Absence of a giant spin Hall effect in plasma-hydrogenated graphene
石墨烯中的弱自旋-轨道相互作用被预测为增加，例如，通过加氢。这将导致相当大的自旋霍尔效应（SHE）。我们采用两种不同的方法研究了弱氢化石墨烯的自旋霍尔效应。对于氢化，我们将石墨烯暴露于氢等离子体，并使用拉曼光谱来表征这种方法。然后，我们研究了氢化石墨烯的SHE在H-棒的方法，并通过直接测量的逆SHE。虽然可以观察到一个大的非局部电阻的H-酒吧结构，与其他方法的结果比较表明，这种非局部电阻是由一个非自旋相关的起源。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall
Formation of Hydrogenated Graphene Nanoripples by Strain Engineering and Directed Surface Self-assembly
基于连续介质力学分析和第一性原理计算，提出了一类新的半导体石墨烯纳米结构：氢化石墨烯纳米链（HGNRs）.它们是通过两步组合方法形成的：首先通过应变工程斑图形成的石墨烯纳米乳头，然后通过曲率导向的自组装H吸附。它提供了对HGNR的结构和形态的高水平控制，因此它们的带隙与石墨烯纳米带具有共同的特征。在相同的表面位置处/从相同的表面位置的H吸附/脱附的循环完成具有相同带隙的可逆的金属-半导体-金属转变。
2010-09-28 cond-mat.mes-hall
Hydrogenated grain boundaries in graphene
我们通过第一性原理计算研究了具有不同晶界缺陷的氢化石墨烯结构的结构和电子性质。我们的总能量结果表明，在晶界缺陷处，单个H的吸附更稳定。研究了氢吸附时晶界的电子结构。进一步的总能量计算表明，两个H在两个相邻的碳上的吸附，形成石墨烷的基本单元，在缺陷区域更稳定。因此，我们预期这些扩展的缺陷将作为用于形成嵌入石墨烯区域中的窄石墨烷条的成核区域。
2011-03-22 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance and Magnetic Ordering Fingerprints in Hydrogenated Graphene
从理论上探讨了氢原子随机分布对石墨烯导电性的自旋相关特性。自旋效应考虑使用平均场自洽哈伯德模型从第一性原理计算。Kubo-Greenwood输运方法用于计算具有实际尺寸的基于弱氢化石墨烯的系统的自旋相关输运指纹。电导率响应获得的顺磁性，反铁磁性，或铁磁性的宏观状态，构造从平均场的解决方案获得的小石墨烯超细胞。对于约0.25%的氢密度，计算了高达$\sim 7%$的磁阻信号。这些理论结果对石墨烯的感生磁性的实验观测具有指导意义。
2011-05-05 cond-mat.mes-hall
Optical properties of hydrogenated graphene superlattices
University of Rome Tor Vergata（罗马托尔维加塔大学）；Belarusian State University（白俄罗斯国立大学）
通过第一性原理计算，研究选择性氢化形成的石墨烯超晶格中准金属与介电区域交替结构，发现其可产生远红外乃至太赫兹频段的强且孤立的激子吸收峰。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall
Large magnetoresistance by Pauli blockade in hydrogenated graphene
我们报道了在磁场沿石墨烯片平面取向的情况下，在毫米级氢化石墨烯中观察到巨大的正磁阻效应。在300 mK的温度下，在该配置中观察到超过200\%的正磁阻，在磁场取向垂直于石墨烯平面的情况下恢复到负磁阻。我们属性所观察到的积极的，在平面内，磁电阻的跳跃传导引起的自旋极化保利封锁。我们的工作表明，自旋极化与电子-电子相互作用可以在原子单层内的磁输运中发挥主导作用。
2018-02-22 cond-mat.mes-hall
Localization and One-Parameter Scaling in Hydrogenated Graphene
我们报道了在低覆盖率的氢原子的无序石墨烯中的金属-绝缘体转变。氢与石墨烯相互作用产生短程无序并将状态定位在中性点附近。局域化的能量范围随H浓度的增加而增大。计算结果表明，低能传输通道的电导随样品尺寸呈指数衰减，并能很好地用单参数标度函数拟合，类似于二维无序系统中无序驱动的金属-绝缘体相变.
