Chemical Self Assembly of Graphene Sheets
发现化学衍生的石墨烯片通过GS和金上的非共价官能团之间的静电相互作用自组装到图案化的金结构上。这提供了在大衬底上的单个石墨烯片的规则阵列，其特征在于扫描电子和俄歇显微镜成像和拉曼光谱。自组装首次用于生产衬底上和完全悬浮的石墨烯电气设备。通过强电流退火去除GS上的分子涂层，恢复了GS的高电导和狄拉克点。高灵敏度气体检测的分子传感器证明与自组装GS设备。
2009-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Dynamics Simulation of Sputtering Process of Hydrogen and Graphene Sheets
为了阐明氢与石墨烯片化学溅射中碳氢小分子的生成机理，采用改进的Brenner REBO势进行经典分子动力学模拟。作为模拟模型，我们准备了比我们以前的模型更真实的物理系统，它由160个入射氢原子和10个石墨烯多层膜组成。从目前的工作中，我们发现以下事实：在石墨烯结构的破坏过程中，氢打破碳原子之间的共价键并不起重要作用，但从入射氢到石墨烯的动量转移导致石墨烯结构的破坏。此外，研究发现，石墨烯片的碎片几乎都形成链状分子，生成的碳氢分子由碳链和单个氢原子组成。
2006-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Barrierless procedure for substitutionally doping graphene sheets with boron atoms: ab initio calculations
利用从头算方法，我们提出了一种简单而有效的方法来取代掺杂石墨烯片硼。该方法包括选择性地将石墨烯片的每一侧暴露于不同的元素。我们首先将膜的一侧暴露于硼，而另一侧暴露于氮。以这种方式进行，B原子将自发地结合到石墨烯膜中，而没有任何活化屏障。在第二步中，该系统应暴露于富H环境，这将从层中去除CN自由基并形成HCN，从而导致完美的替代掺杂。
2008-11-25 cond-mat.mtrl-sci
DFT calculation for adatom adsorption on graphene sheet as a prototype of carbon nano tube functionalization
以碳纳米管（CNT）为模板，研究了石墨烯片上各种原子物种的密度泛函（DFT）计算。我们使用DFT计算作为CNT的原型，计算了许多原子物种（包括过渡金属、贵金属、氮和氧）在石墨烯片上的吸附能和吸附位点。从这些结果中可以选择合适的原子种类作为每个应用。计算结果表明，Mo和Ru在石墨烯片上的键结很强，具有很大的扩散势垒能。另一方面，一些原子种类具有大的结合能和小的扩散势垒能
2007-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Solvothermal Reduction of Chemically Exfoliated Graphene Sheets
石墨烯因其有趣的性质和潜在的应用而引起了人们的广泛关注。化学剥离法是近年来发展起来的一种制备石墨烯的新方法，主要用于大规模组装和应用，如复合材料和锂离子电池。虽然有效，但化学剥离方法涉及石墨烯的氧化并在制成的片材中引入缺陷。在100下的肼还原已显示部分恢复氧化石墨的结构和电导。然而，还原的GO在拉曼光谱中仍然显示出强的缺陷峰，其电阻率比原始石墨烯高2至3个数量级。重要的是生产比GO少得多的缺陷石墨烯片，并开发更有效的石墨烯还原。最近，我们报道了一种温和的剥离-再嵌入-膨胀方法，以形成比GO具有更高电导率和更低氧化度的高质量GS。5在这里，我们提出了一种180溶剂热还原方法用于我们的GS和GO。溶剂热还原在降低GS中的氧和缺陷水平、增加石墨烯域以及使GS的电导率接近原始石墨烯方面比早期的还原方法更有效。还原的GS在化学衍生的石墨烯中具有最高程度的原生性。
2009-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Doping of graphene adsorbed on the a-SiO$_2$ surface
我们对石墨烯片吸附在无定形SiO $_2$表面（G/a-SiO $_2$）进行了{ \it ab initio}理论研究。我们发现石墨烯通过范德华力吸附在a-SiO $_2$表面。a-SiO $_2$清洁表面的不均匀拓扑结构促进吸附的石墨烯片上的总电荷密度位移，从而在石墨烯上产生富电子以及富空穴区域。电荷密度的这种各向异性分布可能有助于降低G/a-SiO $_2$系统中的电子迁移率。此外，吸附的石墨烯片表现出净总电荷密度增益。在这种情况下，石墨烯片变成n型掺杂的，然而，在石墨烯-SiO $_2$界面处没有形成化学键。从a-SiO $_2$到石墨烯片的电子电荷转移发生在形成位于狄拉克点以上的部分占据的能级时。我们发现这种部分占据能级来自于a-SiO $_2$衬底中的三重配位氧原子。
