Attraction between topological defects in graphene
通过计算机模拟研究了石墨烯中Stone-Wales拓扑缺陷的相互作用。该模拟揭示了两个缺陷的配置，其能量低于具有两个间隔缺陷的单层的能量。这表明了缺陷之间的吸引力和形成其簇的可能性。吸引力是由于缺陷引起的单层结构的波状变形之间的干扰。在这种情况下，一对缺陷附近的原子的横向位移幅度达到2-3埃。这种由斯通-威尔士缺陷引起的石墨烯的强烈变形可能是其实验观察到的“褶皱”纹理的原因之一。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall
Probing the Nature of Defects in Graphene by Raman Spectroscopy
拉曼光谱能够通过缺陷激活峰探测石墨烯中的无序。将这些特征与疾病的本质联系起来是非常有趣的。在这里，我们提出了一个详细的分析的拉曼光谱的石墨烯含有不同类型的缺陷。我们发现，D和D'峰的强度比在sp3缺陷处最大（~ 13），在类空位缺陷处减小（~ 7），在石墨中的边界处达到最小值（~3.5）。
2012-07-09 cond-mat.mes-hall
Quantum blockade and loop current induced by a single lattice defect in graphene nanoribbons
我们从理论上研究了具有原子诱导缺陷的窄石墨烯带中的电子输运性质。据发现，金属石墨烯纳米颗粒的最低电导步骤可能会发展一个下降，甚至下降到零，在某些值的费米能量由于缺陷。伴随着电导下降的发生，在缺陷周围产生了一个回路电流。我们展示了电导下降的性质如何取决于缺陷的参数，例如缺陷的相对位置和严重程度以及石墨烯带的宽度和边缘。特别地，对于金属扶手椅边缘石墨烯纳米带，电导下降是否出现，它们可以通过选择单个缺陷的位置来控制。
2009-03-05 cond-mat.mes-hall
Analysis of point defects in graphene using low dose scanning transmission electron microscopy imaging and maximum likelihood reconstruction
自支撑石墨烯在低电子能量下对电子照射显示出出色的弹性。然而，石墨烯中的点缺陷受到束驱动动力学的影响。这意味着通常需要高电子辐照剂量的点缺陷的高分辨率显微照片可能不代表本征缺陷群。在这里，我们捕获的初始缺陷形成的喷射碳原子下的电子辐照，通过成像与非常低的剂量和随后的重建频繁发生的缺陷通过极大似然算法。
2018-05-04 cond-mat.mes-hall
Graphene valley filter using a line defect
石墨烯的能带结构在费米能级上具有两个简并谷，为开发非常规的电子应用提供了机会。在这里，我们表明，电子和空穴准粒子在石墨烯中可以过滤，根据它们占据的山谷，而不需要引入限制。所提出的谷滤波器是基于最近观察到的石墨烯中的线缺陷的散射。量子输运计算表明，线缺陷是半透明的，并且以高入射角到达线缺陷的准粒子以接近100%的谷偏振传输。
2011-03-22 cond-mat.mes-hall
Josephson effect in Graphene SNS Junction with a Single Localized Defect
缺陷本质上改变了石墨烯的电子输运性质。最近的实验报告的石墨烯作为结的可能应用的动机，我们研究了输运性质的石墨烯为基础的结与单一的本地化缺陷。我们解决了Dirac-Bogoliubov-de-Gennes方程与一个单一的局域缺陷超导体正常（石墨烯）超导体（SNS）结。我们考虑了在脏极限下，通过带有重掺杂s波超导电极的未掺杂石墨烯带的隧穿电导和约瑟夫森电流的性质。我们发现，Andreev束缚态的光谱的存在下，在单一的局域缺陷的体积和最小的隧道电导保持不变的修改。约瑟夫森结呈现符号振荡。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall
Transport properties of graphene with one-dimensional charge defects
研究了扩展电荷缺陷对石墨烯电子输运性质的影响。由于与晶格失配相关的内部应变，扩展缺陷在化学和外延生长的石墨烯样品中普遍存在。我们发现，在低能量下，这些缺陷与2D狄拉克费米子的相互作用相当强烈，并在这些材料的直流电导率有重要的影响。
2011-04-14 cond-mat.mes-hall
Local defects and ferromagnetism in graphene layers
我们研究了石墨烯平面中晶格缺陷引起的电子结构的变化。在许多情况下，晶格畸变引起费米能级的局域态。电子-电子相互作用导致局域矩的存在。由于石墨烯的半金属性质，这些磁矩之间的RKKY相互作用总是铁磁性的
