The tunnelling spectra of quasi-free-standing graphene monolayer
考虑到在过去几年中石墨烯的扫描隧道显微镜（STM）研究的巨大成功，令人惊讶的是，仍然存在关于准独立石墨烯单层的隧道光谱的报道的基本矛盾。许多研究小组观察到在狄拉克点处状态密度（DOS）线性消失的V形光谱，而其他研究小组报告的光谱具有60 meV的间隙，固定在准独立石墨烯单层的费米能级上。本文系统地研究了几种不同基底上的准独立石墨烯单分子层的两个相互矛盾的隧穿谱，并对结果给出了一致的解释。光谱中的间隙来自石墨烯中的面外声子，其将布里渊区角落处的狄拉克电子与区中心处的近自由电子态混合。我们的实验表明，与衬底的相互作用可以有效地抑制石墨烯中的面外声子的影响，使我们能够检测到光谱中的狄拉克电子的DOS。我们还表明，有可能在纳米尺度上打开和关闭石墨烯的面外声子，即，隧穿光谱显示通过施加到STM尖端的电压脉冲在两个不同特征之间切换。
2017-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stability and magnetization of free-standing and graphene-embedded iron membranes
最近的实验实现单层铁膜在石墨烯穿孔的启发，我们进行从头计算嵌入在石墨烯中的铁单层和膜，以评估其结构稳定性和磁化。我们表明，单层铁有一个更大的自旋磁化每原子比散装铁和嵌入在石墨烯中的铁膜表现出自旋磁化单层铁。我们发现，独立的单层铁是结构上更稳定的三角形晶格相比，无论是正方形和蜂窝晶格。这与嵌入的Fe膜形成正方形晶格的实验观察相矛盾。然而，我们发现，嵌入在石墨烯穿孔的铁膜可以更稳定的正方形晶格配置相比，三角形。此外，我们发现正方形晶格具有较低的边缘形成能，这意味着正方形Fe晶格在膜形成期间可能是有利的。
2014-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Table-Top Formation of Bilayer Quasi-Free-Standing Epitaxial-Graphene on SiC(0001) by Microwave Annealing in Air
我们提出了一种在SiC（0001）上制备双层准自支撑外延石墨烯（QFSEG）的方法。通过在空气中对在SiC（0001）上生长的单层外延石墨烯（EG）施加微波退火，缓冲层从SiC衬底解耦并且变成第二EG层，如通过低能电子衍射、高分辨率透射电子显微镜、拉曼散射光谱、X射线光电子能谱学和角度分辨光电子能谱学所确认的。去耦的最可能的机制是由SiC表面的氧化给出的，这与在空气中的常规退火方法中发生的情况非常相似，但是处理时间少一个数量级以上。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selective Conduction of Organic Molecules via Free-Standing Graphene
通过分子动力学，在热梯度驱动下，在石墨烯衬底上的十种有机气体分子之间进行竞赛。观察到的分子的快速导电与芳香族化合物的选择性。这种选择性源于芳香分子的平面结构有助于保持与基底的较短距离，这是气固界面驱动力的关键。漂移速度随分子密度的降低而单调增加，即使对于单个分子也没有观察到弹道输运。发现了苯分子在大的热梯度下的非线性传导机制。在低温下，分子在石墨烯衬底中聚集并沿着特定的路径集体运动。
2020-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-energy electron transmission imaging of clusters on free-standing graphene
我们研究了独立式石墨烯作为透明样品载体的效用，通过低能电子全息成像纳米尺寸的物体。讨论了获得无污染石墨烯的样品制备以及实验装置和结果。对于具有66 eV动能的入射电子，石墨烯表现出每层27%的不透明度。因此，吸附在独立石墨烯上的纳米尺寸物体的电子全息图可以被记录和数字重建，以揭示物体的形状和分布。此外，已经观察到独立石墨烯多层的莫尔效应。
2012-07-10 cond-mat.mes-hall
Atomic and Electronic Structure of Si Dangling Bonds in Quasi-Free-Standing Monolayer Graphene
在准自立单层石墨烯（QFMLG）的界面处没有H终止的Si悬挂键是已知的散射中心，其可以严重影响载流子迁移率。在这份报告中，我们研究的原子和电子结构的Si悬挂键QFMLG使用低温扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS），原子力显微镜（AFM），和密度泛函理论（DFT）计算。利用扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）在平台上观察到两种不同对比度的缺陷。它们的STM对比度随偏置电压而变化。在STS中，它们在不同的能量1.1和1.4 eV处显示出特征峰。与DFT计算的比较表明，它们分别对应于3和4 Si悬挂键的簇。这些结果的优化石墨烯合成的相关性进行了讨论。
