Tunable band gaps in bilayer graphene-BN heterostructures
研究了外加电场对六方氮化硼片层间双层石墨烯带隙的影响。利用密度泛函理论，我们表明，间隙是连续可调的从0到0.2 eV，是强大的堆叠无序。此外，氮化硼片不改变自支撑双层石墨烯的基本响应，除了额外的屏蔽。计算表明，石墨烯-氮化硼异质结构可以为石墨烯基电子器件提供可行的途径。
2010-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Boron Nitride Substrates for High Mobility Chemical Vapor Deposited Graphene
化学气相沉积（CVD）石墨烯通常作为石墨烯器件制造的可扩展解决方案呈现，但迄今为止，这种石墨烯表现出比通过剥离产生的石墨烯更低的迁移率。使用氮化硼底层，我们实现了高达37，000 cm^2/Vs的迁移率，比通常报道的CVD石墨烯高一个数量级，并且优于大多数剥离的石墨烯。该结果表明，可扩展的高迁移率CVD石墨烯的障碍不是生长技术，而是选择使载流子散射最小化的衬底。
2011-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Utilization of a Buffered Dielectric to Achieve High Field-Effect Carrier Mobility in Graphene Transistors
我们在顶栅石墨烯晶体管中的石墨烯和常规栅极之间利用有机聚合物缓冲层。与其他绝缘体不同，该电介质叠层不会显著降低载流子迁移率，从而允许在顶栅操作中保持高场效应迁移率。这在两点和四点分析以及石墨烯晶体管的高频操作中都得到了证明。载流子迁移率的温度依赖性表明声子是这些器件中的主要散射体。
2009-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mobility Extraction and Quantum Capacitance Impact in High Performance Graphene Field-effect Transistor Devices
讨论了石墨烯器件的场效应迁移率。我们认为，石墨烯弹道平均自由程只能通过同时考虑电特性和沟道长度依赖的迁移率来提取。在这样做时，我们发现在室温下的弹道平均自由程为300 nm的载流子浓度为~ 1 e12/cm 2，并且必须考虑到大约300 ohmum的实质性串联电阻。此外，我们展示了单层石墨烯器件上的第一量子电容测量。
2008-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dielectric Environment Effect on Carrier Mobility of Graphene Double-Layer Structure
基于玻尔兹曼输运理论，研究了介电环境对石墨烯双层结构（GDLS）中电荷杂质限制载流子迁移率的影响.在该系统中，两个石墨烯层由电介质阻挡层分开。指出当层间距离大于费米波矢的倒数时，载流子迁移率强烈依赖于势垒层的介电常数。此外，对提高GDLS受电荷杂质限制的载流子迁移率的条件进行了评价。
2013-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chemically-induced Mobility Gaps in Graphene Nanoribbons: A Route for Upscaling Device Performances
我们报告了基于第一性原理的研究介观量子输运的化学掺杂的石墨烯纳米带的宽度高达10 nm。与硼杂质相关的准束缚态的发生导致迁移率间隙大至1 eV，由强电子-空穴不对称背散射现象驱动。这种现象开辟了新的方式来克服目前的石墨烯基器件的限制，通过化学掺杂的石墨烯纳米带的尺寸在传统的光刻达到的制造。
2009-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A physics based model of gate tunable metal-graphene contact resistance benchmarked against experimental data
金属-石墨烯接触电阻是实现可行的基于石墨烯的电子器件的技术瓶颈。我们报告了一个有用的模型，以找到该电阻的栅极可调组件，该电阻由下面的3D金属和2D石墨烯之间的载流子的顺序隧穿确定，然后由Klein隧穿到沟道中的石墨烯。该模型量化了控制电阻的内在因素，包括非故意化学掺杂的影响。我们的结果与几种金属的实验结果一致。
2015-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mobility and Saturation Velocity in Graphene on SiO2
我们研究了室温以上（300-500 K）和高场（~1 V/um）下SiO2上石墨烯的迁移率和饱和速度。数据进行了分析，包括门控载体，热发电，“水坑”收费，焦耳加热的实际模型。迁移率和饱和速度都随着温度的升高而降低，温度高于300 K，载流子密度高于2 × 10^12 cm^-2。在低载流子密度下，饱和速度大于3 × 10^7 cm/s，并且在高达1.2 × 10^13 cm^-2时仍大于Si中的饱和速度。输运似乎主要受到SiO2衬底的限制，但结果表明，固有的石墨烯饱和速度可能是这里观察到的两倍以上。