2005-05-23 cond-mat.mes-hall
Induced fractional valley number in graphene with topological defects
我们报告的可能性谷数分形在石墨烯的拓扑缺陷，占在狄拉克方程的伪磁场。谷数分数化是由于两个狄拉克点中的一个点相对于另一个点中的一个粒子态的数量不平衡，并且它与赝磁场的通量有关。我们还讨论了拓扑缺陷对石墨烯中载流子诱导自旋极化的类似效应。
2014-11-03 cond-mat.mes-hall
Anisotropy of the Stone-Wales Defect and Warping of Graphene Nano-ribbons: A First-principles Analysis
与晶体中的位错类似，Stone-Wales（SW）缺陷在$sp^2$键合碳基材料的力学行为中起着重要作用。在这里，我们使用第一性原理计算表明，当这种缺陷存在于石墨烯纳米带的边缘附近时，SW缺陷之间的相互作用中的显著各向异性具有有趣的后果：取决于它们相对于边缘的取向，它们导致压缩或拉伸应力，并且前者负责石墨烯纳米带的凹陷或翘曲。这种弯曲导致缺陷态中电子的离域。
2010-03-01 cond-mat.mes-hall
Microscopy of hydrogen and hydrogen-vacancy defect structures on graphene devices
我们已经使用扫描隧道显微镜（STM），调查两种类型的氢缺陷结构的单层石墨烯支持的六方氮化硼（h-BN）在门控场效应晶体管配置。第一种H缺陷类型是通过用1 keV电离氢轰击石墨烯产生的，并且通过将实验数据与第一性原理计算进行比较，将其识别为与石墨烯空位键合的两个氢原子。第二种类型的H缺陷被识别为二聚氢，并且通过将仅具有热能的原子氢沉积到石墨烯表面上而产生。扫描隧道光谱（STS）的测量结果表明，氢二聚体以这种方式形成的STM尖端和石墨烯之间的隧道电导打开了一个新的弹性通道。
2018-10-24 cond-mat.mes-hall
Tunneling Conductance of The Graphene SNS Junction with a Single Localized Defect
利用Dirac-Bogoliubov-deGennes方程研究了石墨烯基超导体-正常（石墨烯）-超导体（SNS）结中的电子输运。我们考虑了在脏极限下，带重掺杂超导电极的未掺杂石墨烯带的隧穿电导特性。我们发现，Andreev束缚态的光谱的存在下，单一的局域缺陷的体积修改。最小隧穿电导保持不变，并且该结果不依赖于缺陷的实际位置。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall
Electrical control of intervalley scattering in graphene via the charge state of defects
我们通过低温输运测量研究了缺陷石墨烯中的谷间散射。当缺陷带电时，散射率被强烈抑制。这一发现突出了“屏蔽”的短程部分的潜在的远程部分。吸附钙的石墨烯的实验证实了长程库仑势的作用。这种效应适用于其他多通道系统，只要缺陷的电荷状态可以电调谐。我们的研究结果提供了一种手段，以电控制谷弛豫和谷动力学在谷电子材料具有重要意义。
2016-02-21 cond-mat.mes-hall
Combined effect of strain and defects on the conductance of graphene nanoribbons
我们研究了结构缺陷和单轴纵向应变对扶手椅型石墨烯纳米带的电子输运性质的综合影响，使用基于半经验紧束缚模型，Landauer形式主义和格林函数的递归方法的数值方法。我们计算了在量子相干状态下，不同缺陷类型和浓度的石墨烯纳米带的电导。此外，我们施加均匀的平面张力的非理想石墨烯带随机分布和取向的单，双空位和Stone-Wales缺陷。由于石墨烯纳米带的输运特性对边缘终止和纵横比非常敏感，并且已经表明能隙可以在临界应变下出现;需要研究这两种效应的相互作用。我们表明，带隙工程使用应变仍然是可能的非理想扶手椅带具有小的缺陷浓度，作为间隙的振荡行为被保存。
2013-09-27 cond-mat.mes-hall
Graphene Nanomeshes: Existence of Defect-Induced Dirac Fermions on Graphene Host Matrix
受石墨烯中制备高密度周期性纳米级缺陷的现有方法的启发，通过密度泛函理论中的第一性原理计算，研究了包含不同吸附原子和空穴形貌的缺陷图案化石墨烯纳米网的结构、力学和电子性质。研究发现，吸附原子团的各种模式都可以产生金属或半金属，甚至半导体的行为，特定的模式可以处于磁性状态。尽管单个吸附原子的模式显著改变了石墨烯的电子结构，但特定对称性的吸附原子群可以保持狄拉克费米子行为。还研究了形成纳米网的纳米孔。根据重复周期性和孔的几何形状之间的相互作用，纳米网可以处于不同的状态，从金属到半导体，包括半金属状态，带在费米能级线性交叉。我们表明，在石墨烯基质中形成周期性重复的超结构可以开发一种有前途的技术，以设计具有所需电子和磁性的纳米材料。