2017-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intercalant-induced Kekule ordering and gap opening in quasi-free-standing graphene
Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Würzburg（维尔茨堡大学理论物理与天体物理研究所）；Institute of Theoretical Physics, University of Hamburg（汉堡大学理论物理研究所）；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging（汉堡超快成像中心）
Sn插入通过解耦缓冲层并引入局部晶格畸变，诱导石墨烯中凯克勒有序和能隙打开，揭示了插入剂均匀性和应变对石墨烯性质的调控作用。
2025-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metal adsorption and nucleation on free-standing graphene by low-energy electron point source microscopy (graphene intercalation)
金属与碳材料，特别是与石墨烯的相互作用对于各种技术应用是重要的。特别地，碱金属的插层被认为提供了用于调节石墨烯的电子性质以用于器件应用的手段。虽然可以很容易地研究这种嵌入事件的宏观效应，但在原子尺度上详细地并在明确定义的实验条件下跟踪相关过程构成了挑战。在这里，我们原位研究的吸附和成核的碱金属K，Cs和Li的独立石墨烯通过低能电子点源显微镜。我们发现，碱金属很容易插层之间的双层石墨烯。事实上，K和Cs的平衡分布有利于在双层之间比在单层石墨烯上高得多的颗粒密度。我们得到了这两个域之间的结合自由能的差异的定量值。我们的研究是完成了一个控制实验引入Pd作为代表的非碱金属。现在，我们在单层和双层石墨烯上观察到相等程度的团簇形成，但是没有插层。因此，我们的调查构成了第一次原位研究的金属原子吸附的不同特异性的独立石墨烯。
2023-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Free-standing Graphene as Gold Standard
我们证明使用石墨烯片作为一种新的质量标准，在扫描透射电子显微镜（STEM）为基础的质谱。在这里，通过STEM研究独立的石墨烯片。离散数量的石墨烯层使得能够在扩展的厚度上执行STEM强度的精确校准，并且具有单原子层灵敏度。作为应用，我们对复杂结构的碳纳米颗粒进行了研究。
2010-08-31 cond-mat.mes-hall
Tearing of Free-Standing Graphene
我们研究了撕裂石墨烯的断裂力学。我们提出了一个分子动力学模拟的裂纹在夹紧，独立的石墨烯作为一个功能的面外力的传播。几何形状的动机是实验配置，暴露石墨烯片的平面外的力量，如背栅电压。我们建立了几何和基本的能量故障，并获得近似的解析表达式的临界裂纹长度和力。我们还提出了一种方法来获得石墨烯的韧性。我们观察到裂纹的路径和产生的边缘结构依赖于初始裂纹长度。这项工作可能有助于避免石墨烯片的撕裂，并有助于生产具有特定边缘结构的样品。
2013-07-10 cond-mat.mes-hall
Long-lived discrete breathers in free-standing graphene
利用分子动力学模拟研究了自支撑石墨烯中的固有局域模或离散呼吸子。离散的呼吸子是通过石墨烯晶格的热淬火或通过适当的初始化产生的，频率和寿命敏感地取决于描述碳-碳相互作用的原子间势。在最现实的情况下，其中使用石墨烯特定的原子间势在三维中进行温度依赖性分子动力学模拟，呼吸寿命增加到数百皮秒，即使在相对高的温度下。这些寿命远高于早期计算的预期，并可能使直接呼吸观察拉曼光谱实验。
2015-07-23 cond-mat.mes-hall
Anisotropy of Thermal Conductivity of Free-Standing Reduced Graphene Oxide Films Annealed at High Temperature
我们研究了经受高达1000 C的高温处理的独立式还原氧化石墨烯膜的热导率。结果发现，高温退火显着增加的面内热导率，K，在室温下从3 W/mK到61 W/mK的膜。在1000 ℃下退火的还原氧化石墨烯膜中，交叉平面热导率Kc显示出有趣的相反趋势，即降低至0.09 W/mK的非常小的值。所得到的薄膜表现出非常强的各向异性的热导率，K/Kc ~ 675，这是大大大于甚至在高品质的石墨。退火膜的电阻率降低到1 - 19欧姆/平方。从理论上解释了所观察到的面内和跨面热导率分量的修改导致不寻常的K/Kc各向异性。理论分析表明，随着sp2畴尺寸的增加和氧含量的进一步降低，K可以达到高达~500 W/mK。这些膜的强各向异性热传导性质可用于热管理中的应用。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
Flexural phonons in free-standing graphene
