Dirac Fermion Cloning, Moir$\bf{é}$ Flat Bands and Magic Lattice Constants in Epitaxial Monolayer Graphene
石墨烯中狄拉克态之间的相互作用引起了人们极大的兴趣，因为它可以改变二维材料的电子光谱，增强电子关联，并产生新的凝聚态相，如超导体，莫特绝缘体，维格纳晶体和量子反常霍尔绝缘体。以前的工作主要集中在从不同的石墨烯层耦合狄拉克态的平带色散。在这项工作中，我们提出了一种新的路线，实现在单层石墨烯的周期性调制下的衬底的平带物理。我们以石墨烯/SiC异质结构为模型，实验证明了衬底调制导致狄拉克费米子克隆，从而导致单层石墨烯的两个狄拉克锥在动量空间中的接近。我们的理论模型捕捉狄拉克态的克隆机制，并表明，平坦的带可以出现在一定的魔晶格常数的衬底时，调制周期变得几乎相称的$(\sqrt{3}\times\sqrt{3})R30^{\circ}$超晶胞的石墨烯。结果表明，外延单层石墨烯是一个很有前途的平台，探索奇异的多体量子相位所产生的狄拉克电子之间的相互作用。
2021-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlated insulators in twisted mono-mono-bilayer graphene
本文通过调节扭转单层-单层-双层石墨烯的两个扭转角和位移场，观察到关联金属态演化为谷极化关联绝缘体及非常规电子-空穴绝缘体，为研究扭转电子学中的量子多体态提供了新途径。
2024-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unusual hyperfine interaction of Dirac electrons and NMR spectroscopy in graphene
介绍了石墨烯的核磁共振理论。线性电子色散对电子-核超精细相互作用的正则形式有很强的修正作用。NMR位移和自旋-晶格弛豫时间作为温度，化学势，和磁场的函数进行计算，并确定了三个不同的制度：费米，狄拉克气体，和极端的量子极限行为。关键的光谱仪评估表明，对于合理尺寸的完全13 C富集的石墨烯，NMR是触手可及的。
2009-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb interacting Dirac fermions in disordered graphene
我们研究相互作用的狄拉克准粒子在无序石墨烯，并发现之间的相互作用的未屏蔽的库仑相互作用和伪相对论准粒子运动学可以最好地揭示在弹道制度，而在扩散限制的行为是定性的（虽然，不是定量的）类似于普通的2DEG与抛物线色散。我们计算的准粒子的宽度和密度的状态，可以探测光电发射，隧穿，和磁化测量。
2006-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nernst effect of Dirac fermions in graphene under weak magnetic field
推导了在温度梯度和电场、磁场作用下电子系统的输运系数。基于自洽玻恩近似，计算了在弱磁场和带电杂质散射作用下石墨烯中狄拉克费米子的能斯特电导率和横向热电势.并将计算结果与已有的实验数据进行了比较。
2010-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Entangled Moire Chern Insulator in Rhombohedral Graphene
Peking University（北京大学）；National Institute of Material Sciences（国立材料研究所）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
在rhombohedral八层石墨烯/ hBN莫尔超晶格中，发现C=1的本征陈绝缘体，其在v=2填充时表现出量子反常霍尔效应。
2025-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton band topology in spontaneous quantum anomalous Hall insulators: applications to twisted bilayer graphene
我们揭示了量子反常霍尔（QAH）绝缘体的中性粒子-空穴对激发的拓扑特征，这些绝缘体的导带和价带近似平坦，具有相等和相反的非零陈数。使用一个完全可解的模型，我们表明，潜在的能带拓扑结构的影响的质量中心和相对运动的粒子-空穴束缚态。这导致拓扑激子带的形成，其特征是强大的色散和Berry曲率的不均匀性。我们将这些想法应用到最近报道的对称性破缺自发QAH绝缘体在衬底对齐魔角扭曲双层石墨烯。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transmission in graphene-topological insulator heterostructures
