Moiré minibands in graphene heterostructures with almost commensurate sqrt3 x sqrt3 hexagonal crystals
本文提出了一种石墨烯中Dirac电子低能莫尔带的唯象理论，该理论将电子置于一个几乎相同的六方晶格上，其晶胞尺寸是石墨烯的三倍，由于石墨烯中电子的不稳定性，导致电子的谷间散射发生周期性的调制.与石墨烯的完全相称的凯库勒畸变相反，这种超晶格扰动使零能量狄拉克锥保持完整，但能够在第一莫尔子带的边缘打开带隙，在导带和价带中不对称。
2013-06-18 cond-mat.mes-hall
Second generation Dirac cones and inversion symmetry breaking induced gaps in graphene/hexagonal boron nitride
石墨烯/h-BN已经成为范德华异质结构的模型，并且由超晶格势进行的能带结构工程导致了各种新颖的量子现象，包括自相似的Hofstadter蝴蝶态。虽然新产生的第二代狄拉克锥（SDC）被认为是理解这种有趣的现象的关键，但由于缺乏直接的实验结果，到目前为止，关于这种异质结构中SDC的基本知识，例如SDC的位置和色散，反转对称性破缺对带隙开口的影响，仍然存在很大争议。在这里，我们报告的第一个直接的实验结果，分散的SDC在0 $^\circ$对齐的石墨烯/h-BN异质结构，使用角分辨光电子能谱。我们的数据明确地揭示了SDC在超晶格布里渊区的角落，并在两个超晶格谷之一。此外，在SDC和原始石墨烯狄拉克锥处分别观察到$\approx$ 100 meV和$\approx$ 160 meV的能隙。我们的工作突出了强反转对称破缺微扰势在石墨烯/h-BN物理中的重要作用，填补了Dirac费米子能带结构工程中超晶格势的关键知识空白.
2016-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Dirac cone warping and chirality effects in silicene
利用低温扫描隧道显微镜（STM）和光谱学（STS）研究了Ag（111）表面硅烯（R3 xR 3）R30°相的电子性质。通过观察准粒子干涉（QPI）图样的-1.5和-1.0幂律衰减，我们发现了狄拉克费米子手征的存在。此外，与石墨烯中Dirac锥的三角形翘曲相反，我们发现硅烯的Dirac锥是六角翘曲的，这一点通过密度泛函计算得到了进一步证实，并通过硅烯独特的超结构得到了解释.结果表明，（R3 xR 3）R30°相是研究硅烯独特的狄拉克费米子性质的理想体系.
2013-10-07 cond-mat.mes-hall
Emergence of Superlattice Dirac Points in Graphene on Hexagonal Boron Nitride
薛定谔方程表明，近自由电子通过弱周期性电势的传播导致在被称为布里渊区边界的倒易晶格的点附近的带隙的打开。然而，在无质量的狄拉克费米子的情况下，已经预测载流子的手性阻止了带隙的打开，而是新的狄拉克点出现在材料的电子结构中。石墨烯在六方氮化硼（hBN）上表现出旋转依赖的莫尔图案。在这封信中，我们从实验和理论上表明，这种莫尔图案作为一个弱周期性的潜力，从而导致出现一组新的狄拉克点的能量由其波长。新的无质量狄拉克费米子产生在这些超晶格狄拉克点的特点是显着降低费米速度。这些狄拉克锥附近的局域态密度表现出六边形调制，表明各向异性的费米速度。
2012-02-13 cond-mat.mes-hall
Direct Measurement of the Out-of-Plane Spin Texture in the Dirac Cone Surface State of a Topological Insulator
我们已经进行了自旋和角度分辨的光电子能谱的Bi 2 Te 3和提出的第一个直接证据的存在的面外自旋分量的表面状态的拓扑绝缘体。我们发现，六方变形的费米面（FS）的Bi2Te3的面外自旋极化的幅度达到最大的25%的面内对应，而这样一个相当大的面外自旋分量不存在于更圆的FS的TlBiSe 2，表明六方变形的FS是负责偏离理想的螺旋自旋织构。观察到的面外极化比现有理论预期的要小得多，这表明正确理解Bi2Te3中的表面自旋极化需要额外的成分。