2010-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Half integer quantum Hall effect in high mobility single layer epitaxial graphene
量子霍尔效应，与$π$的贝里相是在这里证明了在4 H碳化硅的C面上生长的单个石墨烯层。在4 K下的迁移率为$\sim$ 20，000 cm $^2$ /V $\cdot$ s，在300 K下的迁移率为~ 15，000 cm $^2$ /V $\cdot$ s，尽管存在污染和衬底步骤。这与SiO $_2$上的最佳剥离的石墨烯薄片相当，并且比Si面外延石墨烯单层大一个数量级。这些和其他性质表明，C面外延石墨烯是基于石墨烯的电子器件的可行平台。
2009-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable metal-insulator transitions in bilayer graphene by thermal annealing
在高真空条件下，在400 K热退火后，在双层石墨烯中观察到可调谐的和高度可重复的金属-绝缘体转变。在退火之前，样品在研究的整个温度范围内都是金属的。在退火时，导电性从金属变为绝缘体，并且转变温度是退火时间的函数。原始金属状态可以通过暴露于空气中恢复，从而通过吸收水蒸气引起电子特性的变化，这使得石墨烯成为传感器应用的技术上有前途的材料。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Method for Transferring High-Mobility CVD-Grown Graphene with Perfluoropolymers
使用无定形聚合物通过化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯的转移代表了用于石墨烯基电子器件制造的广泛实施的方法。然而，最常用的聚合物聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）会在石墨烯上留下残留物，从而限制了移动性。在这里，我们报告了一种石墨烯转移和图案化的方法，该方法采用全氟聚合物-Hyronium-作为转移手柄，并保护石墨烯免受光刻胶或其他聚合物的污染。以这种方式转移到LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$异质结构上的CVD生长的石墨烯在原子上是干净的，在2 K下在狄拉克点附近具有高迁移率（~ 30，000 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$）和清晰的量化霍尔和磁阻。局部控制的LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面金属-绝缘体过渡-通过石墨烯-保留与此转移方法。全氟聚合物（诸如Hyplane）与CVD生长的石墨烯和其他2D材料的使用可以容易地与其他聚合物或光致抗蚀剂一起实施。
2016-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric effect in high mobility single layer epitaxial graphene
研究了碳化硅衬底上高迁移率单层外延石墨烯的热电响应随温度和磁场的变化关系。对于热电势的温度依赖性，即使当载流子密度很高时，也观察到与Mott关系的强烈偏离，这反映了屏蔽效应的重要性。在量子霍尔制度中，热电势峰的幅度低于理论预测的量子值，尽管样品的高迁移率。随着温度的降低，振幅的系统性降低表明热电势的抑制是石墨烯中狄拉克电子所固有的。
2011-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band gap tunning in BN-doped graphene systems with high carrier mobility
利用密度泛函理论对BN掺杂石墨烯单层、双层、三层和多层体系的电子性质进行了比较研究。此外，我们解决了一个超晶格的原始和BN掺杂的石墨烯。五个掺杂浓度之间的12.5%和75%被认为是，我们得到的带隙从0.02 eV到2.43 eV。我们表明，有效质量在0.007和0.209之间变化的自由电子质量，类似于高迁移率的载流子。
2014-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing charge scattering mechanisms in suspended graphene by varying its dielectric environment