旋转和反射对称性使得独立式石墨烯膜的平面外（弯曲）声子在长波长处具有二次色散，并且只能被成对的载流子激发。结果表明，在温度T_x以下，弯曲声子对电阻率$ρ$的贡献占主导地位，在温度T_x以下，我们得到了反常的温度依赖关系$ρ\propto T^{5/2}_{}\ln T$ .对数因子来自于由于膜的弯曲和拉伸自由度之间的耦合而引起的弯曲声子色散的重正化。
2007-07-30 cond-mat.mes-hall
The Effect of Intrinsic Crumpling on the Mechanics of Free-Standing Graphene
由于动态弯曲声子和静态弯曲，自支撑石墨烯固有地在平面外方向上起皱。我们探讨了这种褶皱的石墨烯的有效力学常数的后果。我们开发了一种灵敏的实验方法来探测石墨烯膜在低温至室温下在低应力下的拉伸。我们发现，石墨烯的面内刚度在室温下在20和100 N/m之间，远小于340 N/m（对于平坦石墨烯的预期值）。此外，虽然当器件冷却至10 K时，面内刚度仅适度增加，但当石墨烯膜的纵横比增加时，其接近300 N/m。这些结果表明，石墨烯在低于400 K的温度下的软化是由静态弯曲引起的，只有一个小的贡献，由于弯曲声子。总之，这些结果解释了石墨烯器件的机械常数的巨大变化，并为控制其机械性能铺平了道路。
2015-11-06 cond-mat.mes-hall
Free Standing Epitaxial Oxides Through Remote Epitaxy: The Role of the Evolving Graphene Microstructure
本研究揭示了石墨烯微结构损伤与氧化物外延质量的关联，通过采用大晶粒尺寸石墨烯和可控孔径法，成功制备并转移了高质量自支撑氧化物薄膜，推动了功能氧化物的异质集成与商业化应用。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Curvature dependent surface energy for a free standing monolayer graphene: some closed form solutions of the nonlinear theory
独立石墨烯单层的连续体建模被视为二维2晶格，需要指定作为辅助变量的移位向量的分量。场方程是支配位移矢量的方程，还有动量和动量矩方程。我们提出了一个简单的加载历史，如轴向，双轴拉伸/压缩和简单的剪切的一系列问题的难度越来越大的分析。我们首先列出一个简化模型的方程，该模型仍然可以捕获弯曲效应。最初，我们忽略平面外变形。在这种情况下，我们用位移矢量解析地求解控制辅助变量的方程;当载荷指定时，这些方程是代数方程。作为下一步，仍然在简化模型上工作，考虑平面外变形，并且方程急剧复杂化。我们描述了如何可以引入到模型中，并应用Cauchy-Kowalevski定理得到存在性和唯一性的移位向量的一些特征情况下。最后，对于最一般的问题的处理，我们分类的动量方程，并给出柯西-Kowalevski定理适用的条件。
2018-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of free-standing silicene using bilayer graphene
现有的合成类硅烯结构仅在金属基底上实现，其与独立的屈曲硅烯非常不同，例如硅烯的狄拉克锥由于晶格畸变和与基底的相互作用而被破坏。提出了一种以石墨烯双层膜为骨架合成电子性质与基底解耦的硅烯的新方法。发现石墨烯层之间的硅烯的屈曲六边形排列非常类似于理论上预测的独立屈曲硅烯，其仅非常弱地范德华耦合到石墨烯层，具有3.42 μ m的类石墨层间距离，并且仅没有晶格畸变。我们发现，这些堆叠层在室温以上是稳定的。
2014-04-19 cond-mat.mes-hall
Dirac Fermion in Strongly-Bound Graphene Systems
非常希望将石墨烯集成到现有的半导体技术中，其中组合的系统是热稳定的，但在费米能级处保持狄拉克锥。第一性原理计算表明，某种过渡金属（TM）插层石墨烯/SiC（0001），如强结合石墨烯/插层Mn/SiC，可能是这样一个体系。与自支撑石墨烯不同，石墨烯与Mn/SiC之间的杂化导致形成主要具有TM d特征的色散狄拉克锥。相应的狄拉克光谱仍然是各向同性的，并且对于大至0.6V的偏压，输运行为与自支撑石墨烯几乎相同，除了费米速度是石墨烯的一半。一个简单的模型哈密顿量被开发来定性地解释狄拉克锥从色散系统（例如，石墨烯）到最初的非分散体系（例如，TM）。
2012-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal fluctuations of free standing graphene
在自洽计算束缚膜弹性常数与动量相关的基础上，利用非微扰重整化群方法计算了石墨烯热涨落与动量的关系.我们发现一个尖锐的交叉从微扰到异常制度，在良好的协议与Monte Carlo结果的石墨烯，并给出一个准确的值的交叉规模。我们的工作有力地支持了石墨烯被很好地描述为系留膜的观点。涟漪自然出现在我们的分析中。
2010-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
On the structure and topography of free-standing chemically modified graphene