2011-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic structure of graphene hexagonal flake subjected to triaxial stress
利用分子动力学模拟和紧束缚计算研究了具有扶手椅形和锯齿形边缘的三轴应变六方石墨烯片的电子性质。我们发现：i）应变石墨烯薄片中的伪磁场在锯齿形终止的薄片的中心和边缘都不均匀，ii）伪磁场在扶手椅形终止的薄片的中心几乎为零，但在边缘附近急剧增加，iii）对于低于15 $%$的应变，伪磁场随应变线性增加，同时非线性地增长超过该阈值，（iv）Z字形六边形中心的局域态密度表现出伪朗道能级，在第0个伪朗道能级中具有破缺的亚晶格对称性，此外，由于应变诱导的标量势，狄拉克锥中存在位移。这项研究提供了一个现实的非均匀应变石墨烯的电子性质的模型，其中原子位置的弛豫被正确地包括在一起的应变引起的修改的跳跃项到下一个最近的邻居。
2014-04-19 cond-mat.mes-hall
Recipe for Dirac Phonon States with Quantized Valley Berry Phase in Two Dimensional Hexagonal Lattices
二维材料中的拓扑量子态是一个非常有趣的研究课题，其中电子相关系统的研究尤为重要。在这项工作中，我们提出了一个配方，导致狄拉克声子态的量子化谷贝里相位在二维六角晶格的第一性原理计算。我们表明，候选人拥有的三重旋转对称的角落里的六边形布里渊区主机谷狄拉克声子，这是保证保持完整的扰动。我们确定，这种特殊的拓扑结构的狄拉克声子填充功能可以实现在各种二维材料。特别是，单层CrI $_3$，一个有吸引力的二维磁性半导体与奇异的应用自旋电子学，是一个理想的平台，在实验中研究非平凡的声子。我们进一步证实了声子Berry相位在两个不相等的谷被量子化为$\pm π$。在声子狄拉克锥的投影处终止的声子边缘态清晰可见。这项工作表明，具有吸引力的谷狄拉克声子的二维六边形晶格将扩展谷物理的知识，提供广泛的应用拓扑声子。
2018-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic effect of warping on the lifetime broadening of topological surface states in angle-resolved photoemission from Bi$_2$Te$_3$
我们用角分辨光电子能谱分析了Bi $_2$ Te $_3$的狄拉克锥的强六角弯曲。沿着$\overlineΓ$ $\overline{\rm M}$，色散偏离线性行为，这意味着狄拉克锥向外而不是向内翘曲。我们发现，这引入了一个各向异性的拓扑表面状态，这是沿着$\overlineΓ$ $\overline{\rm K}$较大的寿命加宽。结果与嵌套不一致。基于强翘曲Dirac锥基态自旋织构的理论预测，我们提出了自旋相关的散射过程作为各向异性散射率的解释.这些结果可以帮助铺平道路，优化未来的自旋电子器件使用拓扑绝缘体和控制表面散射过程通过外部栅极电压。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall
Graphene on incommensurate substrates: trigonal warping and emerging Dirac cone replicas with halved group velocity
石墨烯附着在晶格稍微不匹配的表面上，例如六方氮化硼（hBN）或Ir（111），产生了狄拉克费米子的亚晶格破缺势的复杂景观。而在狄拉克点的间隙打开完美的晶格匹配的石墨烯上hBN，我们表明，小晶格不稳定性防止打开这个间隙，而是导致一个重正化狄拉克色散与三角翘曲。这种弯曲破坏了单个谷中的有效时间反演对称性。在此之上，产生了一组新的无质量狄拉克费米子，其特征在于群速度是原始石墨烯的一半。
2011-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localization physics in graphene Moire superlattices
