Dirac electrons in graphene-based quantum wires and quantum dots
在本文中，我们分析了狄拉克电子在有限尺寸的带和圆形和六边形量子点的石墨烯。
2008-10-27 cond-mat.mes-hall
Massless Dirac Fermions in Graphene under an External Periodic Magnetic Field
通过求解无质量狄拉克费米子的两分量旋量方程，我们证明了石墨烯在周期性外部磁场下表现出独特的能谱：在低能量下，狄拉克费米子位于具有离散朗道能级的磁性区域内，而在较高能量下，狄拉克费米子主要存在于非磁性区域，其连续能带源自类似于粒子的波函数。电子的盒子状态。这些发现为石墨烯中无质量狄拉克费米子的控制和调谐提供了一种新的方法。
2013-11-22 cond-mat.mes-hall
Dirac fermions in graphene and analogues: magnetic field and topological properties
这是一个简短的回顾二维狄拉克费米子在石墨烯和类似的系统，如氮化硼，准二维有机盐$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$、光晶格中有冷原子的人造石墨烯等，重点是磁场性质（回旋轨道的半经典量子化、朗道能级、量子霍尔效应、磁等离子体、磁声子共振、磁输运等）以及拓扑性质（Berry相位、缠绕数、带间效应、Dirac点的合并跃迁等）。
2013-06-03 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
Dirac electronic states in graphene systems: Optical spectroscopy studies
从光谱学的角度综述了碳的二维同素异形体，如石墨烯及其双层、多层外延石墨烯、少层Bernal堆叠石墨烯以及三维块状石墨的电子性质。注意力集中在这些系统中的准粒子，这被称为无质量或有质量的狄拉克费米子的相对论性质。
2010-04-17 cond-mat.mes-hall
Quantum Interference Noise Near the Dirac Point in Graphene
石墨烯中载流子的狄拉克性质强烈影响无序对石墨烯电子输运性质的影响。这在狄拉克点附近特别明显，在狄拉克点处，相对论性载流子不能有效地屏蔽杂质电势。我们研究了石墨烯中狄拉克点附近的时间依赖性电导涨落和磁电阻。我们表明，波动是由于量子干涉效应，由于杂质上的散射，并发现一个异常大的减少相对噪声功率在磁场，可能表明一个额外的对称性在这方面起着重要的作用。
2014-01-28 cond-mat.mes-hall
Pseudo spin torque induced by strain field of Dirac fermions in graphene
相反，最近的描述[物理。106（2011）116803]，我们证明了石墨烯中的赝自旋不完全是真实的角动量。只有在垂直于石墨烯片的方向上的赝自旋才是真正的角动量，而平行于石墨烯平面的赝自旋仍然不是真正的角动量。有趣的是，研究还表明，应变场下石墨烯中重狄拉克电子的类牛顿力和伪自旋扭矩分别模拟了重磁力和重磁自旋扭矩。这是由于石墨烯中2+1维有质量电子的赝自旋和赝速度算符的等价性，而与实3+1维Dirac场的赝自旋和赝速度算符不同。这一工作揭示了石墨烯作为一种伪重磁材料的新的物理性质。
2014-09-11 cond-mat.mes-hall
Intervalley scattering of graphene massless Dirac fermions at 3-periodic grain boundaries
我们研究了低能量载流子如何从周期性和线性石墨烯晶界上散射，这些晶界沿着锯齿形方向取向，其周期性是原始石墨烯的三倍。这些缺陷将两个狄拉克点映射到同一位置，从而允许谷间散射发生。从石墨烯的第一近邻紧束缚模型开始，我们展示了如何计算石墨烯的无质量狄拉克费米子在这样的晶界上所看到的边界条件。我们举例说明这个过程的3周期五边形只有晶界，然后计算出低能电子散射这个线性缺陷。我们还计算了在晶界区域的狄拉克费米子看到的有效广义势。
2016-10-22 cond-mat.mes-hall
Heavy Dirac fermions in a graphene/topological insulator hetero-junction