2010-06-25 cond-mat.mes-hall
Ab initio spin-flip conductance of hydrogenated graphene nanoribbons: Spin-orbit interaction and scattering with local impurity spins
我们采用基于DFT的从头算输运方法计算了氢吸附在扶手椅型石墨烯纳米带中自旋相关的零偏压电导$G_{σσ'}$。我们发现，自旋翻转电导$G_{σ\barσ}$可以达到相同的数量级的自旋守恒的一个，$G_{σσ}$，由于交换介导的自旋散射。相比之下，真正的自旋轨道相互作用似乎只起次要作用。
2015-04-25 cond-mat.mes-hall
Evidence of tunable magnetic coupling in hydrogenated graphene
人们对碳原子空位或氢、氟等轻原子吸附在石墨烯上引起的磁矩的来源和效应进行了大量的研究。同时，在这些系统中广泛观察到的大的负磁阻（MR）还没有得到很好的理解，也没有将其与磁矩的存在相关联。本文研究了超高真空环境中原位氢化石墨烯大负磁电阻的系统演化。我们发现对于大多数电子密度（$n_e$）和氢密度（$n_H$）的组合，不同温度下的MR可以标度为$α=(μ_BB)/[k_B(T-T^*)]$，其中$T^*$是居里-外斯温度。$T^*$的符号表明氢化石墨烯中存在可调的类铁磁（$T^* >0$）和类反铁磁（$T^* <0$）耦合。然而，在$|T^*|$下方缺乏MR的磁滞或异常霍尔效应，这表明没有出现长程磁性有序，我们将其归因于石墨烯上不同磁性有序的竞争和磁矩的无序排列。我们还发现H吸附原子引入的局域杂质态可以改变氢化石墨烯的电容。这项工作提供了一种新的方法来提取信息的大负MR行为，可以是一个关键，以帮助理解的磁矩在石墨烯的相互作用。
2020-03-21 cond-mat.mes-hall
Hydrogenated Graphene Nanoribbons for Spintronics
我们展示了石墨烯纳米带在小浓度下的氢化如何为碳基自旋电子学应用开辟新的途径，无论纳米带的任何特定边缘终止或钝化。密度泛函理论计算表明，吸附的H原子诱导周围的$π$轨道上的自旋密度的对称性和本地化程度取决于到纳米取向边缘的距离。正如预期的石墨烯为基础的系统，这些诱导的磁矩相互作用的铁磁或反铁磁依赖于相对吸附石墨烯亚晶格，但相互作用的幅度被发现强烈变化的H原子相对于边缘的位置。我们还计算了，与哈伯德模型的帮助下，氢化扶手椅型半导体石墨烯纳米带在稀释制度的输运性质，并显示如何在新的磁阻器件的设计中可以利用H原子之间的交换耦合。
2010-01-08 cond-mat.mes-hall
Vertical absorption edge and universal onset conductance in semi-hydrogenated graphene
我们证明了对于两个子晶格之间的在位能量（$Δ$）具有任何有限差的石墨烯，光学吸收边由$Δ$决定。普适电导将被打破，带边附近的电导随频率变化为$1/ω^2$。此外，我们还确定了这种没有反演对称性的系统的另一个普适电导，即，带边处的起始电导为$% σ_c=2σ_0=πe^2/2h$，与带隙的大小无关。总的集成光学响应几乎是保守的，尽管开放的带隙。
2009-11-11 cond-mat.mes-hall
Scaling of the energy gap in pattern-hydrogenated graphene
最近的实验表明，通过在铱基底上图案化氢化，可以在石墨烯中诱导出显著的能隙。在这里，我们表明，能隙是大致成比例的$\sqrt{N_{H}}/N_{C}$时，占无序，其中$N_H$和$N_C$分别表示氢和碳原子的浓度。色散关系，通过计算得到的动量-能量分辨态密度，示出同意与以前的角分辨光电子能谱结果。有限尺寸样品中电子输运的模拟也揭示了类似的输运间隙，在实验可实现的$\sqrt{N_{H}}/N_{C}$值内高达1 eV。
2011-11-21 cond-mat.mes-hall
High-$T_c$ $d^{0}$ ferromagnetism in a doped Mott insulator: the case of hydrogenated epitaxial graphene on SiC(0001)
通过第一性原理计算，我们发现在某些SiC衬底上的电子掺杂氢化外延石墨烯中可以实现高居里温度的$d^{0}$铁磁性（$T_c$）.原始系统被发现是一个莫特绝缘体独立的SiC多型体（2 $H$，4 $H$或6 $H$），然而，在磁相互作用的调制中发挥了重要作用。载流子掺杂通过双交换机制增强了铁磁耦合，实现了反铁磁性到铁磁性的相变。在2 $H$ -SiC上预测了约400 K的$T_c$。我们采用非简并的哈伯德模型来描述SiC在原子内库仑排斥和原子间跳跃相互作用中对界面磁性的影响。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall
Analysis of Degradation in Graphene-based Spin Valves
研究了多层石墨烯自旋阀的退化机理。石墨烯自旋阀中的自旋注入信号已经被报道为线性地依赖于漏极偏置电压，这表明石墨烯中注入的自旋的自旋极化对偏置电压是鲁棒的。我们提出，这种鲁棒性的消失是由于两种不同的退化机制的自旋阀。我们的研究结果表明，鲁棒性的消失是由于降解，而不是石墨烯的固有特性。因此，如果能够防止劣化，则可以极大地增强鲁棒性。