石墨烯的非平凡Berry相导致对电导率的不寻常的量子校正。单层石墨烯（SLG）中的pi和双层石墨烯（BLG）中的2 pi的Berry相预计分别显示弱反定域化（WAL）和弱定域化（WL）。然而，在实验上，根据不同散射机制的强度，在石墨烯器件中观察到WAL和WL。具有多个狄拉克锥的石墨烯超晶格预期表现出从主狄拉克锥（PDC）到克隆狄拉克锥（CDC）的π到2 π Berry相变。然而，它对局域化物理的影响还没有被探索。在这封信中，我们提出了在六方氮化硼（hBN）-石墨烯莫尔超晶格的磁电导研究。我们的研究结果揭示了一个过渡从WAL在PDC在CDC在单个设备中通过调整费米能量。量子振荡测量表明π相从PDC向CDC的转变，理论计算捕捉到了Berry相变。因此，我们对石墨烯超晶格中局域化物理的研究为理解多狄拉克锥中的载流子动力学铺平了道路。
2018-01-02 cond-mat.mes-hall
Electronic Structure, Phase Stability and Resistivity of Hybrid Hexagonal C$_x$(BN)$_{1-x}$ Two-dimensional Nanomaterial: A First-principles Study
我们使用基于密度泛函理论的第一原理方法来研究最近由实验组合成的横向生长的六方C $_x$（BN）$_{1-x}$、二维石墨烯和$h$-BN杂化纳米材料中的能带结构和相稳定性（Liu $et al$，Nature Nanotech，8，119（2013））。我们对石墨烯和$ h$ -BN畴之间具有扶手椅和锯齿形界面的此类材料的详细电子结构计算表明，带隙随着碳的浓度非单调地减小。计算的能带结构显示了在高碳浓度（$x \sim 0.8$）下带隙附近的狄拉克锥状特征的开始。从生成能的计算结果出发，用正规溶液模型研究了C-$_x$（BN）$_{1-x}$的相稳定性，发现该体系在低于几千K时处于有序相.此外，我们还利用玻尔兹曼输运理论计算了不同温度下C-$_x$（BN）$_{1-x}$的能带结构（$T$）的电阻率，与实验结果一致，在对数标度上与$T^{-1}$成线性关系
2016-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of topological valley modes in an elastic hexagonal lattice
本文报道了二维弹性六角晶格中拓扑保护边缘波的实验观测结果。晶格被设计为具有K点狄拉克锥，其与表征这种连续结构的其他众多弹性波模式很好地分离。我们利用在节点的局部质量的安排，打破镜像对称的单位细胞水平，这打开了一个频率带隙。这产生了非平凡的能带结构，其支持沿着通过镜像对称获得的晶格的两个实现之间的界面的拓扑保护的边缘状态。详细的数值模型支持调查的边缘状态的发生，而它们的存在是通过全场实验测量验证。测试结果表明，限制的拓扑保护边缘状态沿预定义的接口，并说明缺乏显着的后向散射在尖锐的角落。在一个平凡的波导，否则均匀的周期性晶格上进行的实验揭示了无法传播的扰动和它的灵敏度，背散射，这表明优越的波导性能的类的非平凡的接口在这里调查。
2017-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Plasmonic Dirac Cone in Twisted Bilayer Graphene
我们讨论了费米能级位于带隙内时，有偏压的扭曲双层石墨烯的等离子体激元。集体激发是完全由出现在AB-BA界面处的拓扑电子边缘态（EES）中的激发组成的手征边缘等离子体激元（CEP）网络。CEP形成具有唯一能量标度$ε_p=\frac{e^2}{ε_0εt_0}$的六边形网络，其中$t_0$为莫尔晶格常数，$ε$为介电常数。从介电矩阵，我们得到的等离子体激元光谱，具有两个主要特征：（i）发散的状态密度在零能量，和（ii）存在的等离子体狄拉克锥在$\hbarω\simε_p/2$与声速$v_D=0.0075c$，这是由锯齿形和扶手椅电流振荡形成。一个网络模型表明，等离子体激元带的反对称性意味着CEP散射在六边形顶点最大的偏转手征出射方向，与电流比为4/9到每个偏转方向和1/9到前一个。我们表明，扫描近场显微镜应该能够观察到预测的等离子体狄拉克锥和对称性破缺相。
2020-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-dependent tunneling through electrostatically created quantum dots in heterostructures of graphene with hexagonal boron nitride