2011-06-21 cond-mat.mes-hall
Defect induced Anderson localization and magnetization in graphene quantum dots
采用扩展的平均场哈伯德模型，从理论上研究了原子缺陷相关的短程无序和电子-电子相互作用对六角扶手椅型石墨烯量子点的Anderson局域化和磁性的影响.我们观察到，浓度在原子总数的1- 5%之间的随机分布的缺陷导致沿着磁水坑状结构定位。我们表明，局域化长度不受磁化的影响，如果有一个均匀分布的蜂窝晶格的两个子晶格之间的缺陷。然而，对于一个不均匀的分布，本地化被发现显着增强。
2018-05-09 cond-mat.mes-hall
The band calculation and local state analysis for armchair graphene-like nanoribbons with line defects
在本文中，我们提出了一种分析方法来计算任意线缺陷或单轴应变的扶手椅型石墨烯纳米带的能带结构。该模型是基于紧束缚模型和驻波假设的扶手椅型纳米带。它给出了准确的频带结果为大型超原胞系统。在这种方法中，我们分析了石墨烯和氮化硼纳米带中的线缺陷附近的不同局域态。我们还推导了半无限石墨烯纳米管中的局域态的解析表达式，通过这种方法和传输矩阵技术。给出了半无限纳米带中局域态的判据条件。
2017-04-17 cond-mat.mes-hall
Positional dependence of energy gap on line defect in armchair graphene nanoribbons: Two-terminal transport and related issues
在一个简单的非相互作用紧束缚框架下，分析了扶手椅型石墨烯纳米带在线缺陷存在下的能带谱特征。在金属纳米带中，根据缺陷线的位置，能隙可能出现在或可能不出现在带谱中，而在半导体带中，间隙是定制的，从而产生石墨烯纳米带在纳米级电子器件中的潜在应用性。在一个更一般的模型下，我们也利用格林函数理论研究了双端电子输运。
2013-07-18 cond-mat.mes-hall
Recent advances of defect-induced spin and valley polarized states in graphene
石墨烯独特的二分蜂窝晶格结构和极弱的自旋-轨道耦合使电子具有四重自旋简并和谷简并，可以支持一系列对称性破缺态。石墨烯中的原子级缺陷有望在纳米尺度上提升这些简并自由度，从而导致丰富的量子态，突出了自旋电子学和谷电子学的有前途的方向。本文主要综述了近年来扫描隧道显微镜（STM）在石墨烯中单个原子尺度缺陷（包括单碳空位、氮原子掺杂和氢原子化学吸附）引起的自旋和/或谷极化态的研究进展。最后，我们给出了该领域的展望。
2022-06-13 cond-mat.mes-hall
Zero-bias anomaly induced by the point defect in graphene
通常认为，石墨烯中的点缺陷在零能量下产生杂质态，并在缺陷位点附近的局部态密度中引起尖峰。我们重新审视了石墨烯中的缺陷问题，发现普遍的共识是不正确的。通过解析和数值计算，我们证明了在热力学极限下杂质态对局域态密度的贡献为零。相反，明显的峰值的零偏置异常是一个幂律奇点$1/|E|$从无限的共振峰在低能量区的缺陷。我们的发现表明，该峰应被看作是一个集体现象，而不是在以前的研究中的单个杂质状态。
2009-01-26 cond-mat.mes-hall
Gap opening in topological-defect lattices in graphene
从头计算表明，石墨烯中的拓扑缺陷网络显示了各种各样的单粒子电子结构，包括Dirac-费米子零隙半导体，以及相对于原始石墨烯片形成能量非常低的金属和半导体系统。由拓扑缺陷引起的波纹进一步降低了能量，并且倾向于降低费米能级处的态密度，以加宽间隙，或者甚至在母平面几何形状是金属的某些情况下导致间隙打开。
2010-09-09 cond-mat.mes-hall
Symmetry of standing waves generated by a point defect in epitaxial graphene
利用扫描隧道显微镜（STM）和傅里叶变换STM（FT-STM）研究了碳化硅衬底上外延石墨烯样品中的点缺陷。这种分析使我们能够提取准粒子的能量色散，并给出费米液体理论在石墨烯中的有效性的第一个实验证明，从-800 meV到+800 meV的能量范围很宽。我们还发现了一个强大的三重各向异性的缺陷产生的驻波的证据。我们讨论了这种各向异性，手性的电子，和石墨烯的两个亚晶格之间的不对称性之间的可能关系。所有的实验测量进行了比较，相关的理论T-矩阵计算。