我们研究了三维时反不变拓扑绝缘体的拓扑表面态在石墨烯沉积于拓扑绝缘体表面时的散射。特别地，我们考虑了$_2$类拓扑绝缘体的（111）表面.我们提出了一个低能量模型的块状石墨烯-拓扑绝缘体异质结构，我们计算的传输概率在锯齿形和扶手椅边缘的沉积石墨烯，和通过石墨烯纳米势垒的电导，并表明其功能可以理解从反共振的传输概率。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Fractional Chern Insulators in Twisted Double Bilayer Graphene
我们预测扭曲的双层石墨烯是一个多功能的平台，实现分数陈绝缘体容易通过调整栅极电位和扭曲角为目标。值得注意的是，这些拓扑有序的物质状态，包括自旋单重态Halperin状态和自旋极化态的陈数$\mathcal C=1$和$\mathcal{C}= 2$带，发生在高温下，而不需要外部磁场。
2021-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Model of the Electrostatics and Tunneling Current of Metal-Graphene Junctions and Metal-Insulator-Graphene Heterostructures
本文基于Bardeen转移哈密顿方法建立金属-绝缘体-石墨烯异质结构隧穿电流模型，并以金属-石墨烯结为例揭示微分接触电阻的影响因素。
2013-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bound States and Supercriticality in Graphene-Based Topological Insulators
我们研究的束缚态光谱和进入超临界状态的条件下，在拓扑绝缘体相内具有较强的内在和Rashba自旋轨道相互作用的石墨烯。给出了盘形势阱和库仑中心问题的显式结果
2013-01-13 cond-mat.mes-hall
Evolution of Landau levels in graphene-based topological insulators in the presence of wedge disclinations
本文采用具有内禀自旋轨道耦合的Kane-Mele模型，研究了楔形向错和磁场对石墨烯基拓扑绝缘体电子性质的影响.利用适当定义的Dirac-Weyl方程，得到了朗道能级的精确解。讨论了拓扑缺陷对朗道能级演化的影响。
2017-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Electronic Structure of a Two-Dimensional Graphene-Like Topological Insulator, Bi14Rh3I9
最近，合成了一种新的二维石墨烯类拓扑绝缘体Bi 14 Rh 3 I 9。具有强自旋-轨道相互作用的Bi-Rh片是具有由RhBi 8立方体组成的蜂窝网的石墨烯类似物。在这里，我们推导出的低能有效哈密顿量涉及自旋轨道耦合Bi 14 Rh 3 I9。在没有自旋-轨道耦合的情况下，Bi-Rh片在六角布里渊区的拐角处显示出两个不等价的狄拉克锥。自旋-轨道相互作用在狄拉克点处打开了2400 K的带隙，并在Bi-Rh片中建立了量子自旋霍尔效应。我们的研究结果表明，Bi 14 Rh 3 I 9可能结合了石墨烯和拓扑绝缘体的许多独特的电子性质，并且它应该具有量子谷和自旋霍尔效应的组合。
2013-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence for Superlattice Dirac Points and Space-dependent Fermi Velocity in Corrugated Graphene Monolayer
最近的研究表明，周期势可以在石墨烯中产生能量为（是石墨烯的费米速度，G是倒易超晶格矢量）的超晶格狄拉克点。在这里，我们进行扫描隧道显微镜和光谱研究的波纹石墨烯单层铑箔。我们发现，纳米波长的准周期波纹的波纹石墨烯引起弱的一维（1D）电子势，从而导致超晶格狄拉克点的出现。超晶格的狄拉克点的位置是空间依赖的，并显示出广泛的分布值。我们证明了超晶格空间相关的狄拉克点与空间相关的费米速度密切相关，这可能是由于波纹石墨烯中的局域应变和强电子-电子相互作用的影响。
2012-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant Edelstein effect in Topological-Insulator--Graphene heterostructures
仅通过电流控制铁磁体的磁化需要有效地产生电流驱动的自旋扭矩。在基于拓扑绝缘体（TI）的磁结构中，可以产生电流诱导的自旋轨道力矩。在这里，我们表明，添加石墨烯，或双层石墨烯，以TI为基础的磁性结构，大大增强了电流诱导的自旋密度积累，并显着降低了功耗量。我们发现，这种增强可以高达100倍，从而产生巨大的Edelstein效应。这种大的增强是由于石墨烯（双层石墨烯）的高迁移率以及石墨烯（双层石墨烯）片非常有效地屏蔽电荷杂质（拓扑绝缘体中无序的主要来源）的事实。我们的研究结果表明，石墨烯在自旋电子器件中的集成可以大大提高其性能和功能。
2017-12-15 cond-mat.mes-hall
Proximity effect in graphene-topological insulator heterostructures
