运特性的影响，发现大不对齐角下 Klein 隧穿得以保持，而近乎对齐时 Klein 隧穿显著退化，同时出现强 Fabry-Pérot 干涉和非线性 I-V 特性，并提出 P-N 界面平滑度工程可作为改进输运特性的潜在途径。
2023-11-15 cond-mat.mes-hall
Quantum transport across normal-superlattice-normal graphene junctions: Fabry-Pérot interference, Hofstadter butterfly, and supersnake states
National Cheng Kung University（國立成功大學）；AGH University（AGH科學技術大學）；National Formosa University（國立虎尾科技大學）；University of Regensburg（雷根斯堡大學）
本研究模拟门定义的石墨烯超晶格结，发现法布里-珀罗干涉、霍夫施塔特蝴蝶谱及新型超蛇态，证明该结是承载多种输运机制的多功能平台。
2026-09-18 cond-mat.mes-hall
Edge channels in a graphene Fabry-Perot interferometer
本文通过量子力学计算研究石墨烯法布里-珀罗干涉仪中边缘通道空间结构对电子磁输运的影响，揭示了不同干涉仪制备方式导致的输运特性差异及阿哈罗诺夫-玻姆振荡模式。
2023-10-21 cond-mat.mes-hall
Aharonov Bohm Effect in Graphene Fabry Pérot Quantum Hall Interferometers
量子干涉仪是探测不可分辨粒子的波动性质和交换统计的有力工具。特别感兴趣的是由量子霍尔效应（QHE）的手性一维（1D）边缘通道形成的干涉仪，其引导电子而不耗散。使用量子点接触（QPC）作为分束器，这些1D通道可以分裂和重组，从而实现带电粒子的干涉。这种量子霍尔干涉仪（QHI）可以用来研究任意准粒子的交换统计。在这项研究中，我们开发了一个强大的QHI制造技术在范德瓦尔斯（vdW）材料，并实现了基于石墨烯的法布里-珀罗（FP）QHI。通过仔细的异质结构设计，我们能够测量纯Aharonov-Bohm（AB）干涉效应的整数QHE，一个主要的技术挑战，在有限尺寸FP干涉仪。我们发现，整数边缘模式表现出高的可见度干扰，由于相对较大的速度和长的相位相干长度。我们的具有可调QPC的QHI为vdW材料的干涉仪研究提供了一个通用平台，并使未来的分数QHE实验成为可能。
2020-08-27 cond-mat.mes-hall
Quantum and classical confinement of resonant states in a trilayer graphene Fabry-Perot interferometer
少层石墨烯的出现产生了一个新的二维系统家族，该系统具有由相对论量子力学控制的新兴电子特性。多层碳亚晶格赋予了电子波函数赝自旋，相对论电子自旋的晶格模拟，而多层结构导致电场效应可调谐的电子带。在这里，我们使用这些属性来实现巨大的电导振荡弹道三层石墨烯法布里-珀罗干涉仪，这是由于通过静电势垒下的共振束缚态的相位相干传输。我们通过选择性地将这些状态与引线解耦来掩盖这些状态，从而通过非共振状态进行传输并抑制巨振荡。隐形可以通过两种方法来实现，一种是经典的，用磁场操纵准粒子动量，另一种是量子力学的，通过局部改变载波波函数的赝自旋特征。我们的研究结果说明了三层石墨烯作为电子光学和赝自旋电子学的通用平台的独特潜力。
2012-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Interference in Graphene Nanoconstrictions
我们报道了量子干涉效应在化学气相沉积石墨烯纳米收缩的电导制造使用反馈控制电燃烧。所观察到的多模法布里-珀罗干涉可以归因于在通道内的潜在步骤处的反射。观察到尖锐的反共振特征与Fano线的形状。理论模型表明，这些法诺共振是由于压缩，耦合到离域状态，也引起了法布里-珀罗干涉图案内的本地化状态。这项研究为石墨烯纳米收缩中两种基本形式的量子干涉之间的相互作用提供了新的见解。
2016-09-07 cond-mat.mes-hall
Dry transfer method for suspended graphene on lift-off-resist: simple ballistic devices with Fabry-Pérot interference