石墨烯和三维拓扑绝缘体表面态的低能物理都是用具有线性色散的无隙狄拉克费米子来描述的。在这项工作中，我们预测了一个“重”狄拉克费米子出现在石墨烯/拓扑绝缘体异质结，其中的线性项几乎消失，相应的能量色散变得高度非线性。通过结合{ \it ab initio}计算和一个有效的低能模型，我们明确地显示了如何在石墨烯和拓扑绝缘体的表面态之间的狄拉克费米子的强杂化可以降低狄拉克费米子的费米速度。由于线性项可以忽略不计，相互作用效应将大大增强，并可以驱动“重”狄拉克费米子态到具有非零霍尔电导的半量子霍尔态。
2016-02-29 cond-mat.mes-hall
Photonic realization of the deformed Dirac equation via the segmented graphene nanoribbons under inhomogeneous strain
从一个由两个交错晶格组成的波导阵列构成的工程周期性光学结构出发，模拟了变形的狄拉克方程。我们表明，该系统还模拟应变下的石墨烯纳米带。这种光学模拟使我们能够研究修改后的狄拉克方程的Zitterbewegung现象。结果表明，Zitterbewegung振荡的振幅随着变形参数的变化而变化。
2019-05-15 cond-mat.mes-hall
Weak localization of Dirac fermions in graphene beyond the diffusion regime
我们发展了一个在整个经典弱磁场范围内都有效的二维无质量狄拉克费米子弱局域化的微观理论。应用该理论计算了石墨烯和块状拓扑绝缘体导电表面的弱局域化引起的磁电阻。
2011-04-19 cond-mat.mes-hall
Tunable Superlattice in Graphene To Control the Number of Dirac Points
石墨烯中的超晶格在能带结构中产生额外的狄拉克点，并且它们的数量取决于超晶格势强度。在这里，我们使用两个栅极的组合在具有可调势垒高度的石墨烯器件中创建了横向超晶格。在这封信中，我们展示了使用横向超晶格来修改石墨烯的能带结构，从而导致新的狄拉克锥的出现。这种对能带结构的控制性改变一直持续到100 K。
2013-09-18 cond-mat.mes-hall
Space Group Symmetry Classification of Energy Bands in Graphene and Destruction of Dirac Points by Supercell Potential
在以前的出版物（E。Kogan和V.U. Nazarov，Phys. Rev. B { \bf 85}，115418（2012）和E. Kogan，Graphene { \bf 2}，74（2013）），我们提出了石墨烯中能带的点群对称分类。本文通过考虑空间群对称性，推广了分类。此外，在群论的框架中，我们描述了破坏的狄拉克点在石墨烯的超胞势。
2013-07-24 cond-mat.mes-hall
Quantum transport of massless Dirac fermions in graphene
受最近的石墨烯输运实验的启发，我们对无序二维无质量狄拉克费米子的电导率进行了数值研究。我们的研究结果揭示了短程散射体和库仑随机散射体之间的明显差异。我们推测，这种行为是有关的玻尔兹曼输运理论预测的污垢极限行为的库仑散射。
2006-12-22 cond-mat.mes-hall
Electronic structure and transport in graphene: quasi-relativistic Dirac--Hartry--Fock self-consistent field approximation
应用二次量子化自洽Dirac-Hartree- Fock方法考虑单层石墨烯的电子性质，考虑自旋极化态，可以相干地解释石墨烯能带小间隙和载流子不对称性的实验结果，提出了价区和传导区位移的描述，并给出了电子和空穴回旋质量的很好的理论估计，与已知的实验数据一致。
2013-09-07 cond-mat.mes-hall
Sodium-terminated zigzag graphene nanoribbon: A one-dimensional semimetal with a tilted Dirac cone
利用第一性原理赝势密度泛函理论计算，我们发现在较低的浓度下，用一价碱原子终止锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）对其性质有显著的影响.特别是，使用钠原子使ZGNR边缘饱和，边缘碳原子的浓度为一半，使其成为一维的完美半金属，其中价带和导带仅在一个单一的Dirac点处相遇。与原始石墨烯不同，Na-ZGNR的狄拉克“锥”相对于波矢量不对称，而是倾斜的。