具有高载流子迁移率μ的石墨烯对于石墨烯基电子器件和石墨烯的狄拉克费米子的基本性质的研究都是必需的。人们普遍认为，石墨烯中的迁移率限制因素是驻留在石墨烯上或底层衬底中的带电杂质的库仑散射。这对于SiO2衬底上的传统石墨烯器件和最近报道的高迁移率悬浮和支撑器件都是如此。减少这种散射的有吸引力的方法是将石墨烯放置在具有高静态介电常数κ的环境中，这将有效地屏蔽由于杂质引起的电场。然而，到目前为止，实验仅报告了高κ环境对迁移率的适度影响。在这里，我们通过研究悬浮在液体中的多终端石墨烯器件中的电输运来研究石墨烯的介电环境的影响，其中κ范围从1.9到33。对于非极性液体（κ<5），我们观察到μ随着κ快速增加，并报告了石墨烯器件在苯甲醚（κ=4.3）中的室温迁移率高达约60，000 cm 2/Vs，而在极性液体（κ>18）中，我们观察到迁移率急剧下降。我们证明，非极性液体通过筛选吸附在石墨烯上的带电杂质来增强流动性，而极性液体中的带电离子引起所观察到的流动性抑制。此外，使用分子动力学模拟，我们建立了平面外弯曲声子的散射，在室温下在真空中悬浮石墨烯中的主要散射机制，被液体的存在抑制。我们希望我们的研究结果可以提供控制和减少未来石墨烯电子器件中载流子散射的途径。
2012-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of high-k environment on charge carrier mobility in graphene
人们普遍认为，石墨烯中散射的主要来源是衬底中的带电杂质。我们已经通过研究放置在各种衬底上和高k介质中的石墨烯来测试这一猜想。出乎意料的是，我们已经发现，无论是对于不同的基板或通过使用甘油，乙醇和水作为顶部介电层的载流子迁移率没有显着的变化。这表明库仑杂质不是限制目前在衬底上石墨烯可获得的平均自由程的散射机制。
2009-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Phonon-induced Conductance in Scanning Tunneling Spectroscopy of Gate-tunable Graphene
石墨烯的蜂窝晶格是一个独特的二维（2D）系统，其中电子的量子力学等效于相对论狄拉克费米子的量子力学。新的纳米尺度的行为，在这种材料中，包括电子散射，自旋为基础的现象，和集体激发，预计是敏感的载流子密度。为了探测石墨烯中的局部载流子密度相关性质，我们对配备有可调背栅电极的机械切割石墨烯薄片器件进行了原子分辨扫描隧道光谱测量。我们在石墨烯隧穿谱中观察到了一个意想不到的类似间隙的特征，它与石墨烯的电子密度无关，仍然固定在费米能级（E_F）上。这个能隙的产生是由于电子隧穿到E_F附近的石墨烯态受到抑制，同时由于声子介导的非弹性通道，电子隧穿在更高能量下得到了巨大的增强。声子因此充当控制石墨烯中隧穿电子流动的“闸门”。这项工作揭示了重要的新的隧穿过程中的栅极可调石墨层。
2008-02-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Solid State and Flexible Graphene Electronics
我们展示了可调固态和柔性石墨烯场效应器件（FED）制造使用聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）和氟化锂（LiF）复合电介质。增加复合电介质中LiF的浓度将所需的操作栅极电压从10 V显著降低到1V，从而导致电阻降低。对于复合材料中具有10%LiF浓度的石墨烯FED，在VD = -5 V下获得350和310 cm 2/Vs的电子和空穴迁移率。使用复合电介质还可以在柔性基板上实现优异的性能，而不会显著改变迁移率和电阻。获得了在300和750弯曲时迁移率变化仅为5%和12%的柔性FED。
2014-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetoresistance in single layer graphene flakes with a gate voltage tunable weak antilocalization
在1.9 K下，在具有面外场的单层石墨烯中观察到清晰的栅极电压可调的弱反局域化和400%的巨磁阻。即使在室温下也获得了275%的大磁阻值，这意味着石墨烯在磁传感器中的潜在应用。弱反局域化和巨磁电阻效应在远离电荷中性点的地方仍然存在，这两种效应都是由带电杂质引起的。有趣的是，在同一样品中还观察到了Shubnikov-de Haas振荡和量子霍尔效应的特征。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large tunable intrinsic gap in rhombohedral-stacked tetralayer graphene
在菱形堆叠的少层石墨烯中，电荷中性点附近非常平坦的能带对电子相互作用是不稳定的，从而产生具有自发破缺对称性的状态。使用悬浮菱形堆叠的四层石墨烯的运输测量，我们观察到一个绝缘的基态与一个大的相互作用诱导的间隙高达80毫电子伏。这种带隙态可以被垂直磁场增强，而被层间电势、载流子密度或~ 40 K的临界温度抑制。
2018-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-tunable band gap of a monolayer graphene analogue of ZnS monolayer
使用第一性原理全势密度泛函计算，我们预测，机械可调的带隙是可实现的在ZnS单层石墨烯蜂窝状结构的应用面内均匀的双轴应变。双轴拉伸应变在（2.645%，3.171%）区间内存在一个由直接间隙相向间接间隙相的转变点。在两个带隙相中，带隙随应变的增加而减小，并随应变呈线性变化。