本研究提出利用KPFM诱导电势在石墨烯/hBN异质结构中实现谷滤波，通过紧束缚模型分析表明，当费米能$E_F$与电势$U_0$同号时可控制谷极化，为无需外部磁场的谷滤波提供了新方法。
2023-10-18 cond-mat.mes-hall
Surface state transport in double-gated and magnetized topological insulators with hexagonal warping effects
本文研究了在磁邻近效应和表面态弯曲的情况下，狄拉克电子在双栅拓扑绝缘体中的散射。研究发现，磁场可以使狄拉克锥在动量空间中发生位移，使等能轮廓发生形变，或者在狄拉克点处打开带隙，这取决于磁化方向。双栅极电压在拓扑绝缘体表面诱导量子阱和/或量子势垒，产生表面共振隧穿态。结果表明，当等能轮廓呈雪花状时，六边形翘曲效应可以增加高能电子输运。在平行和反平行磁配置的能量依赖电导表现出异相振荡，由于在两个磁化段之间的区域中的传播波的量子干涉。虽然双阱结构的电导谱比双势垒结构的电导谱高，但由于共振隧穿态的存在，磁电阻比随两个磁化势垒之间的间隔距离的变化呈现出明显的振荡。研究表明，在不破坏时间反转对称性的情况下，交换场和栅电压可以控制表面态的输运，这表明双栅磁化拓扑绝缘体可以用来实现大的磁电阻比和可调的符号.
2019-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Phases in Triangular Lattices of Ru Adsorbed on Graphene: ab-initio calculations
我们已经进行了从头算研究的电子性质的石墨烯片吸附钌吸附原子（Ru/graphene）。对于一组特定的Ru吸附原子的三角形阵列，我们发现形成四个（自旋极化）狄拉克锥归因于两个六边形晶格之间的适当重叠：一个由石墨烯片的C位点组成，另一个由Ru吸附原子诱导的表面电位形成。当自旋轨道耦合（SOC）的存在下，非平凡的带隙发生在狄拉克锥促进几个拓扑相。根据Ru浓度，系统可以在相i）量子自旋霍尔（QSH），ii）量子反常霍尔（QAH），iii）金属iv）或平凡绝缘体之间进行拓扑表征。对于每个浓度，拓扑相的特征在于从头计算的陈数。
2014-04-30 cond-mat.mes-hall
Spin-textures, Berry's phase and Quasiparticle Interference in Bi2Te3: A Topological Insulator with Warped Surface States
理想的“氢原子”拓扑绝缘体表面上的电子的能量-动量关系形成一个圆锥-狄拉克圆锥，当它被扭曲和扭曲时（不再由狄拉克方程描述），可以导致不寻常的现象，例如缺陷周围的电子干扰增强（在STM中观察到）和失去拓扑保护的磁有序对称破缺表面。详细的自旋纹理和六角翘曲映射Bi 2 Te 3在这种情况下，作为一个观点L.傅，物理评论快报。\textbf{103}，266801（2009）。
2009-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Charge-pseudospin coupled diffusion in semi-Dirac graphene: pseudospin assisted valley transport
修改石墨烯的六边形晶格使得狄拉克锥能够重新定位和合并，这被证明是将这些材料用于替代电子应用（例如谷电子）的关键要素。在这里，我们研究了标准石墨烯和半狄拉克石墨烯中含有两个狄拉克锥的系统内载流子的非平衡输运。在后者中，晶格的修改导致相对论和抛物色散带共存，提供费米表面与丰富的赝自旋纹理和多功能的狄拉克锥分离。我们建立了一个动力学理论来研究载流子的扩散，发现赝自旋指数有助于粒子电流，像真正的自旋，可以诱导磁电效应，并认为可以利用赝自旋-电荷耦合来设计赝自旋过滤器。我们探讨了准一维导体内的电荷动力学漂移扩散模型和检测在样品边界的赝自旋积累。我们发现，虽然对于石墨烯，积累有助于样品界面之间的额外电压降，但半狄拉克系统呈现出类似的积累，其惊人地配备了谷极化，这意味着使用赝自旋控制谷操纵和手性传输的重要工具。