2011-05-03 cond-mat.mes-hall
Drude Conductivity of Dirac Fermions in Graphene
在石墨烯中运动的电子表现为无质量的狄拉克费米子，它们表现出迷人的低频电输运现象。然而，它们的动态响应在1太赫兹（THz）以上的频率下鲜为人知。这些知识不仅对于更深入地理解狄拉克电子量子输运非常重要，而且对于石墨烯在超高速THz电子学和IR光电子学中的应用也非常重要。在本文中，我们报告的第一个测量的高频导电性的石墨烯从太赫兹到中红外在不同的载流子浓度。电导率表现出类似德鲁德的频率依赖性，并在太赫兹频率显着增加，但其绝对强度大大低于理论预测。这种自由电子振子强度的异常降低被石墨烯带间跃迁的相应变化所证实，正如求和规则所要求的那样。我们令人惊讶的观察表明，多体效应和狄拉克费米子杂质相互作用超越电流输运理论是重要的狄拉克费米子在石墨烯的电响应。
2010-07-27 cond-mat.mes-hall
Dirac charge dynamics in graphene by infrared spectroscopy
石墨烯（一种石墨的单原子层）是物质中电子量子特性的一个显著表现。与传统固体中电子用薛定谔方程描述不同，石墨烯中的电子激发由狄拉克哈密顿量控制。石墨烯的一些有趣的电子性质，如具有线性能量-动量色散的无质量狄拉克准粒子，已被最近的观测所证实。在这里，我们报告了一个红外（IR）光谱研究的电荷动力学石墨烯集成在门控器件。我们的测量验证了石墨烯的预期特性，并且由于IR实验先前无法达到的准确性，还揭示了准粒子动力学与理想化的自由石墨烯中狄拉克费米子的预测的显着偏离。一些观察结果，包括能带与简单线性色散的显著偏差，指出许多身体相互作用与石墨烯中相当奇特的电磁响应的相关性。
2008-09-16 cond-mat.mes-hall
Zero and Finite Energy Dirac Points in the Energy Band Structure of Magnetic Bilayer Graphene Superlattices
在四带连续介质模型下，采用传输矩阵方法研究了具有$δ$功能磁垒和零平均磁通量的双层石墨烯超晶格的能带结构.精确分析了周期磁势对双层石墨烯零能Dirac点的影响。磁势也示出产生有限能量狄拉克点的边缘的布里渊区的位置和相关的色散的情况下，对称的潜力确定。
2014-07-14 cond-mat.mes-hall
Anomalous thermoelectric transport of Dirac particles in graphene
我们报告了石墨烯在零磁场和外加磁场中的热电研究。作为无质量粒子的线性色散的直接结果，我们发现塞贝克系数Sxx发散1 /，其中n2 D是载流子密度。我们观察到一个非常大的能斯特信号Sxy（~ 50 uV/K在8 T）在狄拉克点，和振荡的依赖性Sxx和Sxy在低温下对n2 D。我们的研究结果强调了石墨烯中的异常热电输运，这可能是一个高灵敏度的探针附近的狄拉克点的杂质带。
2009-04-02 cond-mat.mes-hall
Multi-flavor Dirac fermions in Kekulé-distorted graphene bilayers
石墨烯的电子结构可以从根本上改变时，衬底或adatom诱导的凯库勒超晶格耦合的谷和同位旋自由度。在这里，我们表明，能带结构的Kekulé织构石墨烯可以通过层堆叠重新设计。我们预测了一个家庭的凯库勒石墨烯双层，表现出能带结构多达六个山谷，和室温狄拉克准粒子的质量可以静电调谐。费米速度是原始石墨烯的一半，使该系统处于强耦合状态，可以预期存在相关的基态。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall
Gate-induced Dirac cones in multilayer graphenes
我们研究了均匀垂直电场中ABA（Bernal）多层石墨烯的电子结构，发现三角弯曲和电势不对称性的相互作用导致了许多在零能量下几乎接触的Dirac锥.这些门诱导狄拉克锥的能带速度和能量区域（通常为几十meV）是可调的外部电场。特别地，在ABA三层石墨烯中，施加电场诱导非平凡谷霍尔态，其中狄拉克点处的能隙由在两个谷之间沿相反方向传播的手性边缘模式填充。相比之下，在四层石墨烯中，谷霍尔电导率为零，并且没有边缘模式填充在间隙中。非平凡的谷霍尔态通常发生在不对称的奇数层石墨烯中，这与仅存在于奇数层石墨烯中的隐藏的手征对称性密切相关。
2013-02-21 cond-mat.mes-hall
Merging of the Dirac points in electronic artificial graphene