2012-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of a High Mobility Dual-gated Graphene Field Effect Transistor with Al2O3 Dielectric
我们制作和表征双栅石墨烯场效应晶体管（FET）使用氧化铝作为顶栅电介质。我们使用薄Al膜作为成核层，以使Al 2 O3的原子层沉积。我们的器件在室温下显示出超过8,000 cm 2/Vs的迁移率值，这一发现表明顶栅叠层不会显著增加载流子散射，从而降低器件特性。我们提出了一个设备模型，以适应使用一个单一的流动性值的实验数据。
2009-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrahigh electron mobility in suspended graphene
通过悬浮单层石墨烯，我们在电子密度约为2*10^11 cm^-2时获得了超过200，000 cm ^2/Vs的迁移率。悬浮在Si/SiO_2栅电极上方约150 nm处，并通过电子束光刻和刻蚀的组合实现了与石墨烯的电接触。通过采用电流感应加热原位清洁试样，直接导致电输运的显着改善。伴随着大的迁移率增强，特征狄拉克峰的宽度减少了10倍相比，传统的，非悬浮设备。这一进展应该允许访问石墨烯的固有传输特性。
2008-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier scattering, mobilities and electrostatic potential in mono-, bi- and tri-layer graphenes
系统地研究了单层、双层和三层石墨烯的霍尔迁移率随载流子浓度和温度的变化关系。我们发现，随着载流子密度的增加，单层石墨烯的迁移率降低，而双层/三层石墨烯的迁移率增加。这可以通过单层和双层/三层石墨烯中的不同态密度来解释。在单层中，迁移率也随着温度的升高而降低，主要是由于表面极性衬底声子散射。另一方面，在双层/三层石墨烯中，迁移率随温度增加，因为衬底表面声子的场被附加的石墨烯层有效地屏蔽，并且迁移率由库仑散射主导。我们还发现，在单层，双层和三层石墨烯的霍尔系数的温度依赖性可以解释的形成的电子和空穴在石墨烯中的水坑。该模型还解释了单层、双层和三层石墨烯的最小电导的温度依赖性。提取不同石墨烯样品之间的静电势变化。
2009-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photocurrent in graphene harnessed by tunable intrinsic plasmons
石墨烯在红外和太赫兹中的光学特性可以通过将石墨烯图案化为具有亚波长特征尺寸的周期性超材料来定制和增强。在这里，我们展示了石墨烯纳米阵列中的偏振敏感和门可调光电探测。利用的长寿命的混合等离子体声子模式的电子密度振荡和基板（SiO2）的表面极性声子的耦合激发。它们的激发由s-极化导致的共振光电流的数量级大于p-极化，激发电子-空穴对观察到的光电流。等离子体探测器表现出光致温度增加高达四倍的可比2D石墨烯探测器。此外，由于光激发的混合等离子体声子和电子的衰变通道的差异，光电流符号在最新的纳米阵列中变得偏振敏感。我们的工作提供了一个路径的光敏和频率选择性光电探测器的基础上石墨烯的等离子体激元激发。
2013-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-tunable band gap in graphene/h-BN hetero-bilayer
利用局域密度近似（LDA）下的全势密度泛函方法，预测了在平面内均匀双轴应变作用下，石墨烯/六方氮化硼异质双层（C/h-BN HBL）的带隙和准粒子有效质量可以实现机械可调.虽然提供了一个可能的原因，实验观察到的无间隙的原生石墨烯类电子性能的C/h-BN HBL，理论上具有窄带隙，我们建议一个示意性的实验验证我们的结果，可能会发现应用在纳米机电系统（NEMS），纳米光机械系统（NOMS）和其他纳米器件的基础上的C/h-BN HBL。
2012-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Approaching the Intrinsic Bandgap in Suspended High-Mobility Graphene Nanoribbons
我们报告的电传输测量悬浮超低无序石墨烯纳米颗粒（GNR）与近原子级光滑的边缘，揭示了超过3000厘米2 V-1 s-1的高迁移率和固有的带隙。考虑到电子-电子相互作用，实验推导出的带隙与我们对具有可比宽度的手性GNR的电子结构计算结果定量一致，这表明非扶手椅GNR中带隙的起源部分是由于磁性锯齿边缘。
2011-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong and Tunable Spin Lifetime Anisotropy in Dual-Gated Bilayer Graphene