2011-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Chemical vapor deposition growth of bilayer graphene in between molybdenum disulfide sheets
在二硫化钼片之间直接生长平坦的微米尺寸的双层石墨烯岛是通过在约800 °C下化学气相沉积乙烯来实现的。乙烯的温度辅助分解主要发生在二硫化钼台阶边缘。碳原子在这种高温下插入，并在沉积过程中，通过二硫化钼表面的缺陷，如台阶和皱纹。生长后的原子力显微镜图像显示，圆形平坦的石墨烯岛以高产率生长。它们由两个石墨烯层堆叠在一起，总厚度为0.74 nm。我们的研究结果表明，直接，简单和高产率的石墨烯/二硫化钼异质结构的生长，这可能是在未来的纳米电子和光电应用的高度重要性。
2017-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Selecting a single orientation for millimeter sized graphene sheets
我们已经使用低能电子显微镜（LEEM）和光发射电子显微镜（PEEM）研究和改善使用化学气相沉积（CVD）在Ir（111）上生长的石墨烯薄膜的质量。在升高的温度下的CVD已经产生均匀且具有单原子厚度的石墨烯片。除了相对于衬底对齐的域之外，其他旋转变体生长。利用旋转变体的更快生长和蚀刻速率的循环生长产生99%由对准域组成的膜。在CVD之前预回收具有高密度石墨烯核的衬底产生延伸超过毫米的对齐域的纯膜。这样的膜可以用于制备用于催化或纳米磁性的簇-石墨烯混合材料，并且可以潜在地与剥离技术组合以产生高质量的石墨烯基电子器件。
2009-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Group-IV graphene- and graphane-like nanosheets
我们进行了第一性原理研究的结构和电子性质的第IV组（C，SiC，Si，Ge和Sn）石墨烯类片在平坦和屈曲配置和相应的氢化或氟化的石墨烯类的。对这些结构形成过程中的能量学分析表明，氟化类石墨烯片非常稳定，易于在实验室中合成。我们还研究了氢化或氢化对类石墨烯片性能的影响。这些石墨烷状片层中的原子间距离与相应的结晶片层一致，这一特性可能有助于这些片层集成到三维纳米器件中。
2012-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional semiconducting nanostructures based on single graphene sheets with lines of adsorbed hydrogen atoms
结果表明，吸附的氢对原子线将石墨烯片分割成条带，形成氢基超晶格结构（2 HG-SL）。我们发现2 HG-SL的形成极大地改变了石墨烯的电子性质，从半金属到半导体。“锯齿形”（n，0）2 HG-SL的电子光谱与（n，0）碳纳米管的电子光谱相似，具有与n相似的带隙振荡，但具有非零的极小值。分析了复合双周期（n，0）+（m，0）2 HG-SL的“Z”形条带，认为它们可以作为准二维异质结来处理。我们还提出了一种制备氢超晶格的实验方法。
2007-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Colloidal stabilization of graphene sheets by ionizable amphiphilic block copolymers in various media
在这项工作中，线性聚苯乙烯-聚（2-乙烯基吡啶）（PS-b-P2 VP）和杂臂星形PS_22P2VP_22可电离嵌段共聚物被用作分散剂的原始石墨烯的液相剥离。各种策略，如直接剥离，薄膜水合和相转移已被采用和比较。最好的策略涉及一个两步的过程，即，预剥离的石墨在聚合物/CHCl 3的解决方案，然后相转移到酸化水。然后通过使用星形共聚物作为稳定剂获得高度富集单层结构的石墨烯薄片的高浓度稳定水性悬浮液。所制备的石墨烯/共聚物杂化物被用作填料材料，以制备用于机械增强的功能聚合物复合材料。这种共聚物改性的石墨烯片已被证明是PVA的有效增强剂，因为即使在0.1重量%的低石墨烯重量分数下也实现了储能模量的显著增加（比纯PVA的储能模量高145%）。
2018-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen adsorption on boron doped graphene: an {\it ab initio} study
用{ \it ab initio}方法研究了硼掺杂石墨烯片的电子和结构性质，以及氢原子在硼掺杂石墨烯片上的化学吸附过程.