理论预测，石墨烯在扶手椅方向的单轴压缩应变下应该经历从半金属到绝缘体的拓扑相变。由于压缩下跳跃积分的变化，两个狄拉克点从布里渊区的角向彼此偏移。对于足够大的应变，狄拉克点合并，出现能隙。然而，这种拓扑相变尚未在正常石墨烯中观察到（由于其大刚度），也没有在任何其他电子系统中观察到。我们的数值和分析表明，这种合并的狄拉克点可以观察到在电子人工石墨烯从二维电子气通过应用的三角形晶格的排斥antidots。在这里，应变的影响是通过调整沿扶手椅方向的排斥势之间的距离建模。我们的研究结果表明，合并的狄拉克点应在最近的实验中观察到的分子石墨烯。
2015-08-13 cond-mat.mes-hall
Single-layer and bilayer graphene superlattices: collimation, additional Dirac points and Dirac lines
本文综述了单层和双层石墨烯上几种类型的一维超晶格的能谱和输运性质。在单层石墨烯中，对于某些SL参数，入射在SL上的电子束是高度准直的。另一方面，有额外的狄拉克点产生的其他SL参数。使用矩形障碍，使我们能够找到新的狄拉克点在光谱中的位置和电子速度的重整化的解析表达式。这些额外的狄拉克点上的电导率的影响进行了研究。在δ函数势垒的极限下，有限个势垒的透过率T、电导G以及SL的能谱都是势垒无量纲强度P的周期函数Pδ（x）~ V（x）.对于势垒高度符号交替的Kronig-Penney SL，狄拉克点成为P = π/2 + nπ的狄拉克线，其中n是整数。在双层石墨烯中，在势垒和阱上施加适当的偏压，我们发现产生了几种新型的SL，其中两种类似于I型和II型半导体SL。与单层石墨烯类似，发现了额外的“狄拉克”点。还考虑了非弹道输运。
2011-01-21 cond-mat.mes-hall
Plasmonics in Dirac systems: from graphene to topological insulators
本文综述了石墨烯等狄拉克体系等离子体激元学的最新研究进展，并对标准模型和技术作了全面介绍。特别是，我们通过流体动力学方程和随机相位近似讨论了单层和双层石墨烯的内禀等离子体激元激发，但也评论了双层和多层结构。此外，我们解决狄拉克系统的延迟限制，也与大自旋轨道耦合，包括拓扑绝缘体。最后在附录中总结了电荷、电流和光子线性响应函数的基本性质。
2014-03-07 cond-mat.mes-hall
Incompressible States of Dirac Fermions in Graphene with Anisotropic Interactions
研究了量子化磁场和各向异性相互作用下石墨烯中狄拉克费米子的不可压缩态的性质。我们引入必要的形式主义，将系统中的各向异性。发现石墨烯中的不可压缩态在各向异性参数达到临界值时仍然存在。各向异性还在相应的Laughlin态的集体激发中引入了两个分支。它强烈地影响不可压缩基态中对关联函数的短程行为。
2013-06-11 cond-mat.mes-hall
Lamb shift of the Dirac cone of graphene
电磁真空的涨落是自然界量子结构最有力的表现之一。它们对石墨烯的狄拉克电子的影响被认为会引起一些壮观的纯量子现象，如卡西米尔效应和阿哈拉诺夫-玻姆效应。在这项工作中，我们证明，通过使用第一性原理的方法，石墨烯的狄拉克锥也受到了相当大的兰姆shift.We表明，微观电子电流流动的石墨烯平面耦合有效地与真空波动引起的电子能级（高达4毫电子伏）和速度的重整化。这种兰姆位移比孤立碳原子的预测值大一个数量级。
2016-06-07 cond-mat.mes-hall
Control of resonant frequency by currents in graphene: Effect of Dirac field on deflection
基于板理论和紧束缚模型构造拉格朗日量，可以研究石墨烯中的狄拉克费米子与偏转场的耦合。如已知的，偏转引起的应变可以对电子的运动产生影响，类似于伪规范场。在目前的工作中，我们将调查的狄拉克场的影响，在石墨烯的偏转场的运动从拉格朗日密度。由于偏转场和Dirac场的相互作用，石墨烯膜中的电流诱导表面张力可达约N/m。这一结果可以通过石墨烯中的电流导致可控的谐振频率。高谐振频率被发现是完美的线性控制的电荷和谷电流。我们的工作揭示了石墨烯在纳米机电器件中的应用潜力，并研究了石墨烯体系中电子与偏转场相互作用的物理机制。
2014-09-14 cond-mat.mes-hall
Dirac Magic and Lifshitz Transitions in AA-Stacked Twisted Multilayer Graphene