我们报告发现了一个强大的和可调的自旋寿命各向异性具有良好的自旋寿命高达7.8 ns的双栅双层石墨烯。值得注意的是，这实现了通过电控自旋轨道场来操纵石墨烯中的自旋，这是由于石墨烯的弱固有自旋轨道耦合而意想不到的。我们利用面内磁场Hanle进动和倾斜Hanle进动测量直接比较面外与面内自旋的寿命。我们发现，在电荷中性点附近，垂直电场的应用打开了带隙，并产生了一个面外自旋轨道场，该场使面外自旋稳定，从而导致大的自旋寿命各向异性。这种有趣的行为发生是因为双层石墨烯独特的自旋谷耦合能带结构。我们的研究结果表明，高度可调的自旋电子器件的基础上的双栅二维材料的潜力。
2018-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-tunable band parameters of ZnO monolayer in graphene-like honeycomb structure
我们提出的从头计算结果表明，直接带隙，有效质量和载流子在ZnO单层（ML-ZnO）的石墨烯蜂窝结构中的费米速度都是可调的应用面内均匀双轴应变。在我们模拟的$\pm 10$ %的应变极限内，带隙保持直接，并显示出随应变的强非线性变化。此外，未应变的ML-ZnO中的电子的平均费米速度与石墨烯中的相同数量级。研究结果表明，ML-ZnO在机电/应变电子学和其他纳米器件如纳米机电系统（NEMS）和纳米光机械系统（NOMS）中具有潜在的应用前景。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Doped graphene as tunable electron-phonon coupling material
我们提出了一种新的方法来调整电子-声子耦合（EPC）的石墨烯通过改变电子/空穴掺杂的变形势。我们示出了在高对称点K处的最高光学分支的EPC，由于平均场方法中未考虑的电子-电子相关性，获得了对掺杂水平的强烈依赖性。这种依赖性影响拉曼D和2D线的色散（相对于激光能量）以及多层石墨烯中2D峰的分裂。最后，这种掺杂依赖性打开了通过EPC的外部控制来构造可调谐电子器件的可能性。
2010-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable synthetic antiferromagnetism with nonrelativistic spin splitting in a graphene/MnS/graphene heterostructure
Institute of Informatics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院信息学研究所）；Faculty of Physics, University of Belgrade（贝尔格莱德大学物理学院）；Institute of Physics, Pavol Jozef Šafárik University in Košice（科希策帕沃尔·约瑟夫·沙法里克大学物理研究所）；Institute of Experimental Physics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院实验物理研究所）；New Technologies Research Centre, University of West Bohemia（西波希米亚大学新技术研究中心）
研究通过石墨烯层封装类型A反铁磁半导体实现可调合成反铁磁性，利用非相对论自旋分裂提升自旋电子传输效率。
2026-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-Tunable Exchange Coupling Between Cobalt Clusters on Graphene
我们使用自旋-密度泛函理论（SDFT）从头计算，理论上探索的可能性，实现有用的栅极控制之间的交换耦合钴簇放置在石墨烯片。通过施加一个跨超晶胞的电场，我们证明了交换相互作用强烈依赖于栅极电压，但发现它也是敏感的钴簇的相对亚晶格登记。我们使用我们的研究结果来讨论在石墨烯/过渡金属混合系统中实现强大的和可重复的磁电效应的策略。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Continuously Tunable Berry Phase and Valley-Polarized Energy Spectra in Bilayer Graphene Quantum Dots
Berry相位在决定量子系统的许多物理性质中起着重要的作用。然而，量子系统的Berry相变能谱是比较罕见的。在这里，我们报告了一个不寻常的可调谷极化的能量谱连续可调贝里相伯纳尔堆叠的双层石墨烯量子点。在我们的实验中，电子轨道态的Berry相位被垂直的磁场从π到2 π连续地调谐。当Berry相位等于π或2 π时，两个不等价谷中的电子态是能量简并的。通过改变Berry相位为π的非整数倍，在我们的实验中检测到大的和连续可调谐的谷偏振能谱。所观察到的Berry相位诱导的谷分裂，在1 T的磁场下约为10 meV，比自旋的塞曼分裂大约100倍，从而揭示了基于石墨烯的谷电子学。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mobility gap and quantum transport in functionalized graphene bilayer