化学改性石墨烯（CMG）的机械、电学和化学性质与其结构有着内在的联系。在这里，我们报告我们的研究的地形结构的独立CMG使用原子力显微镜和电子衍射。我们发现，与石墨烯不同，CMG的悬浮片在纳米尺度上是波纹状和扭曲的。AFM不仅揭示了长范围（100 nm）的扭曲诱导的支持，如先前观察到的石墨烯，但也短范围的波纹长度尺度下降到10 nm的分辨率极限。这些波纹是静态的而不是动态的，并且在原子级光滑衬底上支撑的CMG上显著减小。证据，甚至更短的范围内的扭曲，下降到几个纳米或更少，被发现的电子衍射悬浮CMG。实验数据与模拟的比较表明，从名义晶格位置的平均原子位移是碳-碳键长的10%的顺序。总之，这些结果表明化学改性石墨烯的复杂结构，其中异质官能化产生局部应变和变形。
2010-07-20 cond-mat.mes-hall
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
Revealing the nature of defects in quasi free standing mono-layer graphene on SiC(0001) by means of Density Functional Theory
通过从富Si SiC（0001）面选择性Si蒸发和H嵌入在SiC上生长的准独立单层石墨烯（QFMLG）在STM和AFM分析中显示出不规则性，表现为局部特征，我们先前将其识别为H层覆盖中的空位[Y Murata等人，Nano Res，出版中，DOI：10.1007/s12274-017-1697-x]。然而，这些特征的大小、形状、亮度、位置和浓度是可变的，这取决于氢化条件。为了阐明这些功能的性质，在这项工作中，我们进行了系统的密度泛函理论研究QFMLG的结构和电子性质的缺陷，在H覆盖安排在不同的配置，包括多达13个空缺的H原子，并表明这些产生本地化的电子态与特定的电子结构。基于模拟和测量的STM图像的比较，我们能够关联不同的空缺的大尺寸（7-13缺失H）的不同观察到的功能。的存在下，大的空缺是在协议的趋势，单H空位聚集，这里所证明的DFT结果。这给氢化过程提供了一些线索。我们的工作揭示了QFMLG中H覆盖缺陷的结构多样性，并为解释STM图像中的多样性提供了可操作的方法。这些空位产生的局域态的能量是可调的，通过它们的大小和形状，这表明在纳米和光电子学的应用。
2017-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Covalent functionalization by cycloaddition reactions of pristine, defect-free graphene
基于低温扫描隧道显微镜的研究，我们提出了一个直接可视化的环加成反应进行一些特定的氟化马来酰亚胺分子沉积在石墨烯上。这些研究表明，即使在没有预先存在的缺陷的情况下，环加成反应也可以在石墨烯的基面上进行。在将分子共价接枝到石墨烯上的过程中，碳原子的sp2共轭被打破，并产生局部sp3键。接枝分子扰动石墨烯晶格，产生驻波图案与各向异性，这是由于（1，2）环加成，如通过T-矩阵近似计算所揭示的。DFT计算表明，虽然（1，4）和（1，2）环加成都是可能的独立石墨烯，只有（1，2）环加成可以获得SiC（0001）上的石墨烯。全球平均光谱技术，XPS和ARPES，被用来确定由反应引起的样品的元素组成的修改，表明在石墨烯中的电子间隙的开放。
2016-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wide-Band Nano-Imaging of Plasmon Dispersion and Hotspots in Quasi-Free-Standing Epitaxial Graphene
我们报告了使用散射扫描近场光学显微镜（S-SNOM）在宽光谱范围内观察石墨烯等离子体干涉条纹，该显微镜采用了一组可广泛调谐的量子级联激光器。我们使用等离子体激元干涉测量石墨烯等离子体激元的色散曲线超过一个数量级的等离子体激元波长，从$λ_{sp}$ ~140到~1700 nm，并提取电子费米能量为298 $\pm$ 4 meV的氢嵌入单层外延石墨烯在SiC上。此外，我们证明了波长可调的石墨烯等离子体反射“热点”在单层/双层界面的外观。这项工作证明了宽带纳米成像精确测量石墨烯的电性能和空间控制等离子体反射聚焦的能力。
2018-05-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Conversion of self-assembled monolayers into nanocrystalline graphene: Structure and electric transport
石墨烯基材料已被建议用于从纳米电子学到纳米生物技术的应用。然而，石墨烯基技术的实现将需要大量具有可调物理和化学性质的独立二维（2D）碳材料。通过分子自组装的自下而上的方法具有满足这一需求的巨大潜力。在这里，我们报告的制造和表征的石墨烯由电子辐射诱导交联的芳香族自组装单分子层（SAMs）和随后的退火。在这个过程中，SAM被转化为具有良好定义的厚度和任意尺寸的纳米晶石墨烯片。电输运数据表明，这种转变伴随着绝缘体到金属的转变，其可用于控制所制造的石墨烯片的电性质，例如电导率、电子迁移率和双极电场效应。所建议的路线开辟了广阔的前景工程的自支撑的二维碳材料与可调性能的各种固体基板和多孔基板作为悬浮膜。