我们制定了一个连续介质模型来研究由石墨烯形成的异质结构的低能电子结构的强三维拓扑绝缘体（TI）的情况下，公度和非公度堆叠。不可逆性可能是由于石墨烯和TI表面之间的扭转角或两个系统之间的晶格失配。我们发现，在石墨烯中的TI的接近诱导的自旋轨道耦合，可以通过扭转角调谐的强烈增强。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall
Spintronics and Pseudospintronics in Graphene and Topological Insulators
用无质量Dirac方程描述了石墨烯和拓扑绝缘体中的二维电子系统。虽然这两个系统具有相似的哈密顿量，但它们在自旋轨道耦合强度方面是极性相反的。我们简要回顾了在石墨烯中实现长自旋弛豫时间的努力，其弱自旋轨道耦合，并实现大电流诱导的自旋极化的拓扑绝缘体表面状态，具有强自旋轨道耦合的状态。我们还评论了两个系统的磁响应和稀矩耦合特性之间的差异，以及双层石墨烯中巨磁电阻的赝自旋模拟。
2013-08-15 cond-mat.mes-hall
Marginal topological properties of graphene: a comparison with topological insulators
石墨烯体系和拓扑绝缘体的电子结构具有密切相关的特征，如量子化的Berry相和零能边缘态。这些类比的原因是，在这两个系统中有两个相关的轨道带，它们产生伪自旋自由度，并且，不太明显的是，石墨烯中的谷自由度与拓扑绝缘体中的电子自旋之间存在对应关系。尽管有相似之处，也有几个重要的区别，无论是体积拓扑性质和它们的影响的边缘状态-主要是由于谷和自旋之间的根本区别。考虑到它们独特的能带结构特征，带隙石墨烯系统应该被适当地表征为边缘拓扑绝缘体，区别于普通绝缘体或真正的拓扑绝缘体。
2012-08-20 cond-mat.mes-hall
Topological crystalline insulator phase in graphene multilayers
虽然三维拓扑绝缘体的实验进展迅速，但二维拓扑绝缘体的发展相对缓慢，尽管它们具有技术前景。主要原因是迄今为止仅在半导体量子阱中实现二维拓扑绝缘体的材料挑战。在这里，我们确定了一种二维拓扑绝缘体的材料，不面临类似的挑战，这是目前最广泛的和良好的表征：石墨烯。对于某些相称的层间扭曲，石墨烯多层膜是具有相当大带隙的绝缘体。我们表明，他们是此外，在拓扑相保护晶体对称性。作为其基本特征，这种拓扑状态支持一维边界模式。它们形成低耗散的量子线，可以纯粹用静电来定义。
2013-09-06 cond-mat.mes-hall
Transport of Dirac quasiparticles in graphene: Hall and optical conductivities
推导了置于外部磁场中的石墨烯的对角和非对角交、直流电导率的解析表达式。这些电导率表现出相当不寻常的行为，作为频率，化学势和所施加的电场的函数，这是由于石墨烯中的准粒子激发是Dirac-like的。在石墨烯中观察到的最引人注目的效应之一是奇数量子霍尔效应。我们认为这是由最低朗道能级的狄拉克准粒子的反常性质引起的。其他量，如霍尔角和能斯特信号也表现出相当不寻常的行为，特别是当有一个激子的狄拉克准粒子激发谱间隙。
2006-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-ph
Single-Particle Tunneling in Doped Graphene-Insulator-Graphene Junctions
从理论上研究了n-和p-掺杂石墨烯之间形成的隧道结的特性。评价在石墨烯的二维电子状态之间流动的单粒子隧道电流（2D-2D隧道效应）。在使两个电极的狄拉克点对准的电压偏置下，产生大的谐振电流峰值。这个峰值的幅度和宽度的计算，并讨论其用于设备。讨论了石墨烯电极的旋转取向和石墨烯的结构完整性的影响。
2011-10-25 cond-mat.mes-hall
Magnetic confinement of massless Dirac fermions in graphene
由于克莱因隧穿，静电势不能限制狄拉克电子。我们证明了在非均匀磁场的作用下，可以将无质量的狄拉克费米子限制在单层石墨烯片中。这允许人们通过磁势垒在石墨烯中设计介观结构，例如量子点或量子点接触。
2007-01-30 cond-mat.mes-hall
Efficient nonlinear generation of THz plasmons in graphene and topological insulators
石墨烯中的表面等离子体可以提供贵金属等离子体的有吸引力的替代方案，这是由于其更紧密的限制、特有的色散和更长的传播距离。我们目前的理论研究的非线性差频产生的太赫兹表面等离激元模式支持的二维层的无质量狄拉克电子，其中包括石墨烯和表面态的拓扑绝缘体。我们的研究结果表明，在等离子体共振附近的DFG效率的强烈增强和相位匹配的非线性产生的等离子体激元在很宽的频率范围内的可行性。
2013-12-01 cond-mat.mes-hall
Second-order Dirac equation of graphene electrons in an electromagnetic field and their novel spin