在Bernal石墨烯双层中，碳原子属于两个不等价的子晶格A和B，其中通过$p_σ$键耦合到另一层的原子属于子晶格A，而其他原子属于子晶格B。我们分析了Bernal石墨烯双层膜的态密度和导电性，当子晶格A或B的原子被随机官能化时。我们发现，对于一个选择性的功能化的子晶格B只有，一个迁移率的差距的顺序为0.5 eV的形成接近狄拉克能量在浓度的吸附原子c > 0.01。此外，在其他一些能量下，电导率呈现出反常行为。我们表明，这些属性是有关的二分结构的石墨烯层。
2018-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Internal mobility edge in doped graphene: frustration in a renormalized lattice
我们表明，内部本地化迁移率边缘可以出现在费米能周围的石墨烯通过引入杂质的分裂带方案，或通过在晶格中产生空位。边缘出现在光谱的中心，而不是在频带的边缘，与通常的本地化的图片。这一结果的解释表明，二分性质的晶格允许重整化的哈密顿量，和内部的边缘出现，因为在重整化晶格的挫折效应。具有局域态的光谱区域的能量大小与在窄禁带半导体中观察到的能量值相似。
2007-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gaps tunable by electrostatic gates in strained graphene
我们发现，当长波长变形产生的赝磁场与标量电势适当耦合时，由于形成了Haldom态，可以出现一个显着的能隙。通过研究实验中常见的各种应变几何形状，如应变超晶格和褶皱悬浮石墨烯，检查这种物理效应的分支。特别是技术的重要性，我们考虑设置，这个差距可以通过静电门可调，允许设计的电子设备无法实现与其他材料。
2011-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable plasma excitations in AA-stacking multilayer graphene
利用紧束缚模型和无规相位近似研究了简单六角堆积多层石墨烯中的库仑激发，并讨论了场效应。计算结果包括能带、响应函数和等离子体色散。一个垂直的电场被预测为诱导显着的电荷转移，从而能够操纵的能量，强度和等离子体振子模式的数量。这可以通过非弹性光散射或电子能量损失光谱进一步验证。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Carrier Multiplication and Cooling in Graphene
时间和角度分辨的光电发射测量显示不同的掺杂水平的两个掺杂的石墨烯样品揭示显着差异的狄拉克锥中的热载流子的超快动力学。在更强的（$n$ -）掺杂的石墨烯中，我们观察到更大的载流子倍增因子（$>$ 3）和明显更快的声子介导的冷却载流子回到平衡相比，在较少的（$p$ -）掺杂的石墨烯。这些结果表明，掺杂水平的仔细调整允许有效地操纵石墨烯对光激发的动态响应。
2016-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-Tunable Tunneling Resistance in Graphene/Topological Insulator Vertical Junctions
基于石墨烯的垂直异质结构，特别是与其他层状材料相结合的堆叠，在纳米电子学方面很有前途。石墨烯和拓扑绝缘体这两种模型狄拉克材料的堆叠可以显著地扩大范德华异质结构的家族。尽管对这两种材料有了很好的了解，但是组合的垂直异质结的电子输运性质仍然是未知的。在这里，我们展示了Bi 2Se 3纳米片和单层石墨烯之间的垂直异质结的实验实现。在低温下，通过垂直异质结的电子输运由隧穿过程主导，该隧穿过程可以通过栅极电压有效地调节以改变费米表面附近的态密度。在磁场的存在下，量子振荡观察到由于量子化的朗道能级在石墨烯和二维表面状态的Bi 2Se 3。此外，我们观察到一个奇异的栅极可调隧道电阻下的高磁场，显示电阻最大值时，底层石墨烯成为量子霍尔绝缘体。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-Tunable Spin Moment in Ni-Doped Graphene
石墨烯，由于其特殊的性能，是一种有前途的材料，用于纳米技术的应用。在这种情况下，通过引入缺陷和杂质来调节石墨烯基材料和器件的性质的能力可能是非常重要的。本文研究了单轴拉伸应变对置换式Ni杂质（Ni_sub）掺杂石墨烯的电磁性质的影响。我们发现，尽管Ni_sub缺陷在弛豫层中是非磁性的，但单轴应变在系统中诱导了自旋矩。自旋力矩随应变的增加而增加，达到0.3-0.4 μ B/Ni_sub，直至达到约6.5%的临界应变。在这一点上，观察到一个尖锐的过渡到高自旋态（~1.9 μ_B）。这种磁致弹性效应可用于设计基于Ni掺杂石墨烯的应变可调自旋器件。
2011-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Band Structures of Polycrystalline Graphene by External and Mismatch Strains