我们发现了一种新型的魔角现象时，AA堆叠的石墨烯双层是扭曲的另一个石墨烯系统与带接触。在最简单的情况下，这构成了由相对于单层石墨烯扭曲的AA堆叠双层形成的三层系统。我们发现多个各向异性的狄拉克锥以一定的角度共存于这种扭曲的多层结构中，我们称之为“狄拉克魔”。“我们将狄拉克魔角的起源追溯到扭曲的AA双层狄拉克锥相对于莫尔倒易晶格中其他接触带的光谱的几何结构。狄拉克锥的各向异性和伴随的级联鞍点诱导了一系列拓扑Lifshitz跃迁，这些跃迁可以通过扭转角和垂直电场来调节。我们讨论了直接观察狄拉克魔术的可能性，以及它的后果的相关态的电子在这个云纹系统。
2021-07-22 cond-mat.mes-hall
Dirac gap-induced graphene quantum dot in an electrostatic potential
石墨烯片中的空间调制的狄拉克间隙导致电荷限制，从而使得能够在不施加外部电场和磁场的情况下形成石墨烯量子点[Appl.Phys.Lett. \textbf{97}，243106（2010）]。这可以实现提供狄拉克间隙有一个局部最小值，其中的国家成为本地化。在这项工作中，这样的间隙诱导点的物理研究在连续极限通过求解狄拉克方程。结果表明，间隙诱导的受限态耦合到静电量子阱势引入的状态。因此，由此产生的杂化状态的区域可以调整与潜在的强度，一种影响，其中涉及克莱因隧道。所提出的量子点可用于探测石墨烯中的准相对论效应，而诱导的受限态可用于石墨烯基纳米结构。
2011-05-24 cond-mat.mes-hall
Mapping Dirac Quasiparticles near a Single Coulomb Impurity on Graphene
狄拉克费米子对库仑势的响应与传统原子和杂质系统中非相对论电子的行为有很大不同。令人惊讶的是，这种极端相对论性机制的许多关键理论预测尚未在实验室中进行测试。石墨烯是一种二维材料，其中电子的行为类似于无质量的狄拉克费米子，这为实验测试这种预测提供了一个独特的机会。狄拉克费米子对石墨烯中库仑势的响应是各种电子现象的核心，并且可以作为石墨烯固有介电常数的灵敏探针，这是决定这种材料中电子-电子相互作用强度的主要因素。在这里，我们提出了一个直接测量的狄拉克费米子的纳米级响应放置在一个单一的库仑势门控石墨烯设备。扫描隧道显微镜和光谱学被用来制造石墨烯上的可调电荷杂质，并测量它们如何被狄拉克费米子筛选为Q = +1 |e|杂质电荷状态。观察到类电子和类空穴狄拉克费米子对可调库仑势的响应非常不同。将这种电子-空穴不对称性与理论模拟进行比较，使我们能够测试狄拉克费米子在库仑势附近行为的基本预测，并提取石墨烯的本征介电常数：ε_g= 3.0 \pm 1.0。这个小的ε_g值表明微观电子-电子相互作用可以对石墨烯性质做出显着贡献。
2012-05-14 cond-mat.mes-hall
Why Dirac points in graphene are where they are?
我们提出了一个简单的群论解释的事实，即能带合并在角落里的布里渊区的石墨烯和两个特定的情况下，Kagome晶格的任意紧束缚哈密顿。我们将单层石墨烯、AA堆叠的双层石墨烯和Kagome晶格的这些点附近的光谱的线性与表面的圆锥点的性质（从几何学已知）连接起来。
2012-02-10 cond-mat.mes-hall
Origins of Nonlocality near the Dirac Point in Graphene
我们提出了一个实验研究的非局域电信号附近的狄拉克点在石墨烯。非局域信号的面内磁场依赖性证实了自旋在这种效应中的作用，正如最近对石墨烯中塞曼自旋霍尔效应的预测所预期的那样，但我们的实验表明，热磁电效应也有助于非局域性，并且这种效应有时比自旋更强。热效应被认为是非常敏感的样品的细节，不影响其他运输参数。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall
Collective Excitations of Dirac Electrons in Graphene
已知石墨烯中的二维电子表现为在狄拉克交叉点附近具有狄拉克-外尔型线性色散的无质量费米子。我们研究了该系统在存在或不存在外部磁场的情况下的集体激发。与传统的二维电子系统不同，发现石墨烯中的$ν=\frac1m$分数量子霍尔态在$n=1$朗道能级中最稳定。在零场情况下，但在存在自旋轨道相互作用的情况下，一个无阻尼的等离子体振子模式被发现存在于单粒子连续体的间隙中。
2006-11-17 cond-mat.mes-hall
Graphene superlattice with periodically modulated Dirac gap