采用紧束缚k.p方法，得到了电磁场中石墨烯电子的二阶Dirac方程及其速度算符.通过引入额外的项，他们通过更完整的埃克塞特定理更完整地展示了石墨烯电子的运动，并呈现了石墨烯电子的更精细的性质。由无场石墨烯的二阶微分方程给出的本征能表明，额外的项可能会影响石墨烯电子的抖动运动。对于处于磁场中的石墨烯，由二阶DE给出的本征能量表明，石墨烯电子具有不同于真实电子自旋和狄拉克粒子的赝自旋的玻色子的新自旋，这将改变石墨烯的性质，例如光谱。
2013-05-06 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
From graphene to graphane : A density functional investigation of metal insulator transition
虽然石墨烯是一种半金属，但最近合成的氢化石墨烯（称为石墨烷）却是一种绝缘体。本文在密度泛函理论的框架下研究了石墨烯-石墨烯体系的金属绝缘体相变。通过分析石墨烯上15种不同氢浓度的电子结构的演变趋势，我们揭示了这种转变的一些新特征。随着氢覆盖率的增加，半金属首先变成金属，然后转变为绝缘体。金属相在空间上是不均匀的，它包含由氢化碳原子形成的绝缘区域的岛和由传染性裸碳原子形成的金属通道。
2009-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Splitting of Folded Dirac Bands in Kekulé-ordered Graphene with Eu Intercalation
本文通过在石墨烯/SiC界面插层Eu形成Kekulé有序结构，结合ARPES与DFT发现Kekulé序折叠Dirac锥并与Eu 4f局域磁矩强耦合，导致折叠Dirac带巨劈裂，为石墨烯自旋电子学应用开辟新途径。
2025-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dirac-Schrodinger transformations in contacted graphene structures
在触点和石墨烯之间的界面处，控制电子传播的数学方程从薛定谔方程转变为狄拉克方程。在这样一个界面上的电流几率守恒条件并不能唯一地决定量子波函数的边界条件。我们讨论了边界条件的可能形式，确定其对接触式石墨烯结构的透射系数的影响，并建议在具有狄拉克点的光子晶体上的光学实验可以帮助识别，在某些情况下，石墨烯-电极界面处的适当边界条件。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effect in Graphene Proximity Coupled to an Antiferromagnetic Insulator
我们建议通过将石墨烯邻近耦合到反铁磁绝缘体来实现量子反常霍尔效应，该绝缘体提供破缺的时间反转对称性和自旋轨道耦合。我们通过对吸附在BiFeO3（111）表面上的石墨烯进行从头计算来说明我们的想法。在这种情况下，我们发现在石墨烯中的邻近诱导的交换场约为70 meV，并且通过Rashba自旋轨道耦合打开了拓扑非平凡的带隙。间隙的大小取决于石墨烯和薄膜衬底之间的间隔，这可以通过施加外部压力来实验性地调整。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall
Can Dirac fluid in graphene be made more perfect?
为了回答这个问题，我们在Dirac模型中分别引入应变和速度梯度作为赝磁场和赝电场，讨论了形变石墨烯中电子粘性的性质.我们发现粘度随着施加的应变而降低，同时导致雷诺数的相当显著的增加，并且使得在应变石墨烯中表现出明显的湍流效应的真正可能性成为可能。
2014-12-10 cond-mat.mes-hall
Double-layer graphene and topological insulator thin-film plasmons
我们提出了耦合无质量狄拉克二维电子系统的光学和声学等离子体激元集体模式的数值和分析结果。我们的研究结果适用于拓扑绝缘体（TI）薄膜和两个石墨烯片由薄的电介质阻挡层分开。我们发现，由于强体介电屏蔽TI声学模式被锁定到顶部的粒子-空穴连续，因此可能无法观察到。
2011-12-07 cond-mat.mes-hall
Dirac equation for quasi-particles in graphene and quantum field theory of their Coulomb interaction
有证据表明石墨烯中存在无质量的狄拉克准粒子，它们在位于石墨烯布里渊区拐角处的所谓狄拉克点附近满足（1+2）维狄拉克方程。我们重新推导了在（1+2）维中Dirac点附近石墨烯中准粒子所服从的Dirac方程。研究表明，（1+2）维的宇称算符在定义石墨烯中Dirac准粒子的“守恒”流中起着重要的作用，并证明了石墨烯中Dirac准粒子具有U_{A}（1）* U_{B}（1）对称性.进一步发展了二维石墨烯库仑相互作用的量子场论，并将其应用于真空极化和电子自能，以及该相互作用的有效耦合g和费米速度$v_{f}$的重整化，这对g和v_{f}的重整化群分析具有重要意义.