2022-08-01 cond-mat.mes-hall
Optical Measurement of Pseudo-Spin Texture of the Exciton Fine-Structure in Monolayer WSe2 within the Light Cone
几个理论预测声称，中性激子的TMDC分裂成横向和纵向激子分支，与纵向的，这是上分支，表现出非常强的色散在meV范围内的光锥。从历史上看，这与半导体量子阱的强远场光偶极耦合或强电子远程交换相互作用有关，描述了同一枚硬币的两面。最近，利用傅立叶空间光谱的实验表明，激子（激子极化激元）分散确实可以测量高品质的六边形BN封装的WSe 2单层样品，并可以确认的能量尺度。在这里，激子精细结构的赝自旋和谷极化作为质心动量和激发激光失谐的函数进行了研究。对于准共振激发，观察到具有明显的动量依赖螺旋度的强色散。通过逐步增加激发能朝向电子带隙并随后高于电子带隙，色散和螺旋度由于非相干激子和来自等离子体的发射的贡献而系统地减小。螺旋度随质心动量的下降可以通过Maialle-Silva-Sham机制唯象地建模，该机制使用激子分裂作为有效磁场的源。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weak Localization and Antilocalization in Twisted Bilayer Graphene
本文研究扭曲双层石墨烯中的弱局域化与反弱局域化效应，发现层间散射在特定费米能区导致电导率量子修正，并观察到从弱局域化到反弱局域化再回到弱局域化的双重转变现象。
2023-06-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Theory of Weyl orbital semimetals and predictions of several materials classes
石墨烯、拓扑绝缘体和Weyl半金属是三种广泛研究的材料类别，它们具有由亚晶格对称性或自旋轨道耦合产生的Dirac或Weyl锥。在这项工作中，我们提出了一个理论的一类新的散装狄拉克和外尔锥，被称为外尔轨道半金属，其中的轨道极化和纹理反转两个电子状态之间的离散动量借给自己到保护狄拉克或外尔锥没有自旋轨道耦合。通过第一性原理能带结构计算，我们还预测了几个Weyl轨道半金属族，包括V $_3$ S $_4$，NiTi 3S 6，BLi和PbO $_2$.我们发现，在这些材料中的一些预测的最高费米速度甚至大于现有的狄拉克材料。Weyl轨道半金属的合成不仅将Dirac材料的领域从典型的自旋轨道耦合系统和六方晶格扩展到整个周期表，而且还可能为轨道控制电子学或“轨道电子学”开辟新的可能性。
2015-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of massless Dirac fermions in graphene's Hofstadter butterfly at switches of the quantum Hall phase connectivity
由六方晶体衬底上的石墨烯的莫尔超晶格诱导的磁性迷你带（霍夫斯塔德蝴蝶）的分形谱已知表现出带隙的狄拉克锥。我们发现，间隙可以通过稍微错位的基板，产生一个层次的锥形奇点（狄拉克点）的能带结构在合理的值Phi =（p/q）（h/e）的磁通量每个超晶胞。每个狄拉克点都表示量子霍尔相图连通分量中拓扑量子数的转换。模型计算揭示了尺度不变的电导率σ = 2qe^2 / pi h，以及在这些连通性开关处与无质量狄拉克费米子相关的克莱因隧穿。
2014-01-17 cond-mat.mes-hall
Armchair carbon nanotube on Pt and hBN/Pt: from strong metallic contact to coherent spin transport regime
本文通过第一性原理研究 Pt(111) 上扶手椅型 (4,4) 碳纳米管的自旋轨道邻近效应，发现插入 hBN 可恢复 Dirac 锥并实现几乎完美的横向自旋极化，为相干自旋输运提供了条件。
2024-09-02 cond-mat.mes-hall
Polariton Chern Bands in 2D Photonic Crystals Beyond Dirac Cones