采用Dirac-type哈密顿量理论研究了周期性能隙调制形成的石墨烯基超晶格。通过对色散关系的分析，我们发现在一定条件下，电子谱中会出现新的狄拉克点。结果，导带和价带之间的间隙消失了。得到了这些Dirac点在${\bf k}$ -空间中的位置表达式和它们出现的势阈值。在系统的某些参数下，我们揭示了形成价带顶的界面态。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall
Charge Puddles in Graphene Near the Dirac Point
介电衬底（例如SiO $_2$）上的石墨烯中的电荷载流子密度显示出不均匀性，即所谓的电荷坑。由于单层石墨烯中的线性色散关系，预测水坑在电荷中性附近生长，这是与传统二维电子气明显不同的性质。通过在介观石墨烯器件上进行扫描隧道显微镜/光谱学，我们直接观察到当接近狄拉克点时，水坑在空间范围和幅度上的生长。自洽屏蔽理论提供了宏观输运性质和微观观察到的电荷无序的统一描述。
2015-12-16 cond-mat.mes-hall
Bound states for massive Dirac fermions in graphene in a magnetic step field
我们用阶跃函数模型计算了非均匀磁场作用下石墨烯中大质量狄拉克费米子的能谱。我们发现一个解析的普遍关系的带宽和传播速度的模式在边界的磁性区域，显示如何通过调整的质量项可以控制这些旅行边缘状态的速度。
2021-03-26 cond-mat.mes-hall
Magnetic superlattice and finite-energy Dirac points in graphene
我们研究了由周期性交替排列的磁垒形成的一维磁性超晶格中石墨烯的Dirac-Weyl准粒子的能带结构。的频谱和状态的性质强烈依赖于守恒的纵向动量和势垒的宽度。在中心的超晶格布里渊区，我们发现新的狄拉克点在有限的能量，其中的色散是高度各向异性的，相反的色散接近的中性点，保持各向同性。这一发现表明了通过调节掺杂来准直Dirac-Weyl准粒子的可能性。
2011-01-10 cond-mat.mes-hall
Fractal Butterflies of Dirac Fermions in Monolayer and Bilayer graphene
我们提出了一个概述的理论理解霍夫施塔特蝴蝶在单层和双层石墨烯。在简要介绍了过去在传统半导体系统中的工作之后，我们讨论了单层和双层石墨烯的新的电子性质，这些性质有助于实验检测能谱的分形性质。我们讨论了石墨烯中莫尔条纹的理论背景。这种模式是决定蝴蝶结构的关键。我们还讨论了电子-电子相互作用在石墨烯蝴蝶图案中的作用。最后，我们讨论了蝴蝶搜索的未来前景，特别是相互作用的狄拉克费米子。
2014-08-19 cond-mat.mes-hall
Electron mobility in graphene without invoking the Dirac equation
石墨烯中的狄拉克点和线性能带结构赋予其显着的电子和光学性质，这是一个正在进行的激烈研究的主题。石墨烯中高电子迁移率的解释，通常基于有效的相对论性狄拉克方程行为来调用电子的无质量，这对大多数本科生来说是难以理解的，对于不熟悉相对论的非物理学研究人员来说也不是直观的。在这里，我们将展示如何仅使用半导体理论的基本概念和石墨烯的线性能带结构来解释其不寻常的有效质量和迁移率，并将其与传统的金属和半导体进行比较。我们讨论了更直观的横向有效质量的概念，自然出现从这些基本的推导，这在低温下未掺杂的石墨烯的极限接近零，是负责其极高的流动性。
2019-01-19 cond-mat.mes-hall
Dirac excited state quenching in graphene
本文通过层间光电子测温法研究石墨烯中光激发狄拉克态的热载流子输运，发现其在50 K临界温度下电子温度淬灭且冷却速率超过10^14 K/s，揭示了强相互作用热狄拉克激发态的高效淬灭特征。
2024-09-04 cond-mat.mes-hall
Dynamical polarizability of graphene beyond the Dirac cone approximation
我们计算动力学极化率的石墨烯超出通常的狄拉克锥近似，在整个布里渊区积分。我们发现偏差在$\hbarω=2t$（$t$的跳跃参数），这相当于一个对数奇异性，由于范霍夫奇异性，并推导出一个近似的解析表达式。此外，在低能量下，我们发现从狄拉克锥近似得到的结果，表现在一个峰值分裂在任意方向的入射波矢量$\q$的偏差。等离子体光谱的后果进行了讨论。
2010-02-05 cond-mat.mes-hall