2009-11-17 cond-mat.mes-hall
Elastic properties of hydrogenated graphene
存在氢化石墨烯的三种构象异构体，称为椅型、船型或搓板型石墨烷。这些系统具有映射到石墨烯支架上的完美的二维周期性，但它们的特征在于$sp^3$轨道杂化，具有不同的晶体对称性，并且在加载时表现出其他行为。通过第一性原理计算，我们确定了它们的结构和声子性质，以及我们建立了它们的相对稳定性。通过连续体弹性，我们定义了一个模拟协议，通过计算机实验测量其线性和非线性弹性模量，我们实际上通过第一原理计算它们。我们认为，所有的graphane构象响应任何任意取向的延伸与一个小得多的横向收缩比计算石墨烯。此外，我们提供的证据表明，船石墨烷沿扶手椅和锯齿形的碳蜂窝晶格的主方向（轴向拉胀弹性行为）有一个小的和负的泊松比。此外，我们表明，椅子石墨承认软化和硬化超弹性，取决于所施加的载荷的方向。
2010-10-25 cond-mat.mes-hall
Pseudospin valve in bilayer graphene: towards graphene-based pseudospintronics
我们提出了一个非磁性的，基于赝自旋的自旋阀的版本，其中在相邻区域的石墨烯双层的赝自旋极化由外部门控制。数值计算表明这种器件具有较大的开关比。这一发现为赝自旋电子学的实现提供了希望：一种基于赝自旋操纵的电子学形式，类似于自旋电子学应用中对物理自旋的控制。
2009-06-18 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling in hydrogenated graphene
采用第一性原理计算研究了氢原子吸附在石墨烯中的自旋轨道耦合。由于$sp^3$杂化，氢的化学吸附导致自旋轨道耦合的局部增强，这强烈依赖于局部晶格畸变。由减少的对称性和诱导的偶极矩的局部结构的指导下，我们使用群论提出现实的最小哈密顿量，再现相关的自旋轨道效应的单面半氢化石墨烯（graphone）和一个单一的氢吸附原子在一个大的超级电池。主线性自旋轨道带分裂是由局域赝自旋反转对称性的破缺和同一子晶格上自旋翻转的出现所驱动的。
2013-03-12 cond-mat.mes-hall
Enhanced spin-orbit coupling in hydrogenated and fluorinated graphenes studied from first principles
用第一性原理方法计算了氢化和氟化石墨烯的自旋轨道耦合（SOC）。研究发现，在费米能级附近，SOC诱导的能带分裂可以从纯Raphene的约10 $^{-6}$ eV显著增强到约10 $^{-2}$ eV，这与金刚石甚至原型半导体中的能带分裂相当.并提出了两种不同的机制来解释这两个系统中的SOC增强。研究发现，碳原子的$^3$杂化不仅能提高有机碳含量，还能提高氟原子的本征有机碳含量.我们希望在这些系统中能观察到许多由SOC引起的有趣现象（如自旋霍尔效应）。
2009-07-22 cond-mat.mes-hall
Geometry, stability and thermal transport of hydrogenated graphene nanoquilts
利用分子动力学模拟研究了氢化折叠的石墨烯纳米绗缝的几何形状、稳定性和热输运。氢化的石墨烯纳米绗缝显示出增加的热力学稳定性和比没有氢化的折叠石墨烯结构更好的传输性能。对于双层石墨烯纳米被子，几何形状和热导率都对吸附的氢链非常敏感，这可以通过PDOS的红移来解释。对于多折叠纳米绗缝，通过改变周期数或长度，它们的热导率可以从原始石墨烯的100%调整到15%。我们的研究结果表明，氢化石墨烯纳米绗缝是非常适合的热管理设备。
2016-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stable hydrogenated graphene edge types: Normal and reconstructed Klein edges
氢化的石墨烯边缘被假定为扶手椅形、锯齿形或两者的组合。我们发现，锯齿形不是最稳定的完全氢化的结构沿<2-1-10>方向。相反，氢化克莱因和重建克莱因为基础的边缘被发现是积极更有利的，稳定性接近扶手椅边缘。这些新结构“统一”了石墨烯边缘拓扑结构，最稳定的平坦氢化石墨烯边缘总是由成对键合的C2H4边缘基团组成，而不管边缘取向如何。当考虑边波纹时，CH3边群是最稳定的。这些新的基本氢终止的边缘具有重要的意义，石墨烯边缘成像和光谱学，以及石墨烯生长，纳米管切割，和nanoriginates的形成和行为的机制。
2013-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin filter and spin valve in ferromagnetic graphene
我们提出并证明了一个氧化铕诱导和顶栅石墨烯铁磁结可以同时作为一个自旋过滤器以及自旋阀。我们将这样一个显著的结果归因于铁磁石墨烯中半金属带和共同的能隙的共存。我们发现，自旋过滤器和自旋阀可以有效地控制的背栅电压，它们的生存实际的金属接触和有限的温度。具体地，可以利用具有类似于石墨烯的功函数的接触来达到更大的单自旋电流和通态电流，并且自旋过滤器可以在比自旋阀更高的温度下操作。
2015-06-06 cond-mat.mes-hall
Single-sided-hydrogenated graphene: Density functional theorypredictions