我们展示了一个清洁的悬浮结构的制造方案，使用化学气相沉积生长的石墨烯和剥离抗蚀剂涂层基板上的干转移方法，以促进悬浮石墨烯纳米电子器件的技术应用。它包括可扩展制造的需求以及由于与环境的弱耦合而导致的超快响应。所制造的器件最初表现出弱场效应响应，具有实质性的正（$p$）掺杂，其在4开尔文温度下电流退火后转变为弱负（$n$）掺杂。随着退火电流的增加，$n$掺杂逐渐减少，而狄拉克峰的位置接近零的栅极电压。观察到$9\times10^8 \mathrm{ \ cm^{-2}}$的超低残余电荷密度和$1.9 \times 10^5 \mathrm{\ cm^2/Vs}$的迁移率。我们的样品显示出明显的法布里-珀罗（FP）电导振荡，这表明弹道电子输运。FP振荡的间距被发现取决于电荷密度的方式，同意与理论建模的基础上的狄拉克粒子的克莱因隧穿。超低的残余电荷、具有密度依赖周期的FP振荡以及高迁移率证明了我们的悬浮石墨烯器件的优异品质。由于其简单性，可扩展性和鲁棒性，这种制造方案提高了生产悬浮的，高质量的，二维材料结构的可能性，用于新的电子应用。
2019-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low Magnetic Field Regime of a Gate-Defined Constriction in High-Mobility Graphene
我们报告了在增加磁场时，通过高迁移率石墨烯器件中的栅极限定的收缩从弹道输运到量子霍尔制度的相干电子传输的演变。在低场时，电导表现出法布里-珀罗共振，这是由顶部栅区下方形成的npn腔引起的。在对应于等于npn腔长的回旋半径的临界场$B^*$以上，法布里-珀罗共振消失，蛇轨迹被引导通过具有一组特征电导振荡的收缩。进一步增加的磁场，使我们能够探测的朗道能级谱的收缩，由于在鞍势的朗道能级的限制和解除限制的组合失真。数值计算证实了这些观察结果。
2018-12-02 cond-mat.mes-hall
Charge-Transfer Chemical Reactions in Nanofluidic Fabry-P{é}rot Cavities
我们研究了限制在纳米流体法布里-珀罗腔体内的分子群体的化学反应性。由于共振电磁腔模和受限分子的电偶极矩之间产生强烈的光-物质相互作用，形成极化激元。前者通过溶剂的环境振动和旋转自由度来修饰。我们称这种由环境激发云修饰的极化激元为“反应子”，因为它会进一步发生化学反应。我们的特点如何reacton形成修改涉及一个元电荷转移过程的光异构化化学反应的动力学。结果表明，反应驱动力和重组能都受到反应物浓度、真空拉比分裂以及Fabry-P{é}rot腔频率与目标电子跃迁之间的失谐量的光学调制.最后，我们计算了整个光化学反应的超快皮秒动力学。我们预测，尽管存在光学腔损耗和溶剂介导的非辐射弛豫，但可以在最先进的泵-探测实验中发现反应子形成的可测量特征。
2020-10-12 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm interference and the evolution of phase jumps in fractional quantum Hall Fabry-Perot interferometers based on bi-layer graphene
本研究利用双层石墨烯Fabry-Pérot干涉仪，在$ν$=$1 \over 3$分数量子霍尔态下独立调控磁通量与电荷密度，揭示了准粒子的Aharonov-Bohm干涉规律及准粒子增减导致的相位跳变机制。
2024-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrical Transport in High Quality Graphene pnp Junctions
我们制造和研究高品质的石墨烯器件与非接触，悬浮的顶栅，并证明形成的石墨烯pnp结可调的极性和掺杂水平。器件电阻显示出明显的振荡在npn制度，所产生的两个pn接口之间的孔的法布里-珀罗干涉。在高磁场下，我们观察到定义良好的量子霍尔平台，这可以令人满意地符合基于器件的纵横比的理论计算。
2009-07-20 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall nano-interferometer in graphene
量子霍尔边缘态提供了准粒子干涉测量的途径，只要相位相干长度与量子霍尔干涉仪（QHI）尺寸之间的比值足够大。通过缩小QHI面积来最大化这个比率有利于库仑相互作用，削弱了清晰的干扰观测。在这里，我们使用扫描门光谱来探测基于解毒剂的石墨烯纳米QHI中的干涉机制，没有局域态（LS）。一个简单的法布里-珀罗模型，没有库仑相互作用，再现QHI现象，即使在最小的QHI，突出LS的不利作用。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall
Mechanically Controlled Quantum Interference in Graphene Break Junctions