2011-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging the potential distribution of individual charged impurities on graphene by low-energy electron holography
虽然成像个别原子可以常规地实现在高分辨率透射电子显微镜，可视化的电位分布的个别带电的吸附物导致的相移的探测电子波仍然是一个具有挑战性的任务。低能电子（30 - 250 eV）对局部电势梯度敏感。我们采用低能电子全息术来获取独立石墨烯上单个带电杂质的同轴全息图。通过应用迭代相位恢复重建程序，我们恢复了独立石墨烯上存在的局部带电杂质的电势分布。
2017-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Monolayer graphene as dissipative membrane in an optical resonator
我们实验证明了原子级薄的，独立的石墨烯膜的光学腔的耦合。通过改变膜的位置沿驻波场的腔，我们定制的膜和腔之间的耗散耦合，我们表明，耗散耦合可以超过色散耦合。这样一个系统，其中控制耗散优于色散，将证明是有用的新的激光冷却方案在光学机械。此外，我们还测定了自支撑单层石墨烯在780 nm处的连续光损伤阈值为1.8（4）~MW/cm $^2$。
2016-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Acoustic plasmons in extrinsic free-standing graphene
除了传统的二维（2D）等离子体激元之外，预测声等离子体激元作为共存于非本征（掺杂或门控）石墨烯的非常相同的2D带中的两种类型的电子载流子的系统的集体运动而发生。这种新模式的起源在于存在于狄拉克点附近的石墨烯能带结构中的强各向异性。这种各向异性允许沿着γ-K方向以两种不同的费米速度移动的载流子共存，这导致两种集体振荡模式：其中两种类型的电子彼此同相振荡的一种模式[这是常规的2D石墨烯等离子体激元，其在长波长（q->0）处具有相同的色散，q1/2，作为2D自由电子气体的常规2D等离子体激元]，并且在此发现的另一模式对应于低频声振荡[其能量在长波长处表现出对2D波数q的线性依赖性]，其中两种类型的电子异相振荡。如果这一预测得到实验证实，它将代表声等离子体激元的第一次实现，声等离子体激元起源于两种类型的载流子共存于同一频带内的系统的集体运动。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall
Effects of gold cluster intercalation in graphene: stationary waves and modified QPI features
Université Paris Saclay, CNRS, CEA, Institut de Physique Théorique（巴黎萨克雷大学）；Institut de Sciences des Matériaux de Mulhouse, CNRS-UMR 7361 Université de Haute Alsace（米卢斯材料科学研究所）；Université Paris Saclay, CNRS, Laboratoire de Physique des Solides（巴黎萨克雷大学）
该研究解释了SiC上外延石墨烯的金插层产生的驻波和M点附近QPI特征，通过T矩阵处理的环形散射体模型，其结果与FT-STS测量及实空间驻波、局域态密度对比度的实验观察一致。
2026-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ballistic thermophoresis of adsorbates on free-standing graphene
作用于流体中的物体的教科书热泳力与局部温度梯度成比例。这同样适用于物理吸附在固体表面上的扩散团簇或分子的宏观漂移行为。我们在这里探索的问题是，这在2D膜上是否仍然有效，例如短片长度的石墨烯。通过一个非平衡分子动力学研究的测试系统-一个金纳米团簇吸附在独立的石墨烯夹在两个温度之间$ΔT$分开-我们发现一个泳力的亚微米片长度是平行的，但基本上独立的，当地的梯度大小。这确定了一个热泳制度，是弹道，而不是扩散，持续高达和超过一百纳米片的长度。分析表明，泳力是由于弯曲声子，其流动是已知的弹道和距离无关的相对较长的平均自由路径。然而，普通的谐波声子应该只携带晶体动量，当撞击在集群上时，不应该能够留下真正的动量。我们表明，石墨烯，和其他膜状单层，支持特定的非谐连接之间的弯曲声子和纵向声子的快速逃逸留下了一个2D投影的质量密度增加赋予弯曲声子，因为他们移动与他们的群速度，与真正的动量，其中一部分是通过散射传输到吸附物。由此产生的与距离无关的弹道热泳力并非不可能具有实际应用。
2017-08-21 cond-mat.mes-hall
Non-local Plasma Spectrum of Graphene Interacting with a Thick Conductor