2008-07-17 cond-mat.mes-hall
Topological Line Defects around Graphene Nanopores for DNA Sequencing
石墨烯中的拓扑线缺陷代表了一种理想的方式来产生具有降低的维度的高度受控的结构，其可用于电子器件中。在这项工作中，我们提出使用石墨烯中的扩展线缺陷来提高基于纳米孔的DNA测序设备中的核碱基选择性。我们使用QM/MM和非平衡格林函数方法相结合的电导调制，充分考虑溶剂的影响。通过对分子动力学模拟产生的大量不同取向进行采样，我们从理论上证明了在基于石墨烯的电子器件中使用线缺陷区分四个核碱基似乎是可能的。电导的变化与费米能级附近的特定分子态的传输及其与孔的耦合有关。通过施加特定调谐的栅极电压，这样的装置将能够比没有拓扑线缺陷的石墨烯传感器更可靠地区分四种类型的核碱基。
2017-12-06 cond-mat.mes-hall
Conductivity of epitaxial and CVD graphene with correlated line defects
利用含时实空间Kubo-Greenwood方法研究了含相关一维缺陷单层石墨烯的输运性质。这样的缺陷存在于外延石墨烯中，包括由于衬底形态的原子台阶和台阶，并且存在于多晶化学气相沉积（CVD）石墨烯中，由于晶界，由位错的周期性阵列或源自金属衬底的准周期性纳米波纹组成。扩展线缺陷由长程洛伦兹型散射势描述。直流电导率的数值计算不同的情况下分布的线缺陷。这包括随机（不相关）和相关分布，其在线方向上具有主导方向。揭示了沿线缺陷和跨线缺陷的导电性的各向异性，这与SiC上生长的外延石墨烯的实验测量一致。我们对不同缺陷相关性的电导率进行了详细的研究，引入了相关角alpha_max（即任何两条线之间的最大可能角度）。我们发现，对于一个给定的电子密度，完全相关的线缺陷的情况下的导电性的相对增强相比，不相关的情况下，是一个更高的缺陷密度较大。最后，我们研究了实际样品的导电性，其中既有扩展线缺陷，也有点状散射体，如吸附原子和带电杂质。
2014-01-18 cond-mat.mes-hall
Defects in Graphene : A Topological Description
本文利用Hamilton量符号按空间维度分类石墨烯拓扑缺陷，并恢复绝缘体与超导体的十分类，阐明Kekule畸变、空位和吸附原子的拓扑等价性。
2023-07-06 cond-mat.mes-hall
Effect of defect-induced cooling on graphene hot-electron bolometers
在高声子温度下，石墨烯中的缺陷介导的电子-声子碰撞（超级碰撞）允许比正常的动量守恒的电子-声子碰撞更大的能量转移和更快的热电子冷却。在声子温度非常低的情况下，无序也会影响电子和声子之间的热流，此时声子的波长超过平均自由程，在这两种情况下，冷却速率都表现出与电子温度的特征性立方幂律关系，这与原始石墨烯的T^4关系明显不同。缺陷诱导冷却对光电子器件性能的影响在很大程度上仍未被探索。在这里，我们研究了基于外延石墨烯量子点的热电子测辐射热计的冷却机制，其中缺陷密度可以通过制造工艺来控制。高缺陷密度的器件符合立方幂律。缺陷引起的冷却产生的热导率随着温度的增加而缓慢增加，从而大大提高了设备的响应度相比，具有较低的缺陷密度和正常碰撞冷却操作的设备。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in disordered graphene: Interplay between puddles and defect-induced magnetism
我们研究了缺陷引起的磁矩对石墨烯自旋弛豫的影响。我们提出并采用在我们的研究中的微观模型，描述磁杂质散射过程介导的电荷水坑。该模型结合了与缺陷诱导态相关的自旋织构。我们使用实验推断的值校准我们的模型参数。我们得到的自旋弛豫时间的结果与实验结果非常吻合。我们的研究导致了一个全面的解释短自旋弛豫时间在实验文献中报道。我们还提出了一个新的解释令人困惑的实验观察增强自旋弛豫时间在氢化石墨烯样品的组合效应，由于无序配置，导致增加耦合的磁矩和缺陷诱导的$π$ -类磁性的石墨烯的可调谐性。
2017-10-13 cond-mat.mes-hall
STM/S study of electronic inhomogeneity evolution with gate voltage in graphene: role of screening and charge-state of interface defects
利用室温扫描隧道显微镜和光谱研究了SiO $_2$上石墨烯电子不均匀性随背栅电压的演化。当石墨烯费米能接近其狄拉克点时，STS图中某些地方的局部对比度的逆转以及地形图和电导图之间的互相关的急剧变化归因于界面缺陷的电荷状态的变化。在电导图中的空间相关性，描述了两个不同的长度尺度和他们的增长过程中的狄拉克点的方法，显示出与石墨烯的屏蔽理论的预测定性协议。因此，在我们的实验中看到的狄拉克点附近的两个长度尺度的急剧变化，被解释为一些界面缺陷的电荷状态的变化。系统地理解和控制缺陷的电荷状态将有助于石墨烯的存储器应用。