氢化已被证明是打开石墨烯带隙的有效工具。在目前的密度泛函研究中，我们证明了单面氢化石墨烯是一种间接带隙为1.89 eV的半导体，介于无带隙石墨烯和宽带隙石墨烷之间。我们表明，它的电子结构和晶格特性是从那些石墨烯，graphone，或graphane有很大的不同。晶格常数和C-C键长比石墨烯长15%。我们的结合能分析证实，这种单侧氢化导致化学稳定的材料。
2011-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Possible gapless helical edge states in hydrogenated graphene
本文通过第一性原理与紧束缚模型研究氢化石墨烯，发现改变氢化图案可实现约1 eV带隙及受对称性保护的拓扑螺旋边缘态，为赝自旋器件应用提供新途径。
2023-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Grain boundary-induced variability of charge transport in hydrogenated polycrystalline graphene
本文通过数值模拟研究氢化多晶石墨烯，发现氢吸附物局限于晶界时电荷输运几乎不受影响，而均匀分布会降低迁移率，揭示选择性氢功能化可调控电输运。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall
Towards wafer scale fabrication of graphene based spin valve devices
我们演示了在铜基化学气相沉积（Cu-CVD）合成的晶片级单层（SLG）和双层石墨烯（BLG）中图案化的自旋阀阵列中的自旋的注入、传输和检测。我们观察到的自旋弛豫时间与剥离的石墨烯样品的报告相当，表明CVD特定的结构差异，如纳米波纹和晶界不限制本样品中的自旋输运。我们的观察使Cu-CVD石墨烯成为大规模自旋电子应用的有前途的材料选择。
2011-04-25 cond-mat.mes-hall
Pure Spin Current Injection in Hydrogenated Graphene Structures
我们提出了一个理论研究的自旋速度注入（SVI）的纯自旋电流（PSC）诱导的线性偏振光，正常的冲击在两个50\%的氢化非中心对称的二维（2D）石墨烯结构的表面。第一种结构，仅在一侧氢化，标记为Up，也称为graphone，第二种结构，标记为Alt，在两侧氢化25%。氢化在两种结构中打开了能隙。我们分析两种可能性：在第一种方法中，自旋沿着选定的方向固定，并计算得到的SVI;在第二种方法中，我们沿着表面平面选择SVI方向，并计算得到的自旋取向。这通过改变入射光的能量$\hbarω$和偏振角$α$来完成。计算结果是在一个完整的电子能带结构计划使用密度泛函理论（DFT）的局域密度近似（LDA）。对于Up结构，当$\hbarω=0.084$ \，eV和$α=35^\circ$，对于Alt结构，当$\hbarω=0.720$ \，eV和$α=150^\circ$时，自旋速度达到最大值。当自旋垂直于表面时，Up和Alt结构的速度分别为668 Km/s和645 Km/s.此外，通过沿高对称轴固定自旋速度方向，获得688 Km/s的速度，其中自旋从表面法线指向$13^\circ$，对于Up系统，和906 Km/s，自旋从表面法线指向$60^\circ$，对于Alt系统，使响应最大化。这些速度值比体半导体（例如CdSe和GaAs）的速度值大一个数量级，因此使氢化石墨烯结构成为自旋电子学应用的优秀候选者。
2017-09-07 cond-mat.mes-hall
Dry-transferred CVD graphene for inverted spin valve devices
将化学气相沉积法生长的高迁移率石墨烯集成到自旋输运器件中是石墨烯自旋电子学的关键任务之一。我们使用范德华拾取技术将CVD石墨烯通过六方氮化硼（hBN）从铜生长衬底转移到预定义的Co/MgO电极上以构建反向自旋阀器件。提出了两种方法：（i）首先将CVD-石墨烯/hBN叠层图案化为条，然后通过第二较大的hBN晶体转移到自旋阀电极上的过程，和（ii）CVD-石墨烯/hBN叠层的直接转移。我们报告了CVD石墨烯在室温下高达1.75 ns的高自旋寿命。总的来说，我们的设备的性能与由剥离的石墨烯制造的设备相当，也揭示了纳秒的自旋寿命。我们期望我们的干转移方法为更先进的器件几何形状铺平道路，不仅用于自旋电子应用，而且还用于CVD-石墨烯基纳米电子器件，其中在组装最终的范德华异质结构之前需要CVD石墨烯的图案化。
2017-09-05 cond-mat.mes-hall
Valley filter and valley valve in graphene
已知的是，石墨烯的窄弹道带中的最低传播模式可能缺乏较高模式的双重谷简并性。根据带轴的结晶取向，最低模式混合两个谷或主要位于单个谷中（根据传播方向选择）。我们表明，使用紧束缚模型计算，非平衡谷极化可以实现在一张石墨烯，电流注入后，通过弹道点接触锯齿形边缘。通过将栅极电压局部施加到点接触区域，可以反转极性。串联的两个谷滤波器可以起到静电控制的“谷阀”的作用，代表与熟悉的自旋阀对应的零磁场。
2006-08-28 cond-mat.mes-hall
Spin Transport in Hydrogenated Graphene