2007-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Preparation of graphene bilayers on platinum by sequential chemical vapour deposition
介绍了一种廉价而灵活的方法，该方法能够通过顺序化学气相沉积在Pt（111）上外延生长双层石墨烯。两个堆叠的石墨烯片的延伸区域通过首先乙烯的热分解和随后的石墨烯的形成来获得。在第二步骤中，足够厚的Pt膜掩埋第一石墨烯层，并充当用于在第三步骤中制造第二石墨烯层的平台。然后，最终退火过程导致第一石墨烯片扩散到表面，直到完成与第二片的双层堆叠。扫描隧道显微镜揭示了双层石墨烯的成功生长，并阐明了莫尔图案的起源。
2018-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Novel electronic and magnetic properties of BN sheet decorated with hydrogen and fluorine
基于密度泛函理论的第一性原理计算揭示了氢氟功能化BN片的一些不寻常的性质。这些性质不同于类似官能化的石墨烯，即使两者共享相同的蜂窝结构。(1)与石墨烯在完全氢化时经历金属到绝缘体的转变不同，BN片的带隙在完全被氢饱和时显著变窄。此外，BN片的带隙可以从4.7 eV调整到0.6 eV，并且该系统可以是直接或间接半导体或甚至半金属，这取决于表面覆盖率。(2)与石墨烯不同，BN片具有杂原子组成，当与H和F共同修饰时，它可以导致具有丰富的电子和磁性的各向异性结构。(3)与石墨烯不同，BN片可以根据表面功能化的方式制成铁磁、反铁磁或磁简并。(4)功能化BN片的磁耦合的稳定性可以通过施加外部应变来进一步调制。我们的研究突出了功能化BN片的新应用的潜力。
2009-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Irreversibility in response to forces acting on graphene sheets
石墨烯片中的波纹的量与与衬底或与悬浮结构的相互作用有关。在这里，我们报告了对作用于悬浮石墨烯片的力的反应的不可逆性。这可以解释为什么人们总是在悬浮的石墨烯上观察到波纹结构。我们表明，压缩-松弛机制产生静态波纹的石墨烯片，并确定一个特殊的温度$T_c$，使$T<T_c$的自由能的波纹石墨烯小于粗糙的石墨烯。我们还表明，$T_c$依赖于结构参数，并随着样本量的增加而增加。
2010-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic Structure of Graphene on SiO2
我们首次采用扫描探针显微镜来揭示石墨烯基电子器件（即由绝缘二氧化硅衬底支撑的石墨烯片）的原子结构和纳米级形貌。原子分辨率的STM图像揭示了一个强大的空间依赖性的扰动，这打破了六方晶格的石墨晶格对称性的存在。石墨烯片的结构波纹部分地符合下面的氧化硅衬底。这些效应在用普通光刻方法处理的石墨烯器件上被掩盖或修改，因为它们被一层光致抗蚀剂残留物覆盖。我们通过一种新的清洁工艺使我们的实验能够产生原子级清洁的石墨烯片。
2008-11-04 cond-mat.mtrl-sci
On the origin of non-classical ripples in draped graphene sheets
自从石墨烯的发现以及随后对单原子厚材料的兴趣爆发以来，研究其机械性能一直是一个活跃的研究领域。新的长度尺度通常需要重新思考物理定律，这使得这些研究对于理解和最终利用新的材料特性至关重要。在这里，我们报告的纳米级周期性波纹悬浮，单层石墨烯片的扫描隧道显微镜和原子尺度模拟的调查。与在经典织物中发现的正弦波纹不同，我们发现石墨烯形成三角形波纹，其中弯曲被限制在每个波纹的顶点处的几个单位单元尺寸的数量级上的狭窄区域。这种非经典的弯曲轮廓导致石墨烯表现得像一种奇怪的织物，无论它如何悬垂，总是以相同的角度弯曲。研究这种非经典力学性质的起源，我们发现，与薄的经典织物不同，在石墨烯片中发生面内和面外变形。这两种变形模式相互竞争，导致在悬垂时应变锁定的最佳屈曲配置。从电子学上讲，我们看到这种面内变形产生伪电场，纯粹通过应变调制产生~3 nm宽的pnp异质结。
2022-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Electron beam nanosculpting of suspended graphene sheets
我们展示了通过受控暴露于透射电子显微镜的聚焦电子束来对悬浮的多层石墨烯片进行高分辨率改性。我们表明，这种技术可以用来实现，在几秒钟的时间尺度上，各种功能，包括纳米级的孔隙，狭缝和间隙是稳定的，不随时间而演变。尽管悬置的石墨烯片极薄，但发现大量去除材料以产生期望的特征几何形状不会引入悬置片结构的长程变形。
2008-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of the influence of adsorbed atoms on vacancy-induced magnetic moments in graphene sheets
我们提出了单原子空位在石墨烯的从头计算。与先前的工作一致，我们发现空位是最近实验观察到的磁性的原因，它产生了一个具有净自旋的中心。对于小的超晶胞，相对于完美的石墨烯结构，在超晶胞中存在强对称性破缺，并且这种对称性破缺对于较大的超晶胞要小得多。研究了H、O和N原子的吸附对裸单原子空位自旋中心的影响及其对样品感生磁性的影响。在这个系统中发现了丰富多样的机制产生的磁性。