利用自洽场论，得到了单层石墨烯与厚导体库仑耦合时的非局域等离子体激元色散关系。数值计算了任意波数的无阻尼等离子体激元激发谱。对于有间隙的石墨烯，低频（声学）和高频（表面）等离子体激元都可以位于粒子-空穴区域中的无阻尼开口内。此外，我们得到的等离子体激元激发的频率波矢量空间的区域中不存在的独立的带隙石墨烯。
2014-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superlattice of resonators on monolayer graphene created by intercalated gold nanoclusters
在这里，我们报告一种“新”类型的排序，允许修改的石墨烯单层（ML）的电子结构。我们已经在顶层单层石墨烯和外延石墨烯的缓冲层之间插入了小的金簇。我们发现，这些集群扰动ML石墨烯上的准粒子，并作为量子点创建一个超晶格的共振器上的石墨烯ML，揭示了一个强大的模式的驻波。使用傅里叶变换扫描隧道光谱学对驻波图案的详细分析强烈地表明，这种现象可以由石墨烯的能带结构的强烈修改和（或）由电荷密度波（CDW）引起，其中涉及范霍夫奇点的大扩展。
2010-06-30 cond-mat.mes-hall
π-Plasmon Dispersion in Free-Standing Graphene by Momentum-Resolved Electron Energy-Loss Spectroscopy
石墨烯中的π-等离激元色散通过具有改进的q分辨率的动量（q）-分辨电子能量损失谱来仔细检查，并且发现显示二维电子系统的集体激发的q色散的平方根特征，与先前报道线性q色散的实验和理论研究相反。我们对q依赖谱的理论阐述证实了q关系的平方根，并进一步揭示了面内电子各向异性。将π等离子体激元的物理性质与狄拉克费米子载流子引起的二维等离子体激元的物理性质进行了比较。证明了π等离子体激元和二维Dirac等离子体激元之间的明显区别，澄清了以前报道的将线性色散的Dirac锥与π等离子体激元的线性色散相关联的共同概念。
2014-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disorder-induced rippled phases and multicriticality in free-standing graphene
在包括悬浮石墨烯的晶体无序膜中观察到的最令人兴奋的现象之一是波纹，即静态弯曲变形的形成。尽管人们对此进行了积极的研究，但仍然不清楚波纹相是否存在于热力学极限，或者它是否被热涨落破坏。我们表明，一个足够强的短程无序稳定的涟漪，而在一个弱的无序的情况下，热挠曲波动占主导地位的热力学极限。无序悬浮石墨烯的相图包含两个分界线：区分平坦相和褶皱相的褶皱过渡线和区分波纹相和清洁相的波纹过渡线。在分界线的交点处，有一个不稳定的多临界点，它分裂了所有四个相。最值得注意的是，波纹和干净的平坦阶段描述了一个单一的稳定的固定点，属于波纹过渡线。由于相应的重整化群方程的非解析性，两个平坦相在单点共存是可能的，反映了热涨落和波纹涨落消失极限的非对易性。
2020-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Raman spectroscopy of graphene at high pressure: substrate and pressure transmitting media effects
采用极性和非极性压力传输介质（PTM）研究了在多晶铜上化学气相沉积生长的石墨烯的拉曼光谱的压力演化。G和2D拉曼谱带表现出类似的压力斜率的PTM无论任何无意的初始掺杂和/或应变的样品。我们的分析表明，任何压力引起的电荷转移效应是微不足道的影响石墨烯的压力响应。这是由由于压力引起的衬底收缩引起的机械应力和衬底到石墨烯层的转移效率以及PTM-石墨烯相互作用决定的。对于非极性PTM，在PTM固化状态下观察到石墨烯的特殊压力行为，类似于独立石墨烯的压力行为。
2013-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band Structure Mapping of Bilayer Graphene via Quasiparticle Scattering
垂直电场打破了Bernal堆叠的双层石墨烯的层对称性，导致带隙的打开和载流子的有效质量的修改。使用扫描隧道显微镜和光谱学，我们研究驻波的局域态密度的双层石墨烯形成的散射从双层/三层边界。准粒子干涉性质由双层石墨烯能带结构控制，允许直接局部探测双层石墨烯的能带结构的演化作为电场的函数。我们提取Slonczewski-Weiss-McClure模型紧束缚参数为$γ_0 = 3.1$ eV、$γ_1 = 0.39$ eV和$γ_4 = 0.22$ eV。
2014-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Point defects on graphene on metals