本文从理论上综述氢化石墨烯中的自旋输运，阐明氢化诱导的自旋轨道耦合与局域磁性如何通过磁散射共振和Elliott-Yafet机制决定自旋寿命，并指出磁性是超净石墨烯中自旋极化损失的主要来源。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall
Graphene Spin Valve Devices
石墨烯-石墨的单原子层-是最近发现的碳的二维形式，其在室温下表现出高晶体质量和弹道电子输运。软磁NiFe电极已被用于将极化自旋注入石墨烯中，并且当电极从平行状态切换到反平行状态时，已观察到电阻的10%变化。这与场效应电极可以调制这些石墨烯膜的导电性的事实相结合，使它们成为自旋电子器件的潜在候选者。
2007-04-24 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in lightly hydrogenated graphene
Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics (IMAPP), Radboud University（拉德堡德大学数学、天体物理与粒子物理研究所）；Nikhef（荷兰高能物理研究所）；HFML-FELIX / EMFL（强磁场中心FELIX/EMFL）；Institute for Molecules and Materials, Radboud University（拉德堡德大学分子与材料研究所）；Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen（格罗宁根大学泽尔尼克先进材料研究所）；MESA+ Institute for Nanotechnology, University of Twente（特温特大学MESA+纳米技术研究所）
本研究通过测量轻度氢化石墨中的量子反磁效应，发现其能带结构由线性狄拉克-韦尔型转变为二次型，并确定了有效电子质量。
2025-12-15 cond-mat.mes-hall hep-ex
Correlating spin transport and electrode magnetization in a graphene spin valve: simultaneous magnetic microscopy and non-local measurements
使用同时磁力显微镜（MFM）和运输测量的石墨烯自旋阀，我们相关的非本地自旋信号与设备电极的磁化强度。成像的磁化状态证实了一维自旋输运模型内的每个电极的影响，并提供证据连接畴壁钉扎的传输信号中的附加功能。
2015-07-17 cond-mat.mes-hall
Spin inversion in graphene spin valves by gate-tunable magnetic proximity effect at one-dimensional contacts
石墨烯由于其高迁移率和长自旋扩散长度而具有显著的自旋电子学机会，特别是当封装在六方氮化硼（h-BN）中时。在这里，我们第一次展示了这种封装的石墨烯自旋阀与一维（1D）铁磁边缘接触门可调自旋输运。静电背栅调谐石墨烯的费米能级以探测1D铁磁接触的自旋极化态密度（DOS）的不同能级，其通过在石墨烯中诱导铁磁性的磁邻近效应（MPE）相互作用。与传统的自旋阀相比，在高电阻和低电阻配置之间的切换需要通过施加的磁场或高密度自旋极化电流进行磁化反转，我们提供了一种具有石墨烯中的栅极控制自旋反转的替代路径。所得到的可调MPE采用一个简单的铁磁金属自旋电子器件的承诺，并实现奇异的拓扑状态，从量子自旋霍尔和量子反常霍尔效应，马约拉纳费米子和skyrmions。
2018-02-21 cond-mat.mes-hall
Spiral graphone and one sided fluorographene nano-ribbons
采用从头算、半经验和大尺度分子动力学模拟研究了氢化/氟化石墨烯纳米带的不稳定性.自由站立的半无限扶手椅状氢化/氟化石墨烯（AC-GO/AC-GF）和船状氢化/氟化石墨烯（B-GO/B-GF）（沿着Z字形方向周期性的纳米带）是不稳定的并且自发地转变成螺旋结构。我们发现，卷起的螺旋B-GO和B-GF在能量上比螺旋AC-GO和AC-GF更有利，这与双面平坦的氢化/氟化石墨烯，即石墨烷/氟代石墨烯相反。我们发现，在轧制过程中，随着能隙的增加，堆积的螺旋结构在边缘处表现出意想不到的局部HOMO-LUMO。这些卷曲的烃结构在室温以上至少达到$T$ = 1000 K时是稳定的。
2013-03-09 cond-mat.mes-hall
Role of MgO barriers for spin and charge transport in Co/MgO/graphene non-local spin-valve devices
我们研究了单层和双层石墨烯非局域自旋阀器件中的自旋和电荷输运。类似于以前的双层石墨烯的研究，我们观察到的自旋寿命在我们的单层设备的载流子迁移率的逆依赖。这种普遍趋势仅在具有大接触电阻的器件中观察到。此外，我们观察到的第二个狄拉克峰的设备具有长的自旋寿命。这是由于触点下方的电荷传输造成的。相反，所有具有低欧姆接触电阻的器件仅表现出单个狄拉克峰。此外，自旋寿命显著降低，表明在电极下方发生额外的自旋退相。
2013-09-25 cond-mat.mes-hall
Spin Relaxation in Weak Localization Regime in Multilayer Graphene Spin Valves