2006-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Scale Effects on the Ballistic Penetration of Graphene Sheets
碳纳米结构由于其低密度和优异的力学性能而成为很有前途的防弹材料。最近对石墨烯在冲击条件下的行为的实验和计算研究也揭示了特殊的能量吸收特性。然而，报告的数值和实验值相差一个数量级。在这项工作中，我们结合数值和分析建模来解决这个问题。在数值计算部分，我们采用反应分子动力学对单层和双层石墨烯片进行了弹道测试。我们使用的速度值范围内的实验测试。我们的数值和实验结果被用来确定参数的标度律，这是在所有的实验和模拟结果吻合得很好。我们发现，随着层数（N）的增加，比穿透能降低，从N=1时的~25 MJ/kg降低到N趋于无穷大时的~0.26 MJ/kg。这些尺度效应解释了模拟和实验之间的明显差异。
2017-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Graphene physics and insulator-metal transition in compressed hydrogen
压缩的氢气穿过一系列的分层结构，其中这些层可以被视为扭曲的石墨烯片。这些层状结构的电子结构可以通过研究简单的模型系统来理解-一个理想的单氢石墨烯片和由这种片组成的三维模型晶格。能量稳定的结构由模型石墨烯基系统的结构畸变引起，所述结构畸变归因于朝向Peierls的电子不稳定性或与带隙的打开相关联的其他畸变。两个因素在压缩氢的金属化中起关键作用：（i）由于拓扑结构导致的六方或石墨烯类层中的导带和价带的交叉，以及（ii）具有$2p_z$ $π$特征的键合态的形成。
2013-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Formation of atomic nanoclusters on graphene sheets
采用分子动力学模拟研究了有限温度下悬浮石墨烯片上原子纳米团簇的形成。我们的系统研究是基于温度依赖的分子动力学模拟的一些过渡和碱金属原子悬浮在石墨烯片。我们发现过渡原子在石墨烯表面聚集形成了随机分布的各种尺寸的纳米团簇。我们还报告说，大多数碱金属原子在石墨烯片上形成一个原子层。有趣的是，钾原子在低温下几乎规则地沉积在表面上。我们从这种行为中预期，在低温下，由钾原子掺杂的悬浮石墨烯的电导率将比由其他原子掺杂的情况高得多。
2009-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
LiMn1-xFexPO4 Nanorods Grown on Graphene Sheets for Ultra-High Rate Performance Lithium Ion Batteries
随着LiFePO 4作为可再充电锂电池的新型正极材料的成功应用，另一种橄榄石结构的材料LiMnPO 4由于其较高的工作电势电压和能量密度而引起了人们的兴趣和努力。然而，由于其极低的电导率和离子电导率，基于LiMnPO 4的阴极材料的高倍率性能一直具有挑战性。在这里，我们开发了一种直接结合在石墨烯片（从氧化石墨烯还原）上的Fe掺杂的LiMnPO 4（LiMn0.75Fe0.25PO4）纳米棒的合成，以使LiMn0.75Fe0.25PO4纳米棒具有优异的导电性。LiMn0.75Fe0.25PO4纳米棒的形貌是石墨烯上生长的材料所特有的，并且对于Li+的快速扩散是理想的，其扩散路径为[010]晶轴沿着纳米棒的短径向方向（~20- 30 nm）。这些共同导致在约30-40秒内的超快放电，而不使用高碳含量。我们的LiMn0.75Fe0.25PO4纳米棒/石墨烯混合物在高工作电压下具有99.5%以上的高库仑效率，在所有掺杂的锂离子电池LiMnPO 4正极材料中表现出最佳的倍率性能。
2011-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Optical Spectra of Open-Shell and Closed-Shell Graphene-Based Molecules
我们计算研究了一组特定构型的石墨烯基分子的吸收光谱，包括（1）sp2裸石墨烯片，（2）含有不同化学键终止边缘原子的悬挂键但保持sp2构型基面的框架石墨烯片，（3）含有不同化学键终止边缘原子的悬挂键但保持sp2构型基面的石墨烯片。以及（3）由化学改性产生的块状sp3石墨烯片不仅发生在裸片周边，而且也发生在其基面。框架分子本质上是开壳的，呈现不同种类的还原氧化石墨烯，并且呈现石墨烯量子点的主要构建块。闭壳块状分子呈现纳米级氧化石墨烯的模型。分析了分子的UHF基态和ZINDO/S激发态。在UHF和RHF基态结果相同的大块分子的情况下，UHF-ZINDO/S组合是良好相干的。在框架分子的情况下，超高频和闭壳层ZINDO/S方法的不相干性表现在HOMO-LUMO能隙的显著减小，这使得开壳层分子的吸收光谱向红外区域发生了不真实的剧烈红移。通过对石墨烯量子点和氧化石墨烯的吸收光谱和荧光光谱的计算数据和实验数据的对比分析，证实了这一结论。
2017-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of chain versus sheet crystal structures for cyanides $M$CN ($M$ = Cu-Au) and dicarbides $M$C$_2$ ($M$ = Be-Ba; Zn-Hg). Alternatives to graphene ?