本研究超越传统 Dirac cone 框架，在二维光子晶体中引入基于 BICs 和 $Γ$ 点简并的能带结构以实现 polariton Chern bands，展示了高 Chern 数、均匀 Berry 曲率及大拓扑带隙，为拓扑光子器件设计提供新原则。
2025-06-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Analytical expressions for the polarizability of the honeycomb lattice
我们提出的解析表达式的极化率$P_μ(q_x,ω)$的石墨烯建模的六方紧束缚模型的小波数$q_x$，但任意的化学势$μ$。一般来说，我们发现$P_μ(q_x,ω)=P_μ^<(ω/ω_q)+q_x^2P_μ^>(ω)$与$ω_q=v_Fq_x$狄拉克能量，其中第一项是由于带内和第二个由于带间跃迁。解释，我们推导出的极化率的虚部，包括带内贡献的解析表达式和恢复从狄拉克锥近似$μ\rightarrow0$得到的结果。对于$μ<\sqrt{3}t$，在$ω_q=v_Fq_x$处存在与$μ$无关的平方根奇异性。对于接近范霍夫奇点的掺杂水平，$μ=t\pmδμ$，$ImP_μ(q_x,ω)$对于$δμ/t<ω/ω_q\ll1$是恒定的。
2010-11-10 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian band topology in twisted bilayer graphene aligned with hexagonal boron nitride
本文基于 Bistritzer-MacDonald 模型，研究在非互易跃迁和 hBN 质量项下扭转双层石墨烯的非厄米拓扑性质，发现系统转变为非厄米谷霍尔绝缘体，且非厄米效应显著影响带宽、Dirac 点鲁棒性及拓扑相变。
2025-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electrostatic Superlattices on Scaled Graphene Lattices
一个可扩展的紧束缚模型应用于大规模的量子输运计算清洁石墨烯静电超晶格势，包括两种类型的石墨烯超晶格：莫尔图案由于堆叠的石墨烯和六方氮化硼（hBN）晶格，和栅极可控的超晶格使用空间调制的栅极电容。在石墨烯/hBN莫尔超晶格的情况下，我们的输运模拟和实验之间的一致性是令人满意的在零和低磁场，但打破了在高磁场，由于采用简单的模型哈密顿量，不包括高阶项的有效矢量势和狄拉克质量项。在栅极可控超晶格的情况下，不涉及高阶项，并且预计模拟在数值上是精确的。回顾最近的实验石墨烯受门控正方形超晶格周期为35 nm，我们的模拟显示出良好的一致性，揭示了多个额外的狄拉克锥在更强的超晶格调制的出现。
2019-07-07 cond-mat.mes-hall
Momentum-resolved view of highly tunable many-body effects in a graphene/hBN field-effect device
将功能性二维材料电子器件的载流子可调谐性与能量和动量分辨电子激发的直接探测相结合，对于深入了解器件操作过程中多体相互作用的影响至关重要。在这里，我们使用微聚焦角分辨光电发射，以分析支持六方氮化硼背栅石墨烯的多体相互作用。通过提取掺杂相关的准粒子色散和自能，我们观察到这些相互作用如何重整化狄拉克锥和影响我们的设备的电子迁移率。我们的结果不仅限于费米能级周围的有限能量范围内，在电子输运测量，但描述了更广泛的能量尺度上的相互作用，延伸到制度以外的热载流子激发。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall
Magnetism and hidden quantum geometry in charge neutral twisted trilayer graphene
University of Ottawa（渥太华大学）；Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）
研究电中性扭曲三重层石墨烯的磁性和量子几何，通过Hubbard模型揭示其电子性质及反铁磁相变机制。