采用非局域磁电阻（NLMR）测量方法，研究了多层石墨烯（MLG）自旋阀器件中自旋弛豫时间的温度依赖性。从低于70 K的磁阻（MR）测量中观察到弱局域化（WL），表明载流子的相干传输。在相同的温度范围内，我们观察到的自旋弛豫时间和自旋扩散长度的大的增加，即使扩散常数Ds被抑制的WL。这表明，在相干电荷输运机制中，当电荷经历量子干涉效应时，MLG中的自旋弛豫时间可以显著延长。
2013-03-08 cond-mat.mes-hall
All-electrical valley filtering in graphene systems (II): Numerical study of electron transport in valley valves
本文对谷电子学中的基本逻辑门--由两个或更多个谷滤波器组成的谷阀--的电子输运进行了数值研究。各种典型的影响的运输进行了研究，如那些由于界面散射，长和短距离杂质散射，边缘粗糙度，应变，过滤器间的间距，或增加数量的谷过滤器。为了说明，我们考虑由单层或双层石墨烯中的石墨烯量子线谷过滤器构建的特定阀的类别，其中过滤器受到面内横向电场的单独控制。利用石墨烯的最近邻紧束缚模型建立了相应的输运问题，并采用递推格林函数法求解相应的透射系数。在两个过滤器阀的情况下，结果明确地证明了存在一个显着的开关对比度的电子传输之间的两种配置的阀门，即，一个具有相同的和另一个具有相反的谷极性的两个组成过滤器。当增加阀中过滤器的数量时，对比度被示出增强。Fano-Fabry-Perot型共振与界面散射和滤波器间距的签名进行了说明。电子背散射由于杂质被发现是sizably抑制，与阀的性能表现出相当大的鲁棒性对边缘粗糙度散射。另一方面，单轴应变的存在下修改电子传输和结果在一个有趣的准周期调制的传输，因为我们改变应变强度。
2022-09-05 cond-mat.mes-hall
Valley filtering and valley valves in irradiated pristine graphene
Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Indian Institute of Technology Bombay（孟买印度理工学院）
该研究提出利用双圆反向旋转激光及其相对相位控制原始石墨烯的两个谷，实现高效率、全光学且抗中等无序的谷滤波器与谷阀。
2024-01-20 cond-mat.mes-hall
Hydrogenated graphene on the silicon dioxide surface
研究了石墨烯在α-石英（0001）SiO_2衬底上的氢化反应，考虑到材料的非晶性质，考虑了不同的表面终端。我们的从头计算表明，氢吸附在石墨烯上形成的石墨烯是积极的羟基和氧终止表面上的青睐，而硅终止和重建的氧终止阻碍吸附。研究结果表明，在SiO_2表面制备石墨烷，表面氧化和氢饱和是有利的。对于衬底上的原始石墨烯，我们发现所有表面终端的低能能带结构仅发生微小变化。
2011-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exchange interactions and frustrated magnetism in single-side hydrogenated and fluorinated graphene
采用海森堡模型，从第一性原理出发，分析了单面氢化（C $_2$ H）和氟化（C $_2$ F）石墨烯的磁性.我们预测了这两个系统的受抑基态，这意味着共线自旋结构的不稳定性，并揭示了在最近的实验中证明的缺陷石墨烯中没有常规的磁有序。此外，我们的研究结果表明，在低温下的高度相关的磁行为提供了自旋液体状态的可能性。
2013-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Proximity effects in bilayer graphene on monolayer WSe$_2$: Field-effect spin-valley locking, spin-orbit valve, and spin transistor
从第一性原理出发，研究了双层石墨烯对单层WSe $_2$的邻近轨道和自旋轨道效应.我们发现，内置的电场诱导的双层石墨烯的轨道带隙约为10 meV。值得注意的是，接近自旋轨道分裂的空穴是两个数量级-自旋轨道分裂的价带在K是约2毫电子伏-比电子。有效地，由于下石墨烯层与WSe $_2$的强烈接近，空穴经历自旋谷锁定。然而，施加大约1 V/nm的外部横向电场，对抗异质结构的内建场，完全逆转了这种效应，并且对于空穴，允许电子以2 meV的自旋轨道分裂被自旋谷锁定。这种行为构成了高效的场效应自旋轨道阀，使得WSe $_2$上的双层石墨烯成为场效应自旋晶体管的潜在平台。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall
Reliability of spin-to-charge conversion measurements in graphene-based lateral spin valves
了解石墨烯中的自旋物理对于开发未来的二维自旋电子器件至关重要。最近的研究表明，通过与相邻的自旋-轨道耦合材料接近，可以在石墨烯中实现经由逆自旋霍尔效应或逆Rashba-Edelstein效应的有效的自旋-电荷转换。由石墨烯霍尔棒和铁磁体组成的横向自旋阀装置最适合此类研究。在这里，我们报告说，模拟逆Rashba-Edelstein效应的信号可以在具有可忽略的自旋-轨道耦合的原始石墨烯中测量，证实这些信号与自旋-电荷转换无关。我们确定无论是在铁磁体的异常霍尔效应或普通的霍尔效应在石墨烯引起的杂散场作为可能的来源，这个文物。通过定量比较这些选项与有限元方法模拟，我们得出结论，后者更好地解释了我们的结果。我们的研究加深了对石墨烯中自旋-电荷转换测量方案的理解，在设计未来的实验时应考虑到这一点。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall
Enhanced spin accumulation at room temperature in graphene spin valves with amorphous carbon interfacial layers
我们证明了一个大的增强的自旋积累在单层石墨烯以下的电子束诱导沉积的无定形碳层在铁磁体-石墨烯界面。当石墨烯沉积在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）上并暴露于足够的电子束剂量以交联PMMA时，增强是10^4倍，而当石墨烯直接沉积在SiO2上并暴露于相同剂量时，增强是10^3倍。我们将这种差异归因于在前一种情况下更有效的碳沉积，这是由于PMMA释放的含碳化合物的存在增加。无定形碳界面可以维持非常大的电流密度而不退化，这导致在室温下超过500微电子伏的非常大的自旋积累。
2015-06-15 cond-mat.mes-hall
Topological features of hydrogenated graphene
氢原子吸附是石墨烯功能化的最有前途的方案之一。氢在狄拉克能量附近诱发窄共振，这导致磁矩的形成。此外，它们还产生局部晶格畸变，这增强了自旋-轨道耦合。磁性和自旋轨道耦合的组合允许丰富多样的相，其中一些具有非平凡的拓扑特征。我们分析了石墨烯单层上氢的有序阵列中磁性和自旋轨道耦合之间的相互作用，并对可能出现的不同相进行了分类。我们扩展了我们的模型，考虑阵列的吸附质在石墨烯类晶体具有较强的内在自旋轨道耦合。
2015-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge doping induced phase transitions in hydrogenated and fluorinated graphene
我们发现，电荷掺杂可以诱导氢化和氟化石墨烯中三种不同的吸附物相之间的转变。通过结合从头算，近似密度泛函理论和紧束缚计算，我们确定了过渡从岛的C $_8$ H $_2$和C $_8$ F $_2$的随机吸附分布周围的掺杂水平$\pm 0.05$ e/C-原子。此外，在具有随机吸附物覆盖的情况下，电荷掺杂被示出为触发有序转变，其中当掺杂水平超过吸附物浓度时，亚晶格对称性自发地被破坏。再杂化能和晶格畸变能使得仅从一侧共价官能化的石墨烯最容易发生这两种相变。与聚集和有序转变相关的能量增益超过室温热能。
2013-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bilayer, hydrogenated and fluorinated graphene: QED vs SU(2) QCD theory
基于对双层、氢化和氟化石墨烯的实验和计算研究，我们采用了强关联态的U（1）QED（量子电动力学）和SU（2）QCD（量子色动力学）理论。与非二分三角晶格不同，在二分蜂窝晶格上，总是存在一个在所有微观对称性下平凡变换的量子点，使狄拉克自旋液体（DSL）不稳定，从而可以连续地将DSL态调谐到具有母SU（2）而不是U（1）规范群的状态。SU（2）理论描述了一种不同于通常DSL的自旋液体状态，除了量子临界点之外，它可能相对于Neel或价键固体（VBS）相是不稳定的。这种观点意味着石墨烯系统中存在VBS态的可能性。
2020-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Formation of Hydrocarbons from Hydrogenated Graphene in Circumstellar Clouds
我们描述了一种机制，解释了从氢化石墨烯/石墨形成碳氢化合物和C2 H4;化学吸附氢和高温振动的协同效应削弱和破坏了硬C-C键。从密度泛函理论模拟得到总能量、优化结构和过渡态。这些值已被用来确定玻尔兹曼概率的热波动，以克服动力学障碍，产生的时间尺度的事件发生。这种机制可以用来合理化的可能途径，用于创建小的碳氢化合物和cycloyls从蚀刻石墨烯/石墨在恒星区域。
2014-08-21 astro-ph.SR cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Theory of the valley-valve effect in graphene nanoribbons
具有锯齿形边缘的石墨烯纳米颗粒中的潜在台阶被证明是谷间散射的内在来源-无论该台阶在晶格常数a的尺度上多么平滑。谷由相对边缘处的一对局域态耦合，其充当在谷K/K '中传播的边缘态的吸引子/排斥子。沿局域态带的相对位移δ决定电导G。我们的结果G=（e^{2}/h）[1- \cos（Nπ+2πΔ/3 α）]解释了为什么“谷阀”效应（由pn结阻塞电流）取决于整个带中碳原子数N的奇偶性。
2008-04-17 cond-mat.mes-hall
Absence of hyperfine effects in $^{13}$C-graphene spin valve devices