了解石墨烯与其局部环境的耦合对于将其集成到未来的电子设备中至关重要。在这里，我们展示了金属基底的存在如何影响原子定制的石墨烯层的性质。我们有意识地在Pt（111）表面上生长的石墨烯单层上引入单碳空位，并研究其对石墨烯层的电子，结构和磁性的影响。我们的低温扫描隧道显微镜的研究，辅以密度泛函理论，表明存在一个广泛的电子共振以上的费米能量与空缺。空位位点变得具有反应性，导致石墨烯层和金属衬底之间在这些点处的耦合增加;这引起局域态的快速衰减和与独立石墨烯层中的碳空位相关联的磁矩的淬灭。
2011-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of graphene's dynamic ripples by local harmonic out-of-plane excitation
使用精心设计的分子动力学模拟，我们演示了通过施加局部面外正弦激励来调谐自支撑石墨烯中的动态波纹。根据边界条件和外部调制，我们显示控制的本地动态形态，包括平坦化和稳定的波纹图案。除了研究原子薄层对外部时变激励的动态响应外，我们的研究结果还为通过局部动态形态控制来调制其特性提供了有趣的可能性。
2012-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Rippling and crumpling in disordered free-standing graphene
石墨烯是弹性晶体2D膜的著名实现。二维膜的热涨落倾向于破坏系统中的长程有序。这种波动是稳定的强烈的非谐效应，保持热力学稳定。非谐效应表明临界行为的规模大于金兹伯格规模。特别地，干净的石墨烯悬浮薄片显示出弯曲刚度随着系统尺寸$\varkappa\propto L^η,$的幂律增加，这是由于面内和面外（弯曲）声子模式之间的非谐相互作用。我们表明，由静态无序引起的膜曲率的随机波动可能会显着改变的弯曲刚度的缩放，并导致$\varkappa$对$L.$的非单调依赖性。我们推导出耦合RG描述的组合流的$\varkappa$和有效的无序强度$b$，找到一个临界曲线$b(\varkappa)$分离的平坦和皱巴巴的阶段，并探讨在平坦阶段的无序行为。在平坦相的深处，无序以幂律方式衰减，尺度大于金兹伯格长度，因此为波纹设定了特征尺寸-在悬浮石墨烯中实验观察到的静态平面外变形。我们发现，在极限$L \to \infty $波纹的特点是由反常指数$2η$的$η$控制的动力学波动。对于足够强的无序，存在一个空间尺度的中间范围，其中涟漪衰减得慢得多，指数为$η/4$。在近临界状态下，膜表现出分形性质，这意味着从一定长度尺度$L_1$开始的多重折叠，最后以大得多的尺度$L_2$折叠（在临界时发散）。最后，我们总结了我们的研究结果与现有的实验数据石墨烯波纹的比较。
2015-10-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
First-principles calculations and model analysis of plasmon excitations in graphene
在无规相位近似下，利用线性响应时间相关的密度泛函理论研究了石墨烯和石墨烯/六方氮化硼（hBN）异质结构中的等离子体激元激发.在一个单一的理论框架内，我们研究了狄拉克和$π$等离激元的等离激元色散行为和寿命（线宽）。特别注意hBN衬底和各向异性效应的影响。此外，基于模型的分析表明，对于小的$q$，$π$等离子体激元的正确色散行为应该是$ω_π(q) = \sqrt{E_g^2 + βq}$，其中$E_g$是布里渊区中$M$点处的带隙，而$β$是拟合参数。这个模型与以前的建议是根本不同的，但在很好的协议与我们的计算结果从第一性原理。
2017-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Li-intercalated Graphene on SiC(0001): an STM study
利用扫描隧道显微镜（STM）和低能电子衍射（LEED）对锂（Li）对碳化硅（SiC）上石墨烯的影响进行了系统的研究。我们研究了锂沉积在外延单层石墨烯和缓冲层表面上的Si面的SiC。在室温下，Li立即插入SiC衬底和缓冲层之间的界面，并将缓冲层转变为准自立式石墨烯。这一结论得到了LEED和STM证据的证实。我们表明，通过SiC台阶网站或石墨烯缺陷发生插层。我们得到了一个很好的定量之间的协议的数量的Li原子沉积和可用的Si键的SiC晶体的表面上的数量。通过STM分析，我们能够确定在SiC衬底和缓冲层之间的界面处由Li嵌入引起的层间距离。
2017-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin Oxide Films by Atomic Layer Deposition on Graphene
在本文中，提出了一种方法来创建和表征机械鲁棒的，独立的，可折叠的，氧化物薄膜与控制，纳米级的厚度使用原子层沉积（ALD）在石墨烯上。使用ALD将氧化铝膜沉积到悬浮的石墨烯膜上。随后对石墨烯的蚀刻只留下了几个原子厚度的纯氧化铝膜。使用加压起泡测试来确定这些抗静电膜具有154 \pm 13 GPa的杨氏模量。该杨氏模量与厚得多的氧化铝ALD膜相当。这种行为表明，这些二维薄膜具有优异的机械完整性。该膜也是标准气体不可渗透的，这表明它们是无针孔的。这些连续的薄膜有望在诸如薄膜涂层、膜和柔性电子器件等领域中实现新的应用。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Casimir effects in systems containing 2D layers, like graphene and 2D electron gases