2017-06-27 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
The valley filter efficiency of monolayer graphene and bilayer graphene line defect model
除了电子的电荷和自旋，新材料还有另一个自由度，谷。对于由两个正常端子夹在中间的谷滤波器组成的结，我们重点研究了基于单层和双层石墨烯的两种谷滤波器模型在无序状态下的谷效率。应用传输矩阵法，得到了谷值分辨的透射系数。我们发现：i）在弱无序下，当线缺陷长度超过约$15\rm nm$时，它起理想沟道的作用（量化电导）和谷值滤波器在扩散区，背散射和体态辅助的谷间传输的组合效应增强了电导，抑制了谷极化;（3）对于很长的线缺陷，虽然电导很小，但极化与长度无关。在垂直磁场作用下，对电荷和谷输运特性的影响很小。最后讨论了谷极化电流在混合体系中的输运效率。
2017-11-22 cond-mat.mes-hall
Observation of vacancy-induced suppression of electronic cooling in defected graphene
先前对不纯石墨烯中电子-声子相互作用的研究发现，静态无序可以增强电子冷却。我们研究了动态无序的影响，并观察到与清洁石墨烯相比，电子冷却的数量级抑制。这种效应在具有更多空位的石墨烯中更强，证实了其空位诱导的性质。耦合常数对声子温度的依赖关系暗示了它与无序动力学的联系。我们的研究突出了无序对石墨烯中电子-声子相互作用的影响。此外，电子冷却的抑制对于改善石墨烯基测辐射热计和光电探测器设备的性能具有很大的希望。
2014-08-01 cond-mat.mes-hall
Electronic transport across linear defects in graphene
我们研究了低能电子在石墨烯带和无限薄片中的晶界输运。利用递归格林函数方法，计算了石墨烯带中不同类型晶界的电子透射率。我们显示的电荷密度分布和电流沿带的流动的结果。我们研究线性缺陷在不同的角度与带状方向，以及重叠的两个单层带状域形成一个双层区域。针对一类周期为3的扩展缺陷线，发展了一种研究无限薄片中输运的解析方法。由于$K$和$K'$狄拉克点是重叠的，这类扩展晶界特别有趣。
2015-04-03 cond-mat.mes-hall
Defect Engineering: Graphene Gets Designer Defects
一个扩展的一维缺陷，有可能作为一个导电线已被嵌入在另一个完美的石墨烯片。
2010-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Blockades and Loop Currents in Graphene with Topological Defects
我们研究了拓扑缺陷对锯齿形边缘石墨烯窄带的输运性质的影响。我们的结果表明，纵向电导消失在几个离散的费米能量，系统的发展具有一定的手征性的环轨道电流。手性取决于所施加的偏置电压的方向和由拓扑缺陷产生的局部曲率的符号。这种新颖的量子阻塞现象提供了一种通过外部电场产生磁矩的新方法，这可以证明在碳电子学中是有用的。
2008-10-11 cond-mat.mes-hall
Interfacial interactions between local defects in amorphous SiO$_2$ and supported graphene
我们提出了一个现实的SiO $_2$表面考虑范德华力（vdW）相互作用的石墨烯粘附的密度泛函研究。的SiO $_2$基板是在本地规模建模，通过使用两种主要类型的表面缺陷，典型的无定形二氧化硅：氧悬挂键和三配位硅。结果表明，石墨烯与基底之间的粘附性质定性地依赖于表面缺陷类型。特别地，石墨烯和硅封端的SiO $_2$之间的相互作用完全源自vdW相互作用，而氧封端的表面为界面电荷转移引起的结合提供额外的离子贡献（石墨烯的$p$型掺杂）。不同表面终端的强掺杂对比度提供了实验中观察到的非晶SiO $_2$上石墨烯电荷不均匀性的机制。我们发现，所考虑的表面形态的独立，在狄拉克点附近的石墨烯的典型的电子结构保持不变，在与SiO $_2$基板，这表明石墨烯和无定形二氧化硅之间的共价相互作用的情况下接触。氢钝化的SiO $_2$表面的情况下也检查。在这种情况下，与石墨烯的结合实际上与表面缺陷的类型无关，并且如预期的那样，从vdW相互作用中产生。最后，得到的界面距离与最近的实验研究结果吻合良好。
2011-08-29 cond-mat.mes-hall
Graphene Antidot Lattices - Designed Defects and Spin Qubits