检测和区分量子干涉特征的能力对于基础研究和实现包括电子谐振器、干涉仪和基于干涉的自旋滤波器在内的设备都很重要。与亚波长光学的原理一致，电子的波动性质可以引起各种类型的干涉效应，例如法布里-珀罗共振，法诺共振和阿哈罗诺夫-玻姆效应。量子干涉电导振荡确实已经被预测用于多壁碳纳米管航天飞机和望远镜，并且产生于内外管之间的原子尺度位移。先前关于石墨烯双层的理论工作表明，这些系统可能显示出类似的干涉特征，作为两个片的相对位置的函数。然而，仍然缺乏实验验证。石墨烯纳米收缩体是研究量子输运现象的理想模型系统，由于电子相干性和载流子的横向限制。在这里，我们展示了蝴蝶结形状的纳米收缩与机械控制的断裂结（MCBJ）由单层石墨烯制成的制造。我们发现，它们的电导显示出明显的振荡在室温下，振幅调制超过一个数量级的亚纳米位移的函数。令人惊讶的是，振荡表现出大于石墨烯晶格常数的周期。电荷输运计算表明，周期性起源于两个石墨烯层相互滑动的量子干涉和晶格膨胀效应的组合。我们的研究结果提供了直接的实验观察的法布里-珀罗干涉的电子波，部分反射/透射的石墨烯双层重叠区域的边缘。
2018-10-05 cond-mat.mes-hall
Tailoring coherent charge transport in graphene by deterministic defect generation
本研究通过在石墨烯中确定性引入晶格缺陷作为势垒构建周期性电子法布里-珀罗腔，实现了可在30 K下维持的双极性相干电荷输运，为相干电子器件提供了创新平台。
2024-12-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron interference in ballistic graphene nanoconstrictions
我们已经实现了在SiC台面结构的侧壁上生长的弹道石墨烯纳米带的纳米尺寸收缩。我们设备的高质量允许观察许多电子量子干涉现象。在不同的温度下，通过原位传输测量来探测法布里-珀罗类共振的传输。共振的能量由收缩的尺寸决定，而收缩的尺寸可以使用STM光刻精确控制。测量的电导的温度和尺寸的依赖性与紧束缚计算定量一致。即使在室温下，这些干扰效应也是可见的，这一事实使得所报道的器件作为未来碳基电子器件的构建模块具有吸引力。
2016-05-04 cond-mat.mes-hall
Direct Imaging of Coherent Quantum Transport in Graphene Heterojunctions
我们制作了一个石墨烯p-n-p异质结，并利用弱限制狄拉克准粒子的相干性来解决使用低温扫描门显微镜的潜在散射势。尖端引起的扰动的异质结修改共振散射的条件，使我们能够检测本地化的法布里-珀罗腔从焦点的晕扫描门图像。除了晕体，我们还观察到空间注册的物理边缘的石墨烯。通过量子输运模拟，我们将这些归因于由于静电场的聚焦而形成的细长空腔内的边缘处的修改的共振散射。
2014-08-08 cond-mat.mes-hall
Tunable zero-energy transmission resonances in shifted graphene bilayer
已知石墨烯双层由于其手性而完美地反射垂直入射的电子。这与克莱因隧穿类似，在单层中，克莱因隧穿是在垂直入射下实现完美透射的原因。堆叠缺陷将双层的每个抛物线带交叉变成狄拉克锥对。在这里，我们表明，令人惊讶的是，在一个双层堆叠默认（或移位）可以导致完美的{ \it传输}在正常入射的法布里-珀罗型共振{ \it在零能量}的结果。这些建设性的干扰只发生在狄拉克锥相对于入射电子的特定取向和它们在倒易空间中的分离的量化值。我们的研究结果提供了一种方法来控制透射共振在未掺杂的石墨烯双层结构通过调整层堆叠。
2013-11-15 cond-mat.mes-hall
Higher-order Fabry-Pérot Interferometer from Topological Hinge States
我们提出了一个固有的三维法布里-珀罗型干涉仪，创造了“高阶干涉仪”，利用手征铰链状态的二阶拓扑绝缘体，不能等效地映射到二维空间，因为高阶拓扑。该干涉仪的两端电导中的量子干涉图案不仅可以通过调节强度来控制，而且特别地，可以通过旋转垂直于传输方向施加的磁场的方向来控制。值得注意的是，电导表现出一种特征性的拍频模式，具有相对于场强或方向的多个频率。我们的新型干涉仪提供了可行的和强大的磁输运签名，以探测特定的高阶拓扑绝缘体的铰链状态。
2021-01-21 cond-mat.mes-hall
Geometric interference in a high-mobility graphene annulus p-n junction device
作为施加两个单独的栅极电压的结果，在石墨烯环形PN结器件的电阻中观察到干扰的出现。仔细检查观察到的电阻图案，并且确定由这些图案产生的峰的位置与温度和磁场无关。此外，这些图案不能归因于Aharonov-Bohm振荡、结处的法布里-珀罗干涉或莫尔电位。器件的数据进行了比较与传统的霍尔条的几何形状，以及与量子输运模拟数据制造的另一个设备。由于这两种设备属于不同的拓扑类，因此在相应的测量数据中观察到的细微差异表明，所观察到的几何干涉图案最有可能的来源是量子疤痕。