2025-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A Gapless MoS$_2$ Allotrope Possessing Both Massless Dirac and Heavy Fermions
MoS $_2$是过渡金属二硫属化物（TMD）的一员，由于其优异的力学、热学、电学和光学性能，近年来成为发展最快的二维材料之一。与具有超高电子迁移率的无质量狄拉克费米子的石墨烯不同，单层MoS $_2$是直接带隙半导体。一个有趣的问题出现了：单层MoS $_2$是否也具有超高电子迁移率的无质量狄拉克费米子？在这里，使用第一性原理计算，我们表明，单层的MoS $_2$同素异形体，它由重复的正方形八角形环（缩写为so-MoS $_2$，以区别于正常的六方晶格，h-MoS $_2$）具有无质量狄拉克费米子和重费米子。与石墨烯的$p$ -轨道狄拉克费米子不同，so-MoS $_2$的狄拉克费米子是$d$ -电子并且具有与石墨烯的费米速度相当的费米速度。在so-MoS $_2$中发现的狄拉克锥结构极大地丰富了我们对TMD物理性质的理解，并为开发新型电子/自旋电子器件开辟了新的可能性。
2014-01-30 cond-mat.mes-hall
Substrate-induced topological minibands in graphene
蜂窝晶格为在（Meta）材料中实现电子、光子或声子拓扑带的许多想法奠定了基础。通过能带工程在石墨烯中操纵狄拉克电子的新机会来自于由诸如六方氮化硼的衬底诱导的超晶格势。利用弱衬底势的一般形式所规定的对称性，我们解析推导出的超结构，包括一个特征1.5狄拉克锥来自三带交叉在布里渊区边缘的低能量迷你带。假设一个大的超原胞，我们专注于一个单一的狄拉克锥（或谷），并找到所有可能的安排的低能电子和空穴带在一个完整的六维参数空间。我们确定了各种对称平面在参数空间诱导间隙关闭，并找到托管拓扑minibands，也包括复杂的带交叉，产生一个谷陈数大于一个部门。我们的地图提供了一个起点，系统设计的拓扑带基板工程。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Graphene-like Dirac states and Quantum Spin Hall Insulators in the square-octagonal MX2 (M=Mo, W; X=S, Se, Te) Isomers
我们研究了过渡金属二硫属化物MX $_2$（$M$ =Mo，W; $X$ =S，Se，Te）的正六方晶格，作为MX $_2$正六方化合物的异构体。通过能带结构的计算，我们观察到了具有非对称空间群对称性的MX $_2$矩形晶格中的类石墨烯Dirac能带结构。范霍夫奇点的两个带在费米能级处相交，导致两个动量相反的狄拉克锥。自旋轨道耦合可以在这些狄拉克点打开一个非平凡的能隙，并诱导量子自旋霍尔（QSH）相，二维拓扑绝缘体。在这里，正方形-八边形MX $_2$结构实现了过渡金属二硫属化物中有趣的石墨烯物理，如狄拉克带和QSH效应。
2015-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong interface-induced spin-orbit coupling in graphene on WS2
界面相互作用允许石墨烯的电子性质被修改，如最近通过在六方氮化硼（hBN）衬底上的石墨烯的能带结构中出现卫星狄拉克锥所证明的。正在进行的研究致力于探索更广泛的材料类别中的界面相互作用，以设计有针对性的电子特性。在这里，我们表明，在与二硫化钨（WS2）衬底的界面处，石墨烯中的自旋轨道相互作用（SOI）的强度非常强烈地增强。诱导SOI导致一个明显的低温弱反局域化（WAL）的效果，从我们确定的自旋弛豫时间。我们发现，在石墨烯中的自旋弛豫时间是两到三个数量级小于WS2比SiO2或hBN，它是可比的谷间散射时间。为了解释我们的发现，我们进行了第一原理电子结构计算，这两者都证实了WS2上石墨烯中的载流子经历了强SOI，并允许我们提取自旋相关的低能有效哈密顿量。我们的分析进一步表明，WS2衬底的使用开辟了一条可能的新途径，以访问石墨烯为基础的系统中的物质的拓扑状态。
2015-08-12 cond-mat.mes-hall
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