我们提出了各种方法来推导Casimir相互作用的平面系统包含二维层。这可以使用的示例是石墨烯、石墨烯样层和二维电子气。我们目前的结果为两个独立的层和一层以上的基板。结果可以很容易地扩展到具有更大层数的系统。
2014-09-09 cond-mat.mes-hall
Attenuation of flexural phonons in free-standing crystalline two-dimensional materials
本文建立柔性二维材料面外形变动力学理论，发现动力学重整化无紫外对数发散，据此给出弯曲声子衰减标度、渐近行为及精确动力学指数，并讨论石墨烯实验意义。
2023-12-07 cond-mat.mes-hall
Retarded interactions in Graphene systems
我们首先演示了如何二维片纳入平面结构的形式主义。然后，我们推导出两个独立的石墨烯片和一个石墨烯片以上的基板的几何形状中的相互作用。数值结果产生的完全延迟相互作用在0 K和室温下的未掺杂和掺杂的石墨烯。另外的结果都给出了一个金基板和一个理想的金属基板。
2012-04-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Plenty of motion at the bottom: Atomically thin liquid gold membrane
大约十年前石墨烯的发现是第一次证明了独立的二维（2D）固相。在这里，使用量子分子动力学模拟纳米级的黄金补丁悬浮在石墨烯孔，我们预测存在一个原子级薄，独立的二维液相。由于相对论效应，金的特殊平面稳定性使液相成为可能，这表明金属纳米结构具有极强的流动性，并为各种纳米级现象开辟了可能性。
2015-08-25 cond-mat.mes-hall
Penetration of alkali atoms throughout graphene membrane: theoretical modeling
报道了不同碱金属原子（Li，Na，Rb，Cs）在碳化硅衬底上生长的石墨烯膜中渗透的理论研究，并与最近的实验结果进行了比较。第一性原理模拟的结果表明，相当低的（约0.8 eV）的能量势垒的形成所需的临时缺陷的碳层中的Li的渗透在高浓度的吸附原子，较高的（约2 eV）的障碍为Na，和障碍以上4 eV的Rb和Cs。实验证明了锂原子在室温下从石墨烯表面迁移到缓冲层和SiC衬底，钠在100°C下迁移，以及石墨烯膜对Rb和Cs的不可穿透性。还讨论了碱金属离子渗透的外延和独立石墨烯之间的差异。
2011-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Single-layer metallicity and interface magnetism of epitaxial graphene on SiC(000$\bar{1}$)
利用密度泛函理论计算了4 H-SiC（000 $\bar{1}$）上外延石墨烯的结构和电子性质。使用相称的超级电池，最大限度地减少非物理应力，我们表明，在与Si面外延膜，形成在C面的SiC的第一个石墨烯层是纯金属的$π$带部分保存。典型的自立式特性通过第二石墨烯层完全恢复。此外，我们讨论的界面上的磁性和费米能级钉扎效应的情况下，可以允许一个合理的设备操作从关闭状态开始。
2011-03-04 cond-mat.mes-hall
Measuring the Proton Selectivity of Graphene Membranes
通过系统地研究水溶液中自支撑石墨烯膜的质子选择性，我们证明了质子是通过穿过缺陷来传输的。我们研究了当HCl浓度梯度存在时，化学气相沉积法（CVD）生长的单层石墨烯的电流-电压特性，我们的测量可以明确地确定H+离子是离子电流选择性部分的原因。通过将观察到的反转电位与阳性和阴性对照进行比较，我们证明了所生长的石墨烯对质子的选择性很弱。我们使用原子层沉积来阻挡CVD石墨烯中的大部分缺陷。我们的研究结果表明，减少缺陷的大小降低离子电流，但增加质子的选择性。
2015-08-26 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
Plasmon excitations in half-filled graphene: A Comparative study between Quantum Monte Carlo and Random Phase Approximation
Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Universität Würzburg（维尔茨堡大学理论与天体物理研究所）；Department of Physics, Faculty of Science, Mahidol University（马希多尔大学理学院物理系）
本文通过量子蒙特卡洛和随机相近似方法研究半填充自由石墨烯中的等离子体，发现强相互作用和有限布里渊区效应显著影响结果。
2026-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