2021-12-29 cond-mat.mes-hall
Beating oscillation and Fano resonance in the laser assisted electron transmission through graphene δ- function magnetic barriers
从理论上研究了在单色、线偏振和连续激光场作用下电子通过石墨烯中的一对δ函数磁垒的传输。在非微扰Floquet理论的框架内，使用传输矩阵法计算的传输系数。注意，在存在外部激光场的情况下，通过具有较大势垒间间隔的石墨烯磁势垒的透射中的通常法布里-珀罗振荡采取拍频振荡的形状。激光辅助透射光谱也被发现表现出的特征Fano共振（FR）为较小的值的势垒间的分离。通过改变激光场的强度，可以控制拍频振荡中完美波节的出现和非对称Fano线的形状。上述特征可以提供关于光-物质相互作用的一些有用和潜在的信息，并且可以在基于石墨烯的光电子器件应用中利用。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall
A corner reflector of graphene Dirac fermions as a phonon-scattering sensor
狄拉克费米子光学利用了手性费米子穿过由高透明度pn结定义的光学激发的克莱因隧道势垒的折射。我们考虑角反射器（CR）的几何光学或雷达。我们制造狄拉克费米子CR使用底栅定义的障碍hBN封装的石墨烯。通过抑制多次内反射后的透射，CR对微小的声子散射率敏感。我们报告掺杂独立CR传输定量协议与一个简单的散射模型，包括热声子散射。作为一个新的签名的CR，我们观察到法布里-珀罗振荡在低温下，与单路反射一致。最后，我们展示了高频操作，促进CR作为快速声子探测器。我们的工作建立了狄拉克费米子光学在石墨烯中的相关性，并为其在拓扑狄拉克物质中的实现开辟了道路。
2019-01-08 cond-mat.mes-hall
Resonant single-parameter pumping in graphene
我们提出了非绝热单参数泵浦的弹道石墨烯场效应晶体管的结果。我们研究如何从交流驱动的顶栅散射导致直流充电电流从源极到漏极的不对称设置所造成的几何形状的设备或不同的掺杂的引线。在Landauer-Büttiker算子形式中，使用Floquet散射矩阵方法计算电荷电流。我们挑出两个机制有助于泵浦电流：法布里-珀罗干涉在开放的通道和准基态共振散射通过封闭的通道。我们确定两个不同的参数制度的基础上的准基态散射机制：高和低掺杂的接触相比，交流驱动器的频率。我们发现，后者政权的结果在一个更强的峰值泵浦电流。我们将讨论如何背栅电位和温度依赖性可以用来改变泵浦电流的方向，作为一个开关操作的设备。
2017-05-15 cond-mat.mes-hall
DFT Simulations of Inter-Graphene-Layer Coupling with Rotationally Misaligned hBN Tunnel Barriers in Graphene/hBN/Graphene Tunnel FETs
范德华异质结构允许新颖的器件，例如二维到二维隧道器件，例如层间隧道FET。这些器件采用沟道/隧道势垒/沟道几何形状。然而，在这些多层材料的逐层剥离期间，旋转未对准是正常的，并且可能实质上影响器件特性。在这项工作中，通过使用密度泛函理论的方法，我们认为减少隧道由于削弱耦合之间的沟道层和隧道势垒的旋转错位的界面。作为一个原型系统，我们模拟了石墨烯/hBN/石墨烯系统中对准沟道层之间的隧道势垒层的旋转未对准的影响。我们发现，在这个范德华异质结构的沟道层和隧道势垒之间的旋转错位可以显着减少沟道之间的耦合，具体地说，通过减少跨沟道和隧道势垒之间的界面的耦合。石墨烯/hBN/石墨烯与hBN未对准的这种减弱的耦合可能与所有这样的范德华异质结构相关。
2016-10-07 cond-mat.mes-hall
A realistic quantum capacitance model for quantum Hall edge state based Fabry-Pérot interferometers
在这项工作中，经典和量子电容计算的法布里-珀罗干涉仪工作在整数量子化霍尔制度。我们首先考虑一个旋转对称的静电约束电位和获得的宽度和空间分布的绝缘（不可压缩）圆形带使用的电荷密度分布源于自洽计算。通过对由金属栅和不可压缩/可压缩带组成的电容电路的建模，研究了电导振荡中反映的Aharonov-Bohm（量子力学相位相关）和库仑阻塞（电容耦合相关）效应的条件.在最后一步，我们解决薛定谔方程和泊松方程自洽的数值方式考虑到现实的实验几何。我们发现，描述电导振荡无论是Aharanov-Bohm或库仑阻塞强烈依赖于样品的性质也比大小，因此，确定这些振荡的起源需要进一步的实验和理论研究。