定义在半导体异质结构上的二维电子气上的反点晶格是一类研究得很好的人造结构，具有有趣的物理性质。我们指出，一个密切相关的系统，石墨烯片与规则间隔的孔（“antidots”），应该显示类似的现象，但在一个更有利的能量尺度，费米能级周围的状态的狄拉克费米子性质的结果。此外，通过省略一些空穴，可以产生缺陷态或耦合缺陷态对，其可以用作电子自旋量子位的宿主。我们提出了一个详细的研究周期性石墨烯反点晶格的能量，分析一个单一的缺陷的水平结构，计算一对自旋量子位之间的交换耦合，并确定进一步发展的可能途径。
2008-02-27 cond-mat.mes-hall
Polarization Induced Switching Effect in Graphene Nanoribbon Edge-Defect Junction
采用非平衡格林函数方法结合密度泛函理论，对石墨烯纳米结的输运性质进行了自洽的从头算研究.采用紧束缚近似对锯齿形石墨烯纳米颗粒（ZGNR）电极进行了模拟，并与GAUSSIAN03 PBC计算结果进行了比较.通过详细的紧束缚ZGNR能带结构解释了透射光谱中经常出现的异常跳变点的起源。研究了边缘缺陷ZGNR结的输运特性，发现横向电场可以灵敏地控制可调的隧穿电流。
2009-10-27 cond-mat.mes-hall
Scattering by linear defects in graphene: a continuum approach
研究了低能电子在石墨烯周期性扩展缺陷上的输运。在连续低能量极限，这样的缺陷作为无限薄的条纹分开两个区域，狄拉克哈密顿量管理的低能量现象。这些系统的行为是由无质量狄拉克费米子上的缺陷所施加的边界条件所定义的。我们演示了如何从紧束缚模型的缺陷线计算这种低能量的边界条件。为了简单起见，我们考虑沿Z字形方向取向的缺陷线，这只需要考虑狄拉克方程的一个副本。研究了三种这种缺陷线，并表明它们之间是可映射的：仅五边形，zz（558）和zz（5757）缺陷线。此外，在相同的限制下，我们计算了尺寸为L的缺陷线的电导，发现它在低温下与k_FL成正比。
2012-10-09 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional Graphene with Structural Defects: Elastic Mean Free Path, Minimum Conductivity and Anderson Transition
采用从头计算的π-π* 紧束缚模型研究了具有结构缺陷（Stone-Wales和双空位）的无序石墨烯的量子输运性质.平均自由程和半经典电导率，然后计算作为缺陷的性质和密度的函数（使用阶N实空间库博-格林伍德方法）。随着缺陷密度的增加，半经典电导率的衰减在载流子密度的较大范围（> 0.5 × 10^{14}cm^{-2}）内饱和到最小值4 e^2/πh。此外，量子干涉的强贡献表明，安德森局域化制度可以在实验上测量的缺陷密度低至1%。
2010-12-22 cond-mat.mes-hall
Effect of edge reconstruction and electron-electron interactions on quantum transport in graphene nanoribbons
我们提出了在石墨烯纳米带与重构边缘的基础上的标准紧束缚模型和扩展的Huckel模型的重构缺陷的导电的数值研究。我们使用密度泛函理论对单个缺陷进行了原子几何弛豫，然后明确计算了用于在具有重构边缘的石墨烯中模拟电子输运的紧束缚参数。计算的电导揭示了强烈的背散射和电子空穴的不对称性取决于边缘和缺陷类型。这是一个额外的缺陷引起的带，其波函数是不匹配的原始带的传播状态。我们发现一个运输间隙附近的狄拉克点和成反比的带状宽度，类似于在实验中观察到的。我们预测最大的运输间隙发生扶手椅边缘与石威尔士缺陷，而七边形和五边形缺陷导致大约相等的背散射电子和空穴，分别。选择的七边形缺陷作为一个例子，我们表明，虽然在Hartree近似的电子相互作用导致的缺陷上的载流子的积累，令人惊讶的是，他们对运输的影响是减少载流子的背散射的缺陷，从而提高电导。
2013-06-05 cond-mat.mes-hall
Real-time evolution of the buckled Stone-Wales defect in graphene
通过计算机模拟研究了石墨烯中Stone-Wales缺陷的动力学行为。热激活开关之间的两个退化的正弦波状配置的缺陷是实时跟踪。过渡轨道被发现是相当复杂的，并通过大量的近平面，波浪状，和不规则的配置。令人惊讶的是，开关时间波动强烈，可以达到一个数量级以上或更短的值由阿克里先乌斯公式。这是由于一个特殊的形状的潜在救济附近的正弦波状的配置，因此，发生两个根本不同的特征时间。
2015-03-16 cond-mat.mes-hall
Wavefronts Dislocations Measure Topology in Graphene with Defects