氰化物$M$ CN，$M$ =Cu，Ag，Au，在实验上具有六方堆积的无限- $M$ -CN- $M$-CN-链结构.根据我们早期对AuCN的研究，我们现在预测所有三种$M$ CN都可能具有与已知结构能量相当的替代$M_3$ C $_3$ N $_3$片状结构。本文还研究了价等电子体系$M$ C $_2$与$M_3$ C $_6$，$M$ =Be-Ba; Zn-Hg。目前，已知的二碳化物具有CaC $_2$或MgC $_2$链结构。对于$M$ = Zn、Cd和Hg，预测的片层在能量上低于链。所有这些系统在实验上都是未知的。事实上，与元素相比，它们显然是吸热的。对于某些片状结构，态密度表明带隙相当小，甚至具有金属特征。当可用时，实验的几何形状与计算的氰化物和二碳化物。
2007-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Separation and Electrical Properties of Self-Organized Graphene/Graphite Layers
石墨的本征层状结构是获得低成本和有前途的石墨薄层的方法的持续和扩大的研究的来源。本文报道了一种以水溶性氯化钠为基体的摩擦石墨片的分离方法。通过电流-电压测量来表征片材的电行为。发现了一种依赖于摩擦方向的面内电各向异性。光学显微镜观察结合所发现的非线性电行为显示，摩擦导致形成含有自组织少层石墨烯的光学透明薄层的片构成。
2014-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Ni(OH)2 Nanoplates Grown on Graphene as Advanced Electrochemical Pseudocapacitor Materials
研究了在不同氧化程度的石墨烯片上生长的Ni（OH）2纳米晶作为电化学赝电容器材料的潜在储能应用。直接生长在轻度氧化的导电石墨烯片（GS）上的单晶Ni（OH）2六方纳米片在2.8A/g的充放电电流密度下表现出约1335 F/g的高比电容，在45.7A/g的充放电电流密度下表现出约953 F/g的高比电容，具有优异的循环能力。高的比电容和显著的倍率性能在具有高能量和功率密度的超级电容器中具有应用前景。预合成的Ni（OH）2纳米片和石墨烯片的简单物理混合物显示出较低的比电容，凸显了纳米材料在石墨烯上直接生长的重要性，以赋予活性纳米材料和导电石墨烯网络之间的密切相互作用和有效的电荷传输。直接生长在石墨烯片上的单晶Ni（OH）2纳米片也显著优于生长在重氧化的电绝缘氧化石墨（GO）上的小Ni（OH）2纳米颗粒，这表明这些复合材料的电化学性能取决于石墨烯基底的质量以及生长在顶部的纳米材料的形态和结晶度。这些结果表明，石墨烯基纳米复合材料的合理设计和合成对于高性能能源应用的重要性。
2010-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Buckling of Graphene Layers Supported by Rigid Substrates
我们制定了一个非线性连续模型的石墨烯片支撑的一个平坦的刚性基板。所述片材平行于所述基底并且被加载在一对相对的边缘上。一个典型的横截面的片材被建模为一个弹性。我们使用基本技术从分叉理论研究如何屈曲的片材取决于边界条件，基板的组成，和片材的长度。我们还提出了数值结果，说明卡扣屈曲的片材。
2010-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pseudomagnetic fields and ballistic transport in a suspended graphene sheet
我们研究了一个悬浮的石墨烯片受到下面的栅极的电场。我们计算了薄片的弹性形变和相应的有效规范场，它改变了电子输运。在一个干净的系统中，样品的两端电导降低到弹道极限以下，并且在张力下样品中的低载流子浓度下几乎完全被抑制。剩余的无序恢复了一个小的有限导电性。
2008-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene quantum dots embedded in hexagonal boron nitride sheets
采用第一性原理计算对石墨烯量子点嵌入六方氮化硼单层片中的电子性质进行了研究。密度泛函理论计算表明，量子点的带隙是由B、N和C原子的量子限域效应和π轨道杂化决定的。费米能级附近的能量状态被发现是强烈的本地化内和附近的量子点。
2010-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impermeable Atomic Membranes from Graphene Sheets
我们证明了单层石墨烯膜对包括氦气在内的标准气体是不可渗透的。通过在膜上施加压力差，我们测量了单层石墨烯的弹性常数和质量。这种加压石墨烯膜是世界上最薄的气球，并在两个不同的区域之间提供了一个独特的隔离屏障，只有一个原子厚。
2008-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Creating and probing wide-bandgap nanoribbon-like structures in a continuous metallic graphene sheet
石墨烯单分子层的类光色散特性使其具有许多新颖的电子学特性1，但这种无间隙的特性也限制了石墨烯单分子层在数字电子学中的应用2。在石墨烯单层中产生适度带隙的一种罕见的工作解决方案是将其切割成一维（1D）纳米宽的带3 -13。在这里，我们表明，宽带隙可以在一个独特的一维应变结构，即，通过石墨烯和金属基底之间的强相互作用，而不是切割石墨烯单层，可以制备出连续石墨烯片的石墨烯纳米颗粒状（GNR状）结构。利用热应变工程技术在铑箔上生长的连续石墨烯片中观察到宽度仅为几纳米的类GNR结构。空间分辨扫描隧穿光谱揭示了在另外连续的金属石墨烯片中GNR样结构中几百meV的带隙开口，直接证明了完全在石墨烯单层中实现金属-半导体-金属结。我们还表明，它是可能的定制的GNR类结构的结构和电子性质，通过使用扫描隧道显微镜。