2016-10-11 cond-mat.mes-hall
Ballistic graphene Josephson junctions from the short to the long regime
我们研究了由封装的石墨烯/氮化硼异质结构制成的弹道约瑟夫森结的临界电流$I_C$。我们观察到一个交叉从短到长的结制度，作为设备的长度增加。在长弹道接头中，发现$I_S$按$\propto \exp(-k_bT/δE)$缩放。提取的能量$δE$是独立的载流子密度和弹道腔的水平间距成正比，从结正常电阻的法布里-珀罗振荡确定。作为$T\rightarrow 0$，长（或短）结的临界电流在由$δE$（或$Δ$）和结的横模数的乘积确定的水平处饱和。
2016-10-11 cond-mat.mes-hall
Hard and soft phase slips in a Fabry-Pérot quantum Hall interferometer
本文研究了单层石墨烯量子霍尔干涉仪中的相位滑移，发现准粒子平衡时间可长达数分钟，并利用多栅极几何结构区分了体“液滴”均匀耦合与缺陷位点局部耦合的两类相位滑移。
2025-09-11 cond-mat.mes-hall
Current-phase relation of ballistic graphene Josephson junctions
约瑟夫森结（JJ）的电流-相位关系（CPR）决定了超导电流随结内超导相位差的变化规律。了解CPR对于了解JJ对各种外部参数的反应至关重要。尽管对超洁净封装的石墨烯JJ的兴趣越来越大，但这种结的CPR仍然未知。在这里，我们使用完全门可调的石墨烯超导量子干涉器件（SQUID）来确定弹道石墨烯JJ的CPR。SQUID中的两个JJ中的每一个都是由封装在六方氮化硼中的石墨烯制成的。通过独立控制JJ的临界电流，我们可以在对称或非对称配置中操作SQUID。高度不对称的SQUID允许我们对其中一个JJ进行相位偏置，从而直接获得其CPR。CPR被发现是偏斜的，显著偏离正弦形式。偏斜度可以用栅极电压来调谐，并且与弹道石墨烯腔的法布里-珀罗电阻振荡反相振荡。我们比较我们的实验与紧束缚计算，其中包括现实的石墨烯超导体界面，并找到一个很好的定性协议。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall
Quantum charge pumping in graphene-based devices: When lattice defects do help
量子电荷泵，量子相干产生的直流电流在零偏置通过时间相关的电位，提供了杰出的机会，计量和新器件的发展。石墨烯的长电子相干时间和高质量的晶体结构可以为这种量子泵提供合适的构建块。在这里，我们专注于通过石墨烯纳米带在法布里-珀罗制度的绝热量子泵浦突出缺陷的关键作用，通过使用原子模拟。我们发现，即使是一个单一的缺陷添加到原始结构可能会产生两个数量级的增加，在泵送的电荷。
2013-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy study of rotated double-layer graphene: Misorientation-angle dependence of electronic structure
我们对非常规堆叠的双层石墨烯进行了系统的拉曼光谱研究，发现其光谱强烈依赖于层间的相对旋转角。石墨烯2D和G峰的位置、宽度和强度的旋转相关趋势通过实验建立并从理论上解释。我们的理论分析表明，电子能带结构的变化，由于层间相互作用，如旋转角度相关的范霍夫奇异性，是负责所观察到的光谱特征。我们的实验和理论研究相结合，提供了一个更深入的了解旋转双层石墨烯的电子能带结构，并导致一个实用的方法来识别和分析的旋转角度的错位双层石墨烯。
2012-05-11 cond-mat.mes-hall
Resonant Terahertz Detection Using Graphene Plasmons
等离子体激元，电子系统的集体振荡，可以有效地耦合光和电流，因此可以用于创建亚波长光电探测器，辐射混合器和片上光谱仪。尽管付出了相当大的努力，但已经证明实现在太赫兹频率下操作的等离子体器件具有挑战性。能够满足这一挑战的材料是石墨烯，因为它支持长寿命的电可调等离子体。在这里，我们展示了等离子体辅助共振检测太赫兹辐射的天线耦合石墨烯晶体管，作为两个等离子体法布里-珀罗腔和整流元件。通过使用栅极电压改变等离子体速度，我们在多个谐振模式之间调谐我们的检测器，并利用此功能来测量双层石墨烯中的等离子体波长和寿命，以及探测其莫尔迷你带中的集体模式。我们的设备为进一步的等离子体研究提供了方便的工具，这些研究在非环境条件下（例如低温和强磁场）通常非常困难，并为各种光子应用提供了可行的途径。