本文提出通过局域电子密度的波前位错图样直接读取陈数或绕数，从而识别含空位等拓扑缺陷的石墨烯拓扑性质，并证明Kekulé畸变等价于空位。
2023-07-11 cond-mat.mes-hall
Varistor characteristics of a nano-device containing graphene and oxidized graphene: Verification by DFT + NEGF
采用密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）方法研究了扶手椅型石墨烯及其氧化石墨烯的电子输运和量子电导.计算的$I-V_b$（电流作为偏置电压的函数）特性的研究系统显示的隧道效应的偏置和栅极电压考虑。随着输运性质，电子性质，包括态密度（DOS）计算在所研究的系统。对结果的仔细检查表明，石墨烯的$I-V_b$曲线在某些偏置电压下表现为类似于$I\propto V_be^{λV_b}$，而对于含氧化石墨烯的形式，其趋势在整个施加的偏置范围内与电压依赖电阻器（VDR-可变电阻器）$I\propto V_b^β$的趋势相同。
2015-01-28 cond-mat.mes-hall
Magnetic Structure of Hydrogen Induced Defects on Graphene
利用密度泛函理论、Hartree-Fock方法、精确对角化方法和数值重整化群方法研究了石墨烯表面化学吸附的稀氢原子的电子结构. DFT和Hartree-Fock计算之间的比较，使我们能够确定的缺陷的磁结构的主要特征。我们使用这些信息来制定一个安德森-哈伯德模型，捕捉系统的主要物理成分，同时仍然允许严格的电子相关性的治疗。我们发现，大的氢-碳杂化使缺陷的结构介于与原始石墨烯弱耦合的吸附原子和碳空位之间。杂质的磁矩泄漏到石墨烯层中，其中C原子上的电子关联在稳定磁性溶液中起重要作用。最后，我们讨论了近藤效应的影响。
2011-12-12 cond-mat.mes-hall
Non-hexagonal-ring defects and structures induced by strain in graphene and in functionalized graphene
我们执行{ \textit从头计算}的应变诱导形成的非六方环缺陷的石墨烯，石墨烷（平面CH），和石墨烯酚（平面COH）。我们发现，最简单的这种拓扑缺陷，斯通-威尔士缺陷，作为种子的应变诱导的解离和倍增的拓扑缺陷。通过应用非均匀变形的石墨烯，graphane和graphenol与最初的小浓度的五边形和七边形环，我们得到了几个新的稳定的结构，拥有，在同一时间，大浓度的非六边形环（从四倍到十一倍）和小的形成能。
2012-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of layer number and layer stacking registry on the formation and quantification of defects in graphene
石墨烯样品中缺陷的正确定量对于基础研究和应用研究都是至关重要的。拉曼光谱代表了用于识别石墨烯中缺陷的最广泛使用的工具。然而，尽管其极其重要的拉曼特征和多层石墨烯样品中的缺陷量之间的关系尚未得到实验验证。在这项研究中，我们有意制造缺陷的单层石墨烯，乱层双层石墨烯和Bernal堆叠的双层石墨烯的氧等离子体。通过同位素标记，我们的研究揭示了等离子体处理对具有不同堆叠顺序的双层石墨烯中的各个层的影响的实质性差异。此外，拉曼光谱证据散射的声子在底层的缺陷在顶层的Bernal堆叠的样品，这通常会导致高估的缺陷的数量多达两倍。
2021-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structures of Graphene Layers on Metal Foil: Effect of Point Defects
在这里，我们报告了一种简便的方法来产生一个高密度的点缺陷在金属箔上的石墨烯，并显示点缺陷如何影响石墨烯层的电子结构。我们的扫描隧道显微镜（STM）的测量，辅以第一性原理计算，揭示了点缺陷的结果在两个谷间和谷内的石墨烯散射。由于散射的增强，缺陷附近区域的费米速度降低。此外，我们的分析进一步指出，周期性点缺陷可以通过引入显著的带隙来定制石墨烯的电子特性，这为全石墨烯电子学开辟了一条道路。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of defect dynamics in graphene: defect groupings and their stability
我们使用我们的周期离散弹性理论来表征石墨烯中的缺陷作为位错或位错组的核心。早期的数值实现的理论预测的一些更简单的缺陷分组观察到在随后的透射电子显微镜实验。在这里，我们从我们的理论中推导出更复杂的三个或四个缺陷对的缺陷分组，表明它们对应于两对位错偶极子的核心，并确定它们的稳定性。