与$^{12}$ C相反，碳同位素$^{13}$ C具有核磁矩并且可以在石墨烯中诱导电子自旋退相。由于天然碳同素异形体中$^{13}$ C的丰度较低（$\sim$ 1%），该效应通常被忽略。化学气相沉积（CVD）允许仅从$^{13}$ C前体人工合成石墨烯，潜在地放大核磁矩的影响。在这项工作中，我们研究了纯$^{13}$ C-石墨烯中的超精细相互作用对其自旋输运性质的影响。使用Hanle进动测量，我们确定自旋弛豫时间，并观察到$τ_{s}$随着掺杂的微弱增加和$τ_{s}$随着温度的微弱变化，如在天然石墨烯中。为了比较，我们研究了纯$^{12}$ C-石墨烯中的自旋输运，也是通过CVD合成的，并且观察到类似的自旋弛豫性质。由于超精细效应的签名可以在倾斜自旋阀和Hanle配置中更好地解决，我们使用有限元建模来模拟典型石墨烯性质的超精细磁场存在下的倾斜信号。与GaAs的情况不同，与$^{13}$ C核的超精细相互作用对电子自旋输运的影响非常微弱，即使对于完全极化的核系统也是如此。此外，在测量的倾斜自旋阀和汉勒效应没有超精细功能可以解决。实验证实了石墨烯中超精细相互作用的弱特征和$^{13}$ C原子在自旋退相过程中的作用可以忽略不计。
2014-04-25 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect in Hydrogenated Graphene
在毫米级氢化石墨烯中形成的二维电子气中观察到量子霍尔效应，其迁移率小于10 $\mathrm{cm^{2}/V\cdot s}$，并且具有相应的Ioffe-Regel无序参数$(k_{F}λ)^{-1}\gg1$。在零磁场和低温下，氢化石墨烯是绝缘的，具有$250 h/e^2$量级的两点电阻。施加强磁场产生负的庞磁电阻，在45 T下两点电阻饱和在$h/2e^{2}$的0.5%以内。我们的观察结果与杂质诱导的石墨烯态密度能隙的开放是一致的。讨论了二维原子晶体中缺陷散射引起的电子局域化与磁约束之间的相互影响。
2013-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structure and dynamics investigations of a partially hydrogenated graphene/Ni(111) surface
利用氦-3原子散射方法研究了氢原子在Ni（111）表面单层石墨烯上的吸附动力学、结构和扩散动力学。衍射测量揭示了一个4 $^\circ$旋转矩形氢超结构。氢的吸附和解吸分别表现出$E_a=(89\pm7)\,$ meV和$E_d=(1.8\pm0.2)\,$ eV的活化势垒。氦-3自旋回波测量表明，在光谱仪的时间范围内，空间关联函数（或中间散射函数）没有衰减。因此，我们能够为可能的氢表面扩散速率设定下限。
2022-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin absorption by in situ deposited nanoscale magnets on graphene spin valves
石墨烯非局域自旋阀中自旋输运的原位测量用于量化由小（250 nm $\times$ 750 nm）金属岛吸收的自旋电流。该实验允许在不破坏真空的情况下连续沉积Fe或Cu，使得岛的厚度是唯一变化的参数。此外，通过使用单独的接触注入和检测测量岛的效果，我们隔离的自旋吸收的效果从任何变化的自旋注入和检测机制。从厚度依赖性推断，由Fe吸收的有效自旋电流$j_e = \frac{2e}{\hbar} j_s$与$10^8$ A/m $^2$一样大。$j_e$的最大值受到石墨烯/Fe界面的电阻-面积积的限制，其小至3 $Ωμ$ m $^2$。由相同厚度的Cu吸收的自旋电流小于Fe，正如预期的那样，考虑到Cu与Fe相比更长的自旋扩散长度和更大的自旋电阻。这些结果允许使用基于石墨烯的非局部自旋阀实现纳米磁体的自旋转移矩切换的前景的定量评估。
2018-04-06 cond-mat.mes-hall
Stability of Highly Hydrogenated Monolayer Graphene in Ultra-High Vacuum and in Air
Università degli Studi di Roma Tre（罗马第三大学）
通过XPS研究了氢化单层石墨烯在超高真空和常压下的稳定性，发现其在真空环境中长期稳定，而在空气中易氧化，原子氢可有效恢复氢化石墨烯。
2026-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppression of contact-induced spin dephasing in graphene/MgO/Co spin-valve devices by successive oxygen treatments
通过对石墨烯非局域自旋阀器件的连续氧处理，我们实现了Co/MgO自旋注入和检测电极的接触电阻面积积（$R_cA$）的逐渐增加以及相应差分dV-dI曲线中从线性到非线性特性的转变。通过这种接触的操纵，自旋信号的自旋寿命和幅度可以在相同的器件中显著增加七倍。这表明接触诱导的自旋退相是具有小$R_cA$值的石墨烯器件中自旋传输的瓶颈。随着$R_cA$值的增加，我们进一步观察到第二个电荷中性点（CNP）的出现在栅极相关的电阻测量。同时，我们观察到两个CNP之间的栅极电压分离的减少。自旋输运性质的强烈增强以及电荷输运的变化被解释为通过在氧处理过程中改善氧化物阻挡层来逐渐抑制Co/石墨烯相互作用。
2014-08-06 cond-mat.mes-hall