2018-11-27 cond-mat.mes-hall
Scattering of surface plasmon-polaritons in a graphene multilayer photonic crystal with inhomogeneous doping
考虑了表面等离子体激元-极化激元沿掺杂石墨烯片叠层的传播。这个辅助问题用于讨论：（i）这种模式在堆叠和真空之间的界面处的散射;（ii）在电子掺杂突变的界面处的散射。然后将形式主义扩展到{ \it障碍问题}。在该系统中，发现了等离子体激元模式的丰富物理，显示：全反射，全透射，法布里-珀罗振荡，和光子模式的耦合。
2016-04-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ballistic interferences in suspended graphene
石墨烯是一种二维（2D）碳同素异形体，其原子排列在蜂窝晶格中。这种二维晶体中的低能电子激发由无质量的狄拉克费米子描述，狄拉克费米子具有类似于光子的线性色散关系。利用这种类似光学的电子动力学，已经提出了用于工程弹道石墨烯中的电子的通用光学元件，如透镜、分束器和波导。这些元件的调谐依赖于在限定区域中调整载流子浓度的能力，包括创建相反电荷的双极区域（p-n区域）的可能性。然而，弹道输运和复杂静电门控的结合仍然具有挑战性。在这里，我们报告的制造和表征的完全悬浮的石墨烯pn结。通过局部静电选通，可以定义谐振腔，从而在单极和双极区中产生复杂的法布里-珀罗干涉图案。所观察到的电导振荡的幅度说明了在超过1微米的长距离上弹道传播的电子的量子干涉。我们还证明了在p-n界面处的Klein准直增强了干涉图样的可见性。这一发现为更复杂的门控弹道石墨烯器件铺平了道路，并使石墨烯中的电子光学更接近现实。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall
RFSoC-based radio-frequency reflectometry in gate-defined bilayer graphene quantum devices
本文提出基于RFSoC测量架构在门定义双层石墨烯量子器件中实现射频反射测量，通过栅极电压控制实现法布里-珀罗干涉仪和量子点操作，为高带宽测量与可扩展量子器件的集成提供了优化途径。
2025-02-21 cond-mat.mes-hall
Negative Differential Resistance in Boron Nitride Graphene Heterostructures: Physical Mechanisms and Size Scaling Analysis
六方氮化硼（hBN）作为开发下一代石墨烯基电子器件的绝缘体和衬底材料正引起越来越多的关注。在本文中，我们研究了由几个原子层厚的hBN膜夹在石墨烯纳米电极之间的异质结构中的量子输运。我们展示了一个栅极可控的垂直晶体管，表现出强的负微分电阻（NDR）效应与多个谐振峰，这对各种器件尺寸保持明显。我们发现两种不同的机制，负责NDR，取决于栅极和施加的偏压，在同一个设备。第一种机制的起源是类Fabry-Pé干涉，第二种机制的起源是当电极的Dirac点对齐时的面内波矢匹配。hBN层可以引起电流-电压特性的不对称性，其可以通过施加的偏压进一步调制。我们发现，电子-声子散射引入退相干，因此抑制第一机制，而第二机制保持相对不受影响。我们还表明，NDR功能是可调的，通过不同的设备尺寸。具有多个共振峰的NDR特征，结合超快的隧穿速度，为石墨烯-hBN-石墨烯异质结构在高性能电子学中提供了前景。
2015-06-26 cond-mat.mes-hall
Tuning a Circular p-n Junction in Graphene from Quantum Confinement to Optical Guiding
无质量的Dirac电子在石墨烯中的运动模拟了光子的传播。这使得有可能用基于几何光学的组件来控制电荷载流子，并导致了全石墨烯电子光学平台的提议。从器件尺寸到纳米尺度的可能性产生的一个悬而未决的问题是如何访问和理解从光输运到量子限制的转变。在这里，我们报告的实现圆形pn结，可以连续调谐从纳米尺度，其中量子效应是占主导地位的，到微米尺度的光导接管。我们发现，在纳米尺度的结电子被困在类似于原子崩溃在超临界电荷的状态。随着结尺寸的增加，向光导的过渡是通过回音壁模式和法布里-珀罗干涉的出现来表示的。跨越量子限制和光导之间的交叉的可调谐结的创建为控制电子输运的新颖设计架构铺平了道路。
2017-05-20 cond-mat.mes-hall
Electron transmission through a periodically driven graphene magnetic barrier