Electronic Structure of Graphene/TiO$_2$ Interface: Design and Functional Perspectives
我们提出了低应变和能量有利的单层和双层石墨烯覆盖层的设计在TiO_2 $_2$（001）表面和检查的界面的电子结构的第一性原理计算的帮助。在没有表面TiO $_2$和石墨烯状态之间的杂化的情况下，偶极波动支配跨界面的微小电荷转移。结果，衬底和覆盖层都保持其原始的电子结构。与单层石墨烯的界面保持其无间隙的线性带色散，而不管诱导的外延应变。电势梯度在Bernal堆叠的情况下打开了几个meV的带隙，并且在双层石墨烯的六边形堆叠的情况下加强了狄拉克锥的互穿。异质结构中TiO $_2$和石墨烯层的宏观平均电势之间的差在3至3.13 eV的范围内，这非常接近TiO $_2$带隙（$\sim$ 3.2 eV）。因此，所提出的异质结构将表现出增强的光诱导电荷转移，并且石墨烯组分将用作可见光敏化剂。
2020-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First observation of spin-helical Dirac fermions and topological phases in undoped and doped Bi2Te3 demonstrated by spin-ARPES spectroscopy
具有类光色散关系或锥形狄拉克光谱的电子系统，如石墨烯和铋，最近被证明在高磁场中具有不寻常的集体态。这种状态是可能的，因为它们的类光电子是手性的自旋对，这意味着它们的传播方向与描述它们在晶格中位置的称为赝自旋的量有关。量子材料研究的一个新兴方向是操纵原子自旋轨道耦合来模拟自旋相关磁场的效应，试图实现物质的新自旋相。这种效应已经被提出来实现由螺旋形的不成对狄拉克锥组成的系统，这意味着它们的传播方向与电子自旋本身有关，这在石墨烯或铋中是禁止存在的。没有自旋分辨的测量，拓扑序的实验存在性不能确定。在这里，我们报告的Bi 2 Te 3和Bi{2-x} MnxTe 3系列，这被发现表现出一个单一的螺旋狄拉克锥，是完全自旋极化的六边形表面的自旋和角度分辨的光电发射研究。我们观察到的一个间隙在体自旋简并带和自旋分辨表面狄拉克节点接近化学势表明，低能动力学的Bi 2 Te 3是由不成对的自旋螺旋狄拉克模式。我们的自旋纹理测量证明了在这种材料类中首次存在罕见的拓扑相，并表明其适用于超越手性品种或传统石墨烯的新型2D狄拉克自旋器件应用。
2009-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Flat band and Lifschitz transition in long-range ordered supergraphene obtained by Erbium intercalation
无色散能带是一种特殊的性质，随着新的光、磁、电性质的出现而受到越来越多的关注。在这里，我们报告的石墨烯超结构的n-掺杂的Lifshitz过渡，并表现出一个平坦的带，通过有序的铒插入单层石墨烯和SiC（0001）之间获得的第一个观察。STM实验揭示了大的石墨烯区域，其特征在于具有1.40 nm的晶格参数的长程有序的六方超结构，相对于原始晶格旋转19度。角分辨光电子能谱学测量表明，该石墨烯结构表现出具有完美线性色散的狄拉克锥，以及在费米能级下的-1.72 eV +/-0.02处的狄拉克点，这是仅通过插层获得的最高掺杂水平之一。费米面测量表明，已经达到了Lifshitz转变，并在M点附近产生了宽的平坦带。我们认为这种能带结构的改变是诱导的自旋-轨道耦合的结果。这个系统提供了一个操场，研究一个新的磁介导的π带状态之间的相互作用，并在费米能级的发散态密度。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Flat bands without twists: periodic holey graphene
本文研究周期性多孔石墨烯，揭示孔洞导致的对称性破缺、BZ折叠规律与等效 $α-\mathcal{T}_{3}$ 低能模型，并提出无需转角即可按需产生平带、实现强关联量子相的方案。
2023-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