2015-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Repulsive van der Waals forces due to hydrogen exposure on bilayer Graphene
我们考虑原子氢暴露的影响，以系统的两个未掺杂的石墨烯片生长在二氧化硅表面附近（第一吸附到表面和第二独立的表面附近）。在没有氢原子的情况下，两片之间的范德华力在所有分离处都是吸引力，导致两片靠得更近。然而，随着氢原子的加入，长程范德华相互作用在临界浓度下变成排斥。下面的三层结构（SiO2 -原子氢气-空气）产生长距离排斥，其在足够大的间隔下主导二维未掺杂石墨烯片之间（以及外部石墨烯片与SiO2之间）的更快速衰减的吸引力。这可以是利用气体浓度来调节两个石墨烯片之间的间隔的途径。石墨烯层的掺杂增加了相互作用的吸引部分，因此减少了净排斥相互作用。
2012-01-05 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Imaging the dynamics of individual hydrogen atom intercalated between two graphene sheets
两个相邻的范德瓦尔斯材料片之间的层间走廊预计将修改限制在原子界面处的原子和分子的性质。在这里，我们直接成像单个氢原子插入两个石墨烯片之间，并通过扫描隧道显微镜（STM）研究其动力学。发现插层的氢原子与化学吸附在石墨烯外表面的原子氢有显著不同。我们的STM测量，辅以第一性原理计算，表明插入两个石墨烯片之间的氢原子大大降低了元素迁移步骤的势垒。特别地，来自石墨烯的受限原子氢解离能降低到0.34 eV，其仅为化学吸附在石墨烯上的氢原子的约三分之一。这为直接成像受限原子的原子动力学提供了一个独特的平台。我们的研究结果表明，范德华材料的原子界面可以提供一个有限的环境来调节界面化学反应。
2017-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Simple approach for high-contrast optical imaging and characterization of graphene-based sheets
提出了一种简单的光学方法，用于识别和测量纳米厚的石墨烯基材料的有效光学特性，基于使用由硅上的薄介电层组成的衬底。通过选择适当的光学性质和介电层的厚度，获得石墨烯基材料和基底之间的高对比度。通过对比预测值和实测值，得到了氧化石墨烯、热还原氧化石墨烯和石墨烯的有效折射率和光吸收系数。
2007-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancing infrared extinction and absorption in a monolayer graphene sheet by harvesting the electric dipolar mode of split ring resonators
研究了单层石墨烯片通过图案化开口环谐振器（SRR）在红外波段的消光和吸收增强。结果表明，与磁模和其他高阶模相比，电模对红外消光和吸收的增强作用更强。我们通过增加SRR单元电池设计中的石墨烯面积比来改善SRR石墨烯片的红外消光。随着石墨烯面积比的增加，电偶极模的辐射能力和石墨烯的耗散竞争约50%的最大红外吸收。通过捕获电偶极模来增强石墨烯片的红外消光和吸收的研究结果可能在石墨烯光子学和光电子学的太赫兹和红外检测和调制中具有潜在的应用。
2013-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electronic properties of curved graphene sheets
提出了一个模型来研究微弯曲的石墨烯片的电子结构与任意数量的五边形-七边形对和Stone-Wales缺陷的宇宙学类比的基础上。由曲率引起的无序在局部态密度中产生特征图案，可以在扫描隧道和透射电子显微镜中观察到。
2007-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el hep-th
Functional single-layer graphene sheets from aromatic monolayers
我们展示了如何使用低能电子辐照和随后的退火将铜基底上的芳香分子自组装单层转化为高质量的单层石墨烯。我们在原子尺度上表征了这种二维固态转变，并通过互补的显微镜和光谱技术以及电输运测量研究了所形成的石墨烯片的物理和化学性质。作为衬底，我们成功地使用Cu（111）单晶和技术相关的多晶铜箔。
2014-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Motion of a free-standing graphene sheet induced by a collision with an argon nanocluster: Analyses of the deflection and the heat-up of the graphene
Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Department of Mathematics, University of Leicester（莱斯特大学数学系）
研究通过分子动力学模拟分析氩纳米簇碰撞对自由站立石墨烯的动态影响，发现石墨烯弯曲产生横向波动，线弹性理论半定量描述其运动，同时温度分布分析显示早期阶段符合最小耗散原理。
2010-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Reducing sheet resistance of self-assembled transparent graphene films by defect patching and doping with UV/ozone treatment