2011-05-30 cond-mat.mes-hall
Experimental Observation of Two Massless Dirac-Fermion Gases in Graphene-Topological Insulator Heterostructure
石墨烯和拓扑绝缘体（TI）具有不同物理性质的二维狄拉克费米子。将这两种狄拉克材料集成在一个设备中，为探索相互作用的无质量狄拉克费米子的新物理学创造了有趣的机会。在这里，我们报告了一个实际的路线，实验制造的石墨烯Sb 2 Te 3异质结构。石墨烯-TI异质结构通过使用化学气相沉积生长的石墨烯膜的干法转移来制备。ARPES测量证实了石墨烯的Sb 2 Te 3和Dirac π带的拓扑表面态的共存，并确定了石墨烯-TI异质结构中的扭曲角。结果表明，一个潜在的可调电子平台，其中两个不同的狄拉克低能态主导的输运行为。
2015-11-08 cond-mat.mes-hall
Theory of Graphene-Insulator-Graphene Tunnel Junctions
该研究从理论层面分析石墨烯-绝缘体-石墨烯垂直隧穿结构，验证两种已有理论的形式等价性，推导零动量守恒极限下的态密度公式，并将理论预测与实验对比，为相关晶体管结构研发提供理论支撑。
2014-04-11 cond-mat.mes-hall
Metal-insulator transition in graphene induced by circularly polarized photons
得到了描述石墨烯中无质量Dirac费米子与圆偏振光之间强相互作用的电子-光子Dirac方程的精确定态解。由此推论，这种相互作用形成了电子-光子束缚态，这种束缚态应被看作是一种带电准粒子。准粒子的能谱是介电型的，其特征在于在价带和导带之间存在能隙。因此，电子-光子相互作用导致石墨烯中的金属-绝缘体转变。石墨烯暴露于激光产生的圆偏振电磁波中，可以观察到光子引起的稳定能隙以及伴随的效应。
2010-04-23 cond-mat.mes-hall
Higher-Order Topological Insulator in Twisted Bilayer Graphene
高阶拓扑绝缘体是新近提出的一种物质拓扑相，其体拓扑表现为二维或高维下边界的局域模。在这项工作中，我们提出了扭曲的双层石墨烯与大角度作为高阶拓扑绝缘体，托管拓扑角电荷。在大的相称角，谷间散射打开了体隙和角状态发生在半填充。基于第一性原理计算和解析分析，我们得到了一个惊人的结果：只要基本对称性保持不变，角态的出现并不依赖于特定角的选择.我们的研究结果表明，扭曲双层石墨烯可以作为一个强大的候选材料的二维高阶拓扑绝缘体。
2019-07-05 cond-mat.mes-hall
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
Spintronic devices from bilayer graphene in contact to ferromagnetic insulators
石墨烯基材料由于其潜在的大自旋相干长度而显示出自旋电子学应用的前景。另一方面，由于它们的小的内在自旋-轨道相互作用，需要外部磁源来执行自旋操纵。由于石墨烯的平坦性质，与铁磁绝缘体（FI）表面的邻近相互作用似乎是将磁性引入石墨烯的自然方式。利用双层石墨烯与FI耦合的独特的电子性质，我们表明，在实验可行性的参数范围内，可以设计出非常有效的门可调自旋旋转器和自旋过滤器。我们还分析了自旋场效应晶体管中两个自旋电子构建块的组成。
2011-11-21 cond-mat.mes-hall
Graphene-based topological insulator in the presence of a disclination submitted to a uniform magnetic field
本文研究了均匀磁场作用下具有楔形向错的石墨烯基拓扑绝缘体中的准粒子。特别是，我们考虑一个大规模的无自旋模型。朗道水平分析发现所描述的系统。我们发现，朗道能级被提升的参数ν的特定范围。此外，我们还表明，对于适当的参数值，人们发现无隙和有隙状态。
2020-08-08 cond-mat.mes-hall
Plasmon generation through electron tunneling in twisted double-layer graphene and metal-insulator-graphene systems