Composite Dirac fermions in graphene
将复合费米子的概念推广到石墨烯中的“伪相对论”量子霍尔现象，我们讨论了填充因子为-3/2，-1/2，1/2，3/2的可压缩态的可能出现。这种分析进一步扩展到附近的不可压缩态，被视为复合狄拉克费米子的量子量子霍尔效应，以及那些可能发生在填充因子-1，0，1作为结果的（伪）自旋单态配对之间。
2006-11-03 cond-mat.mes-hall
Topological valley currents via ballistic edge modes in graphene superlattices near the primary Dirac point
六方氮化硼（hBN）上的石墨烯可以经由相互晶体学对准而展现拓扑相。最近在弹道石墨烯/hBN超晶格中第二狄拉克点（SDP）附近的非局域电阻（$R_{nl}$）的测量被解释为由于量子谷霍尔态而产生。我们报道了hBN/graphene/hBN超晶格，其中SDP下的$R_{nl}$可以忽略不计，但低于60 K时接近零磁场下主狄拉克点处的$h/2e^{2}$值，其特征衰减长度为2 $μ$ m。此外，基于Landauer-Büttiker形式主义的非局域输运传输概率显示了自旋简并弹道谷螺旋边缘模式的证据，这是谷电子学发展的关键
2020-12-17 cond-mat.mes-hall
Scattering theory and ground-state energy of Dirac fermions in graphene with two Coulomb impurities
我们研究了含两个库仑杂质的带隙石墨烯单层中狄拉克费米子的物理性质。对于杂质电荷相等的情况，我们用原子轨道线性组合（LCAO）方法讨论了基态能量。对于库仑中心的相反电荷，在大距离处产生电偶极子势。我们提供了相应的低能量散射问题的非微扰分析。
2014-06-22 cond-mat.mes-hall
Electric dipole induced universality for Dirac fermions in graphene
我们研究了石墨烯及相关材料中的重狄拉克费米子的电偶极效应。偶极势容纳了无限多个束缚态的塔，表现出普遍的Efimov样的标度层次。偶极矩决定了塔的数量，但总是至少有一个塔。相应的本征态显示出特征的角度不对称性，在隧道光谱学中可观察到。然而，从散射态推断的电荷输运性质是高度各向同性的。
2014-05-12 cond-mat.mes-hall
Dirac fermion reflector by ballistic graphene sawtooth-shaped npn junctions
通过控制锯齿形npn结中载流子的弹道轨迹，我们在石墨烯中实现了狄拉克费米子反射器。当内部p区中的载流子密度远大于外部n区中的载流子密度时，第一个直的np界面充当准直器，并且准直的弹道载流子可以在第二个锯齿形pn界面处被全反射。我们观察到明显的电阻增强周围的np+n政权，这是在良好的协议与数值模拟。弹道载流子的可调反射率可能是在不久的将来利用狄拉克费米子光学实现超高迁移率石墨烯场效应晶体管的基本和重要的一步。
2017-02-14 cond-mat.mes-hall
Quantum confinement of Dirac quasiparticles in graphene patterned with subnanometer precision
在人工制作的纳米结构中石墨烯Dirac类电子的量子限制是长期寻求的目标，其将提供选择性地调整石墨烯的电子性质的策略，包括带隙开放或能级的量化。然而，对于自上而下和自下而上的方法，创建在形状、尺寸和位置上具有纳米精度的限制结构仍然是实验挑战。此外，克莱因隧道，提供了一个逃生路线的石墨烯电子，限制了静电约束的效率。在这里，扫描隧道显微镜（STM）用于通过集体操纵大量的H原子来创建具有亚纳米精度的石墨烯纳米粒子。单个石墨烯纳米结构在选定的位置构建，具有预定的取向和形状，并且尺寸从2纳米到1微米。该方法允许随意擦除和重建图案，并且可以在不同的石墨烯衬底上实施。STM实验表明，这种石墨烯纳米结构非常有效地限制石墨烯狄拉克准粒子，在零维和一维结构。在石墨烯量子点中，发现了高达0.8 eV的完美定义的能带隙，其比例为量子点线性尺寸的倒数，正如无质量狄拉克费米子所预期的那样
2020-05-31 cond-mat.mes-hall
Intrinsic lifetime of Dirac plasmons in graphene