缺乏带隙在很大程度上限制了石墨烯在电子器件中的应用。先前的研究表明，多晶石墨烯中的晶界（GBs）可以显著改变石墨烯的电学性质。在这里，我们调查的能带结构的多晶石墨烯调谐外部施加的应变和内在的失配应变在GB的密度泛函理论（DFT）计算。我们发现，即使在单轴和双轴应变很大的情况下，具有对称GB的石墨烯通常也具有零带隙。然而，一些特定的不对称GB可以打开石墨烯中的带隙，并且它们的能带结构可以通过外部应变基本上调谐。在匹配扶手椅结构GB（5，5）中观察到最大带隙为0.19 eV|（3，7），当单轴应变增加到9%时，取向差θ= 13 o。虽然失配应变在非对称晶界中是不可避免的，但它对多晶石墨烯的带隙的影响很小。
2013-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On resonant scatterers as a factor limiting carrier mobility in graphene
我们发现，沉积在衬底上的石墨烯具有不可忽略的原子尺度缺陷密度。这通过拉曼光谱中先前未注意到的D峰来证明，该D峰的强度相对于G峰约为1%。我们评估了这些杂质对电子输运的影响，通过模拟它们与氢吸附物和测量迁移率和拉曼强度的诱导变化。如果负责D峰的谷间散射体是单价的，则它们的浓度足以说明在衬底上的石墨烯中可实现的有限迁移率。
2010-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge carrier mobility degradation in graphene sheet under induced strain
研究了单层石墨烯片中诱导应变对载流子迁移率的影响。迁移率计算玻恩近似包括杂质散射，表面粗糙度的影响和晶格声子的相互作用。与其sSi对应物不同，应变石墨烯显示出随着应变的增加迁移率下降。这种效应的主要原因是由于石墨烯蜂窝中的诱导变形而导致费米速度降低。
2010-10-12 cond-mat.mes-hall
Tunable Coulomb blockade in nanostructured graphene
我们报告了在蚀刻的、可调谐的单层石墨烯量子点上的库仑阻塞和库仑金刚石测量。由通过两个窄石墨烯收缩连接的石墨烯岛组成的器件通过三个横向石墨烯栅极完全可调。观察到库仑阻塞共振，并从库仑金刚石测量中提取~3.5 meV的充电能量。随着温度的升高，我们检测到纳米结构石墨烯屏障的峰加宽和透射率增加。
2007-09-24 cond-mat.mes-hall
Observation of gate-tunable coherent perfect absorption of terahertz radiation in graphene
报道了石墨烯对太赫兹辐射的电调谐相干完全吸收的实验观察。我们研制了一种反射型可调谐太赫兹谐振腔，该谐振腔由大面积石墨烯层、金属反射电极和电解介质组成。太赫兹腔中的离子门使得我们能够将石墨烯的费米能级调谐到1eV，并在2.8THz处达到吸收率为99%的临界耦合条件。利用增强的THz吸收，我们能够测量高掺杂石墨烯的输运散射时间的费米能量依赖性。此外，我们还展示了柔性有源太赫兹表面，可以在太赫兹反射率中产生大调制，同时具有低插入损耗。我们预计，门可调CPA将导致有效的主动太赫兹光电子应用。
2018-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Two distinct methods to evaluate graphene relaxation time and mobility in Boltzmann diffusive transport, considering ionized impurity scattering and Thomas-Fermi screening
研究了受电离杂质散射限制的石墨烯中的玻尔兹曼扩散输运，包括弛豫时间和迁移率。弛豫时间的计算有两种不同的方法，一种是通过散射矩阵直接利用玻尔兹曼输运方程，另一种是基于散射截面。对于石墨烯，两种方法产生相同的弛豫时间结果。假设线性的超导费米屏蔽和合理的电子载流子密度，弛豫时间和迁移率可以计算和绘制，这表明石墨烯是一种非常有前途的高迁移率材料，用于超快电子器件应用。
2017-12-30 cond-mat.mes-hall
Proposed ultra wide-band tunable THz RT lasers based on momentum space negative conductivity under electron streaming in hNB-graphene sandwiches
观察太赫兹损耗增益切换通过栅极上的偏置石墨烯三明治的传输解释下，在石墨烯中的电子流的响应。基于这一考虑，提出了太赫兹源，包括硅谐振器放置在三明治与电流在石墨烯中流动。它应该提供可调谐的偏置发射在宽太赫兹波段。该光源是直接模拟太赫兹的可调谐微波激光器演示。
2020-04-13 cond-mat.mes-hall
From low-bias mobility to high-bias current saturation: fundamental trade-offs in graphene based transistors