通过远场光学照明产生高度受限的等离子体激元对于技术应用似乎是不切实际的，这是由于它们与外部光的大的能量-动量失配。等离子体激元的电产生提供了一个可能的解决方案，这个问题，虽然它的性能取决于材料和几何参数的仔细选择。在这里，我们从理论上研究了石墨烯基结构，并特别显示了（i）由电介质分隔的两层石墨烯和（ii）金属$|$绝缘体$|$石墨烯三明治作为非弹性电子隧穿辅助的传播等离子体激元的发生器之间的非常不同的性能。对于双层石墨烯，我们研究了两个片之间的相对倾斜角的依赖性，并表明$4^\circ$扭转角的等离子体激元产生效率下降到其最大值的$\sim20$ \%，以完美堆叠。对于金属$|$绝缘体$|$石墨烯夹层，非弹性隧穿效率相对于双层石墨烯下降了几个数量级，而不管掺杂水平、金属$|$石墨烯分离、金属的选择和隧穿方向（金属到石墨烯或来自石墨烯）如何，我们将这一结果归因于由石墨烯狄拉克锥覆盖的表面投影金属布里渊区的小部分。我们的研究结果揭示了一个合理的容忍石墨烯晶格错位和涉及金属的结构的性能差，从而支持使用双层石墨烯作为一个最佳选择的电等离子体产生隧穿器件。
2019-02-26 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin polarization in topological insulator-graphene heterostructures
全电自旋电子学领域的进一步发展需要自旋输运通道与自旋注入器/发生器元件的成功集成。虽然随着石墨烯和相关2D材料的出现，高性能自旋通道材料是可用的，但纳米结构自旋发生器的使用仍然是一个主要挑战。对于后一个目的，特别有希望的是3D拓扑绝缘体，其2D表面态具有自旋-动量锁定的无质量狄拉克费米子。在这里，我们证明了自旋极化电流从拓扑绝缘体注入石墨烯，使其紧密耦合到一个超导Bi 2 Te 2Se纳米片内的范德华外延异质结构。自旋开关信号的大小与温度成反比，在~15 K的温度下都可以检测到。我们的研究结果确立了拓扑绝缘体作为自旋电子器件的未来组件，其中自旋操纵是通过纯电气手段实现的。
2016-03-29 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
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
Spin Proximity Effects in Graphene/Topological Insulator Heterostructures
通过拓扑绝缘体的邻近效应增强石墨烯中的自旋轨道相互作用，可以创建一种新颖的2D系统，该系统将非平凡的自旋纹理与高电子迁移率相结合。为了设计具有这种石墨烯/拓扑绝缘体（Gr/TI）异质结构的实际自旋电子学应用，对混合自旋相关性质的理解是必不可少的。{然而，迄今为止，尽管大量的实验研究Gr/TI异质结报告了各种各样的显着的（自旋）输运现象，很少有人知道的真实性质的自旋纹理的界面状态，以及它们的作用上的测量性能。在这里，我们使用{ \it从头计算}模拟和紧束缚模型来确定与Bi $_2$ Se $_3$拓扑绝缘体连接的石墨烯中电子态的精确自旋纹理。我们的计算预测了石墨烯层中巨大的自旋寿命各向异性的出现，这应该是Gr/TI异质结构中自旋输运的可测量标志，并提出了新型自旋器件
2018-06-08 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
Topological Anderson insulator phase in a Dirac-semimetal thin film
最近发现的拓扑狄拉克半金属代表了一种新的奇异的量子态的物质。拓扑狄拉克半金属可以被看作是石墨烯的三维类似物，其中狄拉克节点受到晶体对称性的保护。研究发现量子限制效应可以使狄拉克节点空出来，使狄拉克半金属转变为带绝缘体。根据薄膜的厚度，带绝缘体可以是普通绝缘体，也可以是量子自旋霍尔绝缘体。本文研究了Dirac半金属薄膜中的无序效应。研究发现，在狄拉克半金属薄膜中，适度的安德森无序强度可以驱动从正常带绝缘体到拓扑安德森绝缘体的拓扑相变。基于Dirac半金属Na $_{3}$ Bi模型参数的数值计算表明，在拓扑Anderson绝缘体相中，带绝缘体的体隙中出现了量子化电导平台，局域电流分布进一步证实了量子化电导平台是由无序诱导的螺旋边缘态产生的.最后，采用基于玻恩近似的有效介质理论对数值结果进行了拟合.
2017-05-24 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
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