液相剥离然后进行Langmuir-Blodgett自组装（LBSA）是一种很有前途的方法，可用于可规模化生产用于透明导体应用的石墨烯薄膜。然而，单层组装成薄膜通常会引起高密度的缺陷，导致阻碍实际应用的大的薄层电阻。我们引入UV/臭氧作为一种新型的光化学处理，其将LBSA石墨烯的薄层电阻降低三倍，同时保持高的光学透明度。这种处理对我们的膜的影响与其对机械剥离或CVD膜的影响相反，其中UV/臭氧在石墨烯平面中产生额外的缺陷，增加了薄层电阻。拉曼散射表明，暴露于UV/臭氧降低了LBSA石墨烯中的缺陷密度，其中边缘是主要的缺陷类型。FTIR光谱表明在暴露于臭氧期间氧与石墨烯晶格的结合。此外，功函数测量表明，处理掺杂的LBSA膜，使其更导电。这种与掺杂配对的缺陷修补导致改善LBSA石墨烯的透明导体性能的可访问方式，使得溶液处理的薄膜成为工业用途的候选者。
2019-08-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Core-level spectra from graphene
我们计算原始和掺杂的独立石墨烯片的核心水平的光谱。详细说明了如何进行计算。虽然原始石墨烯不是金属的，但核心水平光谱呈现出低能量拖尾，这是金属系统的特征。峰形随掺杂水平以特征方式变化。光谱与实验进行了比较，并显示出良好的协议。我们比较两个不同的原始样品和一个掺杂样品。原始样品是具有通过氢嵌入获得的SiC上的准自立式外延石墨烯的样品和具有悬浮的石墨烯片的样品。掺杂的样品是金负载的石墨烯片。金衬底充当受体，因此石墨烯片被p掺杂。
2015-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Percolation network dynamicity and sheet dynamics governed viscous behavior of poly-dispersed Graphene nano-sheet suspensions
实验测定了石墨烯纳米片悬浮液的粘度及其随温度和浓度的变化规律。提出了多分散GNS粘度高于基液的物理机理。实验数据表明，GNS的粘度增强介于碳纳米管悬浮液（CNTSs）和纳米氧化铝悬浮液（nAS）之间，表明GNS的粘度增强机制为渗流（如CNT）和布朗运动辅助的片状动力学（如氧化铝颗粒）的混合机制。片材动力学和渗滤，以及提出的渗滤网络动态因子，已被用来确定一个尺寸一致的分析模型，以准确地确定和解释多分散GNS的粘度。有人假设，动态片的行为定性类似于气体分子。该模型还提供了不同的稀纳米颗粒悬浮液的粘性行为的机制的洞察。该模型已被发现与GNS的实验数据，甚至碳纳米管和纳米氧化铝悬浮液。
2015-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Finite-temperature Screening and the Specific Heat of Doped Graphene Sheets
在低能量下，掺杂石墨烯片中的电子由无质量狄拉克费米子哈密顿量描述。在这项工作中，我们提出了一个半解析表达式的非相互作用的无质量狄拉克费米子的动力学密度密度线性响应函数（所谓的“林哈德”功能）在有限的温度。这一结果对于描述无质量狄拉克费米子在随机相位近似下的有限温度屏蔽是至关重要的。特别是，我们用它来定量预测掺杂石墨烯片的比热和压缩性。我们发现，在低温下，比热具有通常的正常费米液体的线性温度行为，与一个斜率，这是完全由重整化准粒子速度控制。
2008-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of edge vacancies on localized states in semi-infinite zigzag graphene sheet
研究了在不同缺陷浓度和分布下，空位对石墨烯层中零能边缘电子态稳健性的影响.所有的计算都是用格林函数方法和紧束缚近似进行的。结果表明，缺陷的排列方式对边态的破坏起着至关重要的作用。我们已经指定了一个临界距离的边缘空位时，它们之间的相互影响变得显着，并显着影响在石墨烯边缘的电子态密度。
2016-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene Unit Cell Imaging by Holographic Coherent Diffraction
我们已经成像的直径为210 nm的独立的石墨烯片2埃的分辨率相结合的相干衍射和全息与低能电子。整个片是从一个单一的衍射图案重建的，一次显示660.000个单独的石墨烯单元格的排列。考虑到具有100 eV量级的动能的电子不损伤生物分子的事实，现在将是开发用于将单个蛋白质沉积到这种石墨烯片上的方法的问题。
2013-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polymer-embedded molecular junctions between graphene sheets: A Molecular Dynamics study
聚合物纳米复合材料中的热传导取决于几个参数，包括纳米颗粒的热导率和几何特征、颗粒负载、它们的分散程度和分散网络的形成。为了提高独立式导电纳米颗粒之间的热接触效率，先前提出了。这项工作首次报告了石墨烯聚合物纳米复合材料内的分子结的研究。采用分子动力学模拟研究了聚合物紧密接触时分子结的热传输效率，定量分析了聚二甲基硅氧烷（PDMS）包围石墨烯和分子结时分子结的贡献.在PDMS/石墨烯模型的热导率的一个很强的依赖性被发现，与短的和构象刚性的分子结获得最好的性能。
2021-01-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Anisotropic Electron-Phonon Coupling and Dynamical Nesting on the Graphene Sheets in CaC6