2011-02-02 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Midgap states and band gap modification in defective graphene/h-BN heterostructures
采用从头算和模型计算相结合的方法研究了石墨烯和六方氮化硼（h-BN）构成的范德华异质结构中缺陷的作用。尽管层之间的弱范德华相互作用，但存在于h-BN中的缺陷，例如碳杂质和反位缺陷，揭示了与石墨烯p $_{\rm z}$态的杂化，导致中间带隙态的形成。诱导的中间带隙状态修改石墨烯的输运性质，并可以通过一个简单有效的紧束缚模型再现。与碳缺陷相反，发现氧缺陷不与石墨烯的低能态强烈杂交。相反，氧极大地改变了石墨烯的带隙，石墨烯在h-BN晶格上以相称的堆叠出现。
2016-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pseudopotential model for Dirac electrons in graphene with line defects
我们考虑电子输运的平面费米子模型包含各种类型的线缺陷建模的$δ$ -函数赝势与不同的矩阵系数。对不同类型的赝势，得到了电子输运通过缺陷线的传输几率。对于所考虑的可以描述具有不同类型的线性缺陷的石墨烯结构的示意性模型，获得谷极化。
2013-08-10 cond-mat.mes-hall hep-ph
Making Consistent Contacts to Graphene: Effect of Architecture and Growth Induced Defects
研究了接触结构、石墨烯缺陷密度和金属-半导体功函数差对金属-石墨烯接触电阻率的影响。发现在石墨烯底部具有金属的架构产生比石墨烯顶部的金属低4倍且最一致的折射率。发现石墨烯膜中的生长缺陷进一步将电阻率降低2倍。使用方法和所用金属的组合，使用钯作为接触金属，石墨烯的接触电阻率已经降低了10倍至1200 ± 250欧姆-μ m。虽然改进的一致性是由于金属能够接触底部架构上的金属中的未污染的石墨烯，但是在具有相同金属的有缺陷的石墨烯上观察到的较低的接触电阻率归因于沟道中量子传输模式的数量增加。
2016-01-04 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
Scattering of Graphene plasmons by defects in the graphene sheet
对石墨烯表面等离子体激元在石墨烯片中的缺陷散射进行了理论研究。这些缺陷可以是自然的（如畴界、波纹和裂纹等），也可以是由外部栅极引起的。散射被证明是由一个积分方程，来自一个平面波展开的领域，这在一般情况下必须解决的数值，但它提供了有用的分析结果为小缺陷。主要考虑两种情况：石墨烯电导率的平滑变化（由高斯电导率分布表征）和急剧变化（由具有不同电导率的岛表示）。一般来说，反射在很大程度上超过石墨烯片的辐射。然而，在明确定义的导电岛的情况下，有一些岛的大小和频率的反射率为零的值，相应地，平面外的辐射是主要的散射过程。对于光滑缺陷，反射光谱在条件$k_p a \approx \sqrt{2}$下呈现单个最大值，其中$k_p$是GSP波矢，$a$是缺陷的空间宽度。相反，尖锐缺陷的反射光谱呈现周期性振荡，周期为$k_p' a$，其中$k_p'$是缺陷内的GSP波长。最后，考虑裂纹（石墨烯导电性中的间隙）的情况，表明对于大于GSP波长的十分之一的间隙宽度，反射率实际上是一致的。
2013-01-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Interplay between Nitrogen Dopants and Native Point Defects in Graphene
为了理解氮掺杂与石墨烯中本征点缺陷之间的相互作用，我们通过密度泛函理论计算研究了含空位和Stone-Wales（SW）缺陷的氮掺杂石墨烯的能量稳定性.我们的研究结果表明，N取代积极地倾向于发生在缺陷附近的碳原子，特别是那些网站具有较大的键缩短，表明缺陷引起的应变起着重要的作用，在有缺陷的石墨烯中的N掺杂剂的稳定性。在单空位的存在下，N掺杂剂的最稳定的位置是类吡啶配置，而对于其他点缺陷的研究（SW缺陷和双空位）N更喜欢在五边形环的网站。原生点缺陷对N掺杂剂的影响相当强：虽然N掺杂在无缺陷的石墨烯中是吸热的，但对于有缺陷的石墨烯，它变成放热的。我们的结果表明，本征点缺陷和N掺杂剂相互吸引，即，合作效应，这意味着替代N掺杂剂将增加点缺陷产生的概率，反之亦然。我们的研究结果支持最近的实验研究石墨烯的N掺杂。此外，我们指出了聚集的多个N掺杂剂附近的原生点缺陷的可能性。最后，我们对Fe吸附对N掺杂剂聚集稳定性的影响作了简要的评论。
2012-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