从理论上研究了外加时谐标量势作用下电子通过石墨烯磁垒的动力学输运。在非微扰Floquet理论的框架下，利用传输矩阵法计算了透射系数。时间相关的标量位被发现抑制通常的法布里-珀罗振荡发生在通过一个恒定的矢量势垒（对应于两个相反方向的δ函数磁势垒）的传输。两种类型的非对称Fano共振（FR）的注意和讨论的窄势垒结构。其中之一是由于振荡模式，而另一个是由于电子波在势垒内的倏逝模式。与此相反，振荡场有利于矩形磁势垒结构的传输，也表现出FR由于在势垒内部的束缚态的存在。特征法诺线的形状可以通过改变振荡电位的振幅来调节。这种FR的检测提供了一个有效的工具，用于识别的准束缚和倏逝扩展状态的障碍内没有在文献中报道，到目前为止，对于石墨烯磁势垒结构的情况下。
2016-09-21 cond-mat.mes-hall
Analytical Treatment of Noise-Suppressed Klein Tunneling in Graphene with Possible Implications for Quantum-Dot Qubits
Chouaïb Doukkali University（舒艾布·杜卡利大学）
本文研究了噪声对 Klein 隧穿的抑制作用，通过将随机动力学映射为等效的 Lindblad 方程，揭示了噪声对电子输运的调控机制，为 graphene 设备设计提供了新思路。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall
Common-Path Interference and Zener Tunneling in Bilayer Graphene p-n Junctions
干涉和隧穿是两种典型的量子效应，通常被认为是量子力学的阴阳：粒子同时沿着几条不同的经典路径传播，而粒子通过一条最小作用路径穿透经典不可到达的区域。在这里，我们证明了石墨烯中的狄拉克准粒子提供了一个戏剧性的偏离这种范式。我们发现，齐纳隧道在带隙双层石墨烯（BLG），这支配通过p-n异质结的运输，表现出共同的路径干扰下发生的隧道势垒。由于BLG能带结构所特有的对称性，干扰隧穿路径形成“共轭对”，从而引起传输中的高对比度振荡，作为栅极可调带隙和结的其他控制参数的函数。共路干涉仅仅是由于向前传播的波;与共振隧穿结构中的法布里-珀罗型干涉相反，它不依赖于多次反向散射。振荡在结I-V特性中表现为具有负微分电导率的N形分支，从而能够实现具有电子半导体器件中不可用的架构的新的高速有源电路器件。
2011-09-17 cond-mat.mes-hall
Symmetry breaking in commensurate graphene rotational stacking; a comparison of theory and experiment
以Bernal构型（片之间相对旋转60度）堆叠的石墨烯在电子上不同于孤立的石墨烯，这是由于由两个石墨烯晶胞原子中的仅一个之间形成的层间键引入的对称性破缺。各种各样的实验表明，非伯纳尔旋转恢复了这种对称性的破坏;因此，这些堆叠品种一直是密集的理论兴趣的主题。大多数理论预测能带结构的实质性变化，范围从范霍夫奇点的发展和角度相关的电子局域化，导致费米速度变为零，因为片之间的相对旋转角变为零。在这项工作中，我们通过直接测量表明，非Bernal旋转保持石墨烯对称性，由于有效层间耦合弱，只有很小的扰动。我们既没有发现范霍夫奇点，也没有发现费米速度的任何显著变化。这些结果表明，在我们目前的理论理解这种材料的能带结构的起源的重大问题。
2010-12-02 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
Electron optics with dirac fermions: electron transport in monolayer and bilayer graphene through magnetic barrier and their superlattices
在这篇综述文章中，我们讨论了最近的进展，研究弹道输运的载流子在石墨烯通过高度不均匀的磁场称为磁势垒结合栅极电压感应静电势。从单磁势垒或双磁势垒的情况开始，我们还回顾了理解电子输运通过这种电磁势垒产生的超晶格的进展，并讨论了实验实现这种系统的可能性。特别强调的是，这种传输与光波通过介质的传播具有交变介电常数的类比。在这个方向上，我们讨论了电子模拟的光学现象，如法布里-珀罗共振，负折射，古斯-汉欣效应，光束准直在这样的系统，并解释这样的类比是如何将是有用的设备生成。讨论了狄拉克费米子能带结构的改变，以及额外狄拉克点的出现，并简要讨论了相对论狄拉克费米子的电场和磁场的相互转换。我们还讨论了这种电磁势垒的影响双层石墨烯在类似的框架。
2013-01-31 cond-mat.mes-hall
Atomic collapse, Lorentz boosts, Klein scattering, and other quantum-relativistic phenomena in graphene