石墨层间化合物的超导电性已经研究了40多年，尽管最近取得了进展，并在CaC 6和YbC 6中发现了相对高的Tc超导电性，但仍然没有完全理解。最近的研究表明，电子-声子耦合是最有可能负责配对和嵌入衍生的电子状态和振动起主导作用。本文首次对Tc= 11.6K的超导体CaC_6的电子结构进行了研究。使用角分辨光电子能谱，我们发现，与理论模型相反，石墨烯衍生的费米片上的EPC是令人惊讶的强，反映了与高频石墨烯衍生的振动的相互作用。因此，除了在电荷中性状态下的惊人特性外，石墨烯片在重掺杂状态下也表现出令人惊讶的特性：它们可能支持强配对相互作用，并导致它们作为构建块的化合物的超导性。
2008-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The effect of edge and impurities sites properties on their localized states in semi-infinite zigzag edged 2D honeycomb graphene sheet
采用三对角方法区分边缘模和面积模，研究了边缘位置性质对半无限锯齿形二维石墨烯蜂窝片边缘局域态的影响.结果表明锯齿形石墨烯的边缘局域态对边缘位置性质的依赖性是真实的，这解释了石墨烯边缘局域态密度测量的实验结果，同时消除了在制造GNR的实验数据中发现的半导体行为与预期的理论半导体性能之间的不一致性。在不考虑边缘特性对边缘局域态影响的情况下计算的金属行为。
2011-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Uncovering the Dominant Scatterer in Graphene Sheets on SiO2
我们测量了原子氢吸附对石墨烯片的电子输运性质的影响，作为氢覆盖率和初始氢化前场效应迁移率的函数。我们的结果是兼容的氢吸附诱导谷间混合施加短程散射势。发现不同器件的饱和覆盖率与其初始迁移率成正比，表明本机散射体的数量与氢的饱和覆盖率成正比。通过外推这个比例，我们表明，场效应迁移率可以达到$1.5 \times 10^4$ cm $^2$ /V秒的氢吸附网站的情况下。这种对氢的亲和力是SiO $_2$上基于石墨烯的场效应晶体管中最主要类型的天然散射体的特征。
2010-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical properties of quasiparticles in a gapped graphene sheet
我们提出了数值计算的影响载流子载流子相互作用的准粒子的动力学性质，如重整化速度和准粒子非弹性散射寿命在带隙的石墨烯片。我们的形式主义是基于多体$G_0W$ -近似的自能。我们提出的多体重整化速度抑制和重整化常数在很宽的范围内的能隙值的结果。我们发现在大密度区，重整化速度几乎与载流子密度无关。我们还表明，准粒子的非弹性散射寿命减少，增加间隙值。最后，我们提出的平均自由程的载流子抑制的能隙值的结果。
2008-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective material parameter retrieval for thin sheets: theory and application to graphene, thin silver films, and single-layer metamaterials
从模拟或测量的样品散射参数中提取有效材料参数是超材料领域的一个重要工具。在这里，我们讨论的检索方法薄膜结构，可以近似由一个二维的散射片。我们确定的有效薄层电导率的散射参数，我们指出的重要性，以避免超定反演问题的磁片电流。随后，我们提出了两个应用程序的表检索方法。首先，我们确定薄银膜的有效薄层电导率，并将所得电导率与石墨烯的薄层电导率进行比较。其次，我们将该方法应用到具有电偶极共振的切割线超材料。该方法对二维超材料和频率选择表面等薄膜结构是有效的，并且可以很容易地推广到各向异性或手征介质。
2012-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Laser scribing on HOPG for graphene stamp printing on silicon wafer
利用脉冲激光对高取向热解石墨（HOPG）进行了刻纹加工。HOPG表面的图案化促进接触印刷期间石墨烯层的分离。比较了几层石墨烯的直接HOPG到基底和胶水辅助压印。通过光学和扫描电子显微镜观察印刷的石墨烯片。通过原子力显微镜测量石墨烯层的数量。石墨烯辅助的印模印刷允许将相对大的石墨烯片（40 × 40微米）印刷到硅晶片上，这对于微电子制造可能是重要的。所提出的方法更容易实现，并且比大多数现有的将石墨烯片放置到衬底上的方法更灵活。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tearing Graphene Sheets From Adhesive Substrates Produces Tapered Nanoribbons
石墨烯是一种真正的二维原子晶体，具有特殊的电子和机械性能。虽然传统的块状和薄膜材料已经被广泛研究，但石墨烯的关键机械性能，如撕裂和开裂，仍然未知，部分原因是其二维性质和最终的单原子层厚度，这导致传统材料模型的崩溃。通过结合第一性原理ReaxFF分子动力学和实验研究，自下而上的研究从粘合剂衬底的石墨烯片撕裂，包括锥形石墨烯纳米带的形成的观察。通过仔细分析的潜在的分子断裂机制，它表明，所得到的纳米取向的几何形状是由石墨烯基板的粘附能和撕裂的石墨烯层的数量控制。通过将石墨烯作为更广泛的二维原子晶体的模型材料，这些结果为高度受限的纳米材料的撕裂和开裂机制提供了基本的见解。
2010-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Casimir interactions in graphene systems
确定两个独立的石墨烯片之间以及石墨烯片和衬底之间的非延迟Casimir相互作用（范德华相互作用）。在任意频率、波矢和掺杂的随机相位近似下，给出了石墨烯介电函数沿虚频轴的精确解析表达式.
2010-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