掺杂石墨烯片中的狄拉克等离子体激元最近已被证明能够将光限制到超小体积。在这项工作中，我们计算的狄拉克等离子体在掺杂的石墨烯片的固有寿命，通过分析的作用，电子-电子相互作用超越随机相位近似。工作中的阻尼机制是内在的，因为它也在无无序样品中和没有晶格振动的情况下起作用。我们表明，石墨烯的亚晶格赝自旋自由度抑制固有的等离子体激元损失相对于那些发生在普通的二维电子液体。我们将我们的研究结果与在低于单粒子吸收阈值的能量下的均匀动态电导率的微观计算有关。
2013-05-20 cond-mat.mes-hall
Generalized virial theorem for massless electrons in graphene and other Dirac materials
在紧束缚模型的框架下，导出了晶体中相互作用电子系统的维里定理。我们表明，在特定的情况下，相互作用的无质量的电子在石墨烯和其他狄拉克材料，传统的维里定理被违反。从紧束缚模型出发，导出了Dirac电子系统的广义维里定理，其中包含了一个附加项，该项与能带底部的动量截止有关.此外，我们推导出广义维里定理的狄拉克模型中使用的变分能量的最小化。所得到的定理说明了多体计算的基态能量的电子气在石墨烯进行Hartree-Fock和自洽随机相位近似。在石墨烯的情况下，该定理的实验验证进行了讨论。
2015-12-17 cond-mat.mes-hall
Trivial and inverted Dirac bands, and emergence of quantum spin Hall states in graphene on transition-metal dichalcogenides
从第一性原理出发，研究了单层过渡金属二硫属化合物（TMDC）中石墨烯的邻近轨道效应和自旋轨道效应。发现石墨烯的狄拉克能带结构位于硫化物和硒化物的TMDC的半导体带隙内，而它与碲化物的价带合并。在前一种情况下，通过拟合唯象的有效哈密顿量，建立了狄拉克电子的邻近诱导的交错势隙和自旋轨道耦合（都在meV尺度上）。虽然在MoS $_2$、MoSe $_2$和WS $_2$上的石墨烯具有拓扑上平凡的能带结构，但在WSe $_2$上的石墨烯表现出反转的能带。利用一个现实的紧束缚模型，我们发现拓扑保护的螺旋边缘状态的石墨烯锯齿形纳米带WSe $_2$，证明量子自旋霍尔效应。该模型还具有“半拓扑状态”，仅在一个边缘上防止时间反转无序。
2015-10-01 cond-mat.mes-hall
Klein-tunneling-enhanced directional coupler for Dirac electron wave in graphene
利用导波波动光学和电子学中的耦合模理论，研究了一种在体石墨烯中通过分裂栅技术静电诱导的由两个平行波导组成的定向耦合结构。我们的结果表明，克莱因隧穿可以大大提高耦合强度的结构。通过调节栅极电压，可以将最初在一个波导中的狄拉克电子波函数的概率密度在几百纳米内完全转移到另一个波导中。我们的研究结果不仅可以导致功能相干耦合器件的量子电子信号处理和片上器件集成在石墨烯，但也缩小了设备的尺寸，以促进石墨烯为基础的大规模集成逻辑电路的制造。
2011-03-28 cond-mat.mes-hall
Extra Dirac points in the energy spectrum for superlattices on single-layer graphene
我们研究了周期性间隔势垒系统电子结构中额外狄拉克点的出现，超晶格，单层石墨烯，使用Dirac型哈密顿量。使用方形障碍，使我们能够找到这些新的狄拉克点在k-空间中的发生和位置的解析表达式，并在低能量范围内的电子速度附近的重整化。在势垒和阱宽度不相等的一般情况下，新的狄拉克点会远离费米能级，对于给定的势垒高度，存在一个最小和最大势垒宽度，在该宽度之外，新的狄拉克点会消失。这些额外的狄拉克点的状态密度和电导率的影响进行了研究。
2010-02-07 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of helicoidal graphene: massless Dirac particles on a curved surface with a screw symmetry
对螺旋面上的无质量狄拉克粒子进行了理论研究。随着其可能的应用是螺旋石墨烯，我们探讨了狄拉克粒子的特性如何出现在弯曲的螺旋对称表面上。利用zweibein导出了螺旋面和一般曲面上的无质量狄拉克方程。证明了无质量Dirac电子的束缚态在螺旋面上不存在，然后由数值计算的波函数得到了表面上的散射几率和相移.我们发现局域态密度和相移的特性，特别是围绕螺旋轴。作为上述关于无质量狄拉克电子的结果的推广，表面上的有质量狄拉克电子的束缚态也被证明是不存在的。
2015-10-24 cond-mat.mes-hall