石墨烯中的电子表现为无质量的相对论性狄拉克粒子，为凝聚态物质与高能物理之间的关系提供了新的视角。我们讨论了原子坍缩，一种新的超重原子剥离其离散的能级，这是转变为共振态的状态。石墨烯中的电荷杂质提供了一个方便的凝聚态系统，其中可以探索这种效应。相对论动力学也在另一个系统中表现出来，石墨烯pn结。我们展示了如何在磁场存在下的输运问题可以解决的帮助下的洛伦兹变换，并使用它来研究磁输运在pn结。最后，我们回顾了最近的建议，使用法布里-珀罗共振在p-n-p结构作为车辆调查克莱因散射，相对论动力学的另一个标志性现象。
2008-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum transport at the Dirac point: Mapping out the minimum conductivity from pristine to disordered graphene
石墨烯的最小电导率$σ_\mathrm{min}$的相空间映射使用的朗道理论修改为散射使用费米的黄金法则，以及非平衡格林函数（NEGF）模拟与杂质分布的蒙特卡罗采样。由此产生的“扇形图”跨越了从弹道到不同纵横比（$W/L$）扩散的范围，并有几个惊喜。{The器件纵横比决定了允许多少隧穿（在接触之间），并成为$σ_{min}$从弹道状态演变到扩散状态的主导因素。我们发现$σ_{min}$相对于杂质密度的增加（对于$W/L>1$）或减少（$W/L<1$）趋势，所有都在脏极限处收敛于$128q^2/π^3h\sim 4q^2/h$周围。在扩散极限中，由于来自电荷池的导电模式的增加与来自狄拉克点处的散射的平均透射率的减少之间的精确抵消，{电导率}准饱和。在清洁弹道极限下，计算出的最低模式的电导率显示出令人惊讶的Fabry-Pérot振荡的不存在，与包括双层石墨烯在内的其他材料不同。我们认为，即使在低温下振荡的缺乏是克莱因隧道的签名。
2015-07-05 cond-mat.mes-hall
Optimizing Dirac fermions quasi-confinement by potential smoothness engineering
随着高迁移率封装的石墨烯器件的出现，已经设想并实现了由狄拉克费米子光学支配的新电子部件。电子光学器件的主要组成部分是栅极p-n结，它可以引导、传输和吸收石墨烯载流子，就像光学中的棱镜和透镜一样。反射和透射由pn结的平滑度决定，这是一个在传统器件中难以调谐的参数。在这里，我们创建pn结在石墨烯，使用扫描栅显微镜的极化尖端，产生法布里-珀罗干涉条纹的设备电阻。我们使用尖端到石墨烯的距离控制pn结的平滑度，并使用更平滑的势垒显示出更高的干涉对比度。广泛的紧束缚模拟表明，光滑的势垒诱导一个显着的准限制的狄拉克费米子下的尖端，产生增强的干涉对比度。相反，尖锐的势垒是很好的狄拉克费米子发射器，导致对比度差的干扰。我们的工作强调了结的光滑性对相对论电子光学器件工程的重要性。
2019-11-27 cond-mat.mes-hall
Andreev reflection in ballistic normal metal/graphene/superconductor junctions
我们报道了边缘接触几何结构下正常金属/石墨烯/超导体结中的弹道输运研究。而在正常状态下，我们已经观察到法布里-珀罗共振表明，载流子弹道旅行，超导状态表明，在石墨烯/超导体界面的Andreev反射的影响，这些干扰。我们的实验结果在超导状态下进行了分析和解释与修改Octavio-Tinkham-Blonder-Klapwijk模型考虑到磁对破缺效应和两个不同的界面矫顽力，\textit{i.e.} \，正常金属和石墨烯之间，石墨烯和超导体之间。我们发现，正常的金属/石墨烯界面的透明度强烈变化与掺杂在大规模，而它经历较弱的变化在石墨烯/超导体界面。当在接触附近发生的电荷转移形成空腔时，我们看到传输概率遵循正常状态电导，突出了Andreev过程和电子干涉仪之间的相互作用。
2019-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Landau level diagram and the continuous rotational symmetry breaking in trilayer graphene
在ABA堆叠的三层石墨烯（TLG）中填充因子$ν$ =-6至6之间的第零朗道能级（LL）的顺序是未知的，因为它敏感地取决于ABA堆叠的三层TLG上的不均匀电荷分布。利用量子霍尔数据对电场和磁场的敏感性，在超净ABA堆叠的TLG样品中，我们定量地估计了电场的不均匀性，并确定了第零个LL的序列。我们还观察到一些LL指数相差3的LL之间的反交叉，这是由于三角翘曲破坏了连续旋转到\textit{C} $_3$的对称性。
2018-08-02 cond-mat.mes-hall