我们描述了在石墨烯晶体管中设计迁移率、电流饱和度和开-关比的基本权衡。令人惊讶的是，权衡产生的高能量能带结构的渐近约束和独立的散射过程。这将石墨衍生物（块状单层石墨烯、单轴应变石墨烯纳米带、碳纳米管和双层石墨烯）置于相同的3参数迁移率-带隙-散射长度（μ - Egap -λ）图上，接近于其他半导体。除了这种低偏置折衷之外，高偏置电流还具有潜在饱和机制的特征，其通过声子散射或打开带隙的状态密度的Γ点抑制而产生。
2010-05-03 cond-mat.mes-hall
Solving the graphene electronics conundrum: high mobility and high on-off ratio in graphene nanopatterned transistors
在晶圆级上制作了数十个具有纳米穿孔沟道和不同沟道长度的石墨烯晶体管。纳米孔具有20 nm的中心直径和100 nm的周期，通道的长度为1、2、4或8微米。我们已经发现，在这些2微米宽的晶体管中的迁移率从对于1微米的沟道长度的约10400 cm 2/Vs变化到对于8微米的沟道长度的约550 cm 2/Vs。无论迁移率值如何，在所有晶体管中，在漏极和栅极电压小于2 V时，开关比在10^3-10^4的范围内。沟道长度相关的迁移率和电导值指示载流子的强局部化的开始，而高开关比是由于纳米穿孔的带隙开放。
2017-02-19 cond-mat.mes-hall
Tunable nonlinear graphene metasurfaces
我们引入了非线性石墨烯超材料表面的概念，采用石墨烯层和平面超材料之间的可控相互作用。这种混合超颖表面支持两种类型的亚辐射共振模式，结构化超颖材料元件（“超颖分子”）的非对称模式和石墨烯等离子体激元，其表现出强相互耦合和避免的色散交叉。石墨烯等离子体激元的高可调谐性促进子辐射模式之间的强相互作用，从而修改相关联的Fano共振的光谱位置和寿命。我们表明，强共振相互作用，结合等离子体激元的亚波长局域化，导致增强的非线性响应和高效率的二次谐波产生。
2015-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Strong mobility degradation in ideal graphene nanoribbons due to phonon scattering
利用全带电子和声子色散关系研究了扶手椅型石墨烯纳米带（GNRs）中的低场声子限制迁移率。我们表明，横向限制抑制GNRs的固有迁移率的值典型的常见的块状半导体，非常远离令人印象深刻的实验2D石墨烯。宽度为1 nm的悬浮GNR在室温下表现出接近500 cm^2/Vs的迁移率，而如果将相同的GNR沉积在HfO 2上，由于表面声子，迁移率进一步降低到约60 cm^2/Vs。我们还显示了极化子形成的发生，导致带隙重整化的~118毫电子伏的1 nm宽的扶手椅GNRs。
2011-03-01 cond-mat.mes-hall
Mobility enhancement in graphene by in situ reduction of random strain fluctuations
微观波纹在石墨烯中是普遍存在的，即使当放置在原子级平坦的衬底上时。这些导致随机局部应变波动，限制了高质量hBN支撑的石墨烯器件的载流子迁移率。我们目前的运输测量hBN封装的设备，这种应变波动可以在原位减少通过增加平均单轴应变。当将单轴应变的$\sim0.2\%$施加到石墨烯时，观察到载流子迁移率增加了$\sim35\%$，而残留掺杂减少了$\sim39\%$。我们证明了迁移率和残余掺杂之间的强相关性，从我们得出的结论是随机的局部应变波动是限制这些设备中的迁移率的无序的主要来源。我们的研究结果也支持拉曼光谱测量。
2019-09-30 cond-mat.mes-hall
The triggering role of carrier mobility in the fractional quantum Hall effect-evidence in graphene
最近对悬浮石墨烯层的实验表明，载流子迁移率在Laughlin集体态和绝缘态之间的竞争中起着至关重要的作用，可能是Wigner晶体类型。此外，在低载流子密度下观察到石墨烯中的分数量子霍尔效应（Fractional quantum Hall effect，FQHE），其中相互作用由于颗粒稀释而降低。这表明，相互作用可能不像基于复合费米子模型的标准公式所预期的那样重要。在这里，提出的拓扑参数来解释这些新的功能的石墨烯中，特别是载流子的迁移率的触发作用的的石墨烯中的石墨烯。
2012-01-21 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
Tunable mid-infrared coherent perfect absorption in a graphene meta-surface
我们利用石墨烯纳米带的超表面实现相干完美吸收（CPA）在中红外区。结果表明，准CPA频率，CPA可以证明与适当的相位调制，存在的石墨烯元表面具有强的共振行为。CPA可以通过合并元表面的几何设计和石墨烯的电可调谐性来基本上调谐。此外，我们发现基于石墨烯纳米晶介表面的CPA是可实现的与实验石墨烯数据。该研究结果可以推广到二维光电材料在光学检测和信号处理方面的潜在应用。
2015-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
