Tight-binding calculation of growth mechanism of graphene on Ni(111) surface
采用紧束缚SCC-DFTB方法研究了石墨烯在Ni表面以及台阶上的成核过程。结果表明，当苯环吸附在Ni（111）表面时，fcc构型的总能量最低，是最稳定的构型.边缘生长石墨烯的碳原子的活性从边界到中心逐渐降低，当它们被吸附在基底上时。石墨烯层可以在Ni（1 - 11）面和Ni（1-11）面相交形成的台阶面上连续生长。同时，当层生长较大时，层与Ni表面之间将发生失配，从而导致缺陷。减小石墨烯与台阶表面的失配将有利于大面积、高质量石墨烯的生长。
2012-03-03 cond-mat.mes-hall
Demonstration of distinct semiconducting transport characteristics of monolayer graphene functionalized via plasma activation of substrate surfaces
我们报告了通过等离子体活化基底表面实现的单层石墨烯的半导体行为。石墨烯器件通过机械剥离到预处理的SiO2/Si衬底上来制造。与原始石墨烯相反，这些石墨烯样品表现出传输间隙以及非线性传输特性，在低温下600的大开/关比，以及类似绝缘的温度依赖性。拉曼光谱表征显示了活化SiO2/Si衬底上石墨烯样品中C原子sp3杂化的证据。我们分析了在低温下的跳跃运输，和弱本地化从磁传输测量观察到的，这表明在功能化的石墨烯的载体本地化和sp3型缺陷之间的相关性。本研究展示了石墨烯的功能化，使用一种新的基板表面活化方法，为未来的石墨烯为基础的应用。
2015-05-20 cond-mat.mes-hall
Extended frequency range of transverse-electric surface plasmon polaritons in graphene
石墨烯中表面等离子体激元的色散关系，包括光学损耗，通常是获得复杂的波矢量，而频率被假定为实。然而，这种方法不适合描述光激发的时间动力学和石墨烯的光谱特性。在这里，我们提出了一种替代方法，计算在复频率和实波矢量空间的色散关系。这种方法提供了对石墨烯层的光学性质的更清晰的洞察，并且允许我们在全频率范围内找到石墨烯片的表面等离子体振子模式，从而消除了先前报道的横向电模式的限制（1.667 < $\hbarω/μ$ < 2）。我们进一步发展了一个简单的解析近似，准确地描述了在石墨烯的表面等离子体极化激元模式的色散。使用这种近似，我们表明，横向电表面等离子体激元传播沿石墨烯片没有损失，即使在有限的温度。
2021-06-14 cond-mat.mes-hall
Surface states in zigzag and armchair graphene nanoribbons
本文介绍了锯齿形和扶手椅型石墨烯纳米带的电子光谱计算内的π电子紧束缚模型。锯齿形和扶手椅型纳米带的不同边缘的几何形状被认为是，与表面扰动考虑在内。在将表面态分为Tamm态和Shockley态的基础上，讨论了表面态的性质。在扶手椅纳米带表面状态示出关闭的能隙在狄拉克点的某些边缘几何形状。
2009-02-05 cond-mat.mes-hall
Transverse-electric surface plasmon polaritons in periodically modulated graphene
横电（TE）表面等离子体激元是均匀石墨烯层的独特本征模，其可随化学势和温度调节。然而，由于它们的色散曲线在光谱上位于光线之下，它们不能被外部入射波共振激发。在这里，我们提出了一种激发TE模式，并通过引入一维石墨烯光栅调谐其透射峰的方法。使用散射矩阵形式主义，我们表明，周期性调制的石墨烯的传输更加明显，可能允许TE模式的实验观察。此外，我们建议使用乱层石墨烯来增强表面等离子体激元在光谱中的作用。
2023-02-16 cond-mat.mes-hall
Probing terahertz surface plasmon waves in graphene structures
利用太赫兹近场显微镜研究了外延石墨烯台面和条带的亚波长尺度表面等离子体激发和太赫兹透射特性。太赫兹近场图像显示石墨烯性质在小于波长的尺度上的变化，以及在石墨烯边缘发生的太赫兹表面波的激发，类似于在金属边缘观察到的。在衬底SiC/空气界面处的菲涅耳反射也被发现通过石墨烯带阵列的存在而改变，导致太赫兹波的透射取决于波偏振和带宽度而减少或增强。
2013-08-16 cond-mat.mes-hall
Modification of electronic surface states by graphene islands on Cu(111)
我们提出了一个研究的石墨烯/衬底的相互作用的超高压生长的石墨烯岛与最小的表面污染，使用\emph{in situ}低温扫描隧道显微镜（STM）。我们比较了石墨烯岛与裸Cu（111）衬底区域上样品表面的物理和电子结构与原子空间分辨率。我们发现，像势态的里德伯系列在石墨烯岛上相对于Cu（111）向较低能量移动，表明局部功函数减小，并且共振具有小得多的线宽，表明与体相的耦合减少。此外，我们还发现Cu（111）表面态的色散受到石墨烯层的影响，带边和有效质量都相对于裸Cu（111）发生了移动.
2015-05-19 cond-mat.mes-hall
Trapping Surface Electrons on Graphene Layers and Islands
我们报告使用时间和角度分辨的双光子光电发射映射绑定，未占用的电子结构的弱耦合石墨烯/Ir（111）系统。最低的三个图像潜在的状态的能量，色散和寿命进行测量。此外，Ir和石墨烯之间的弱相互作用允许观察从Ir衬底的未淬灭的肖克利型表面状态到石墨烯/Ir图像势状态的共振跃迁。的图像电位状态的寿命是可比的中间间隙清洁金属表面。单原子层石墨烯岛上的激发电子的本地化的证据提供的覆盖依赖的测量。
2011-12-29 cond-mat.mes-hall
Surface-enhanced Raman scattering in graphene deposited on Al$_x$Ga$_{1-x}$N/GaN axial heterostructure nanowires
研究了沉积在AlxGa 1-xN/GAN轴向异质结构纳米线上的石墨烯的表面增强拉曼散射。石墨烯拉曼光谱的强度与铝含量无关。石墨烯拉曼谱带参数、KPFM和电反射率的分析显示了极化电荷的屏蔽。理论计算表明，石墨烯中的等离子体共振远远超出了拉曼光谱范围。这排除了SERS的电磁机制的存在，因此表明增强的化学机制。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall
Strong coupling in the far-infrared between graphene plasmons and the surface optical phonons of silicon dioxide
我们研究了静电门控的二氧化硅衬底上的石墨烯纳米带的等离子体共振。吸收光谱测量中，远红外和揭示多个峰值，与宽度依赖的共振频率。我们计算内的随机相位近似的介电函数，并表明，所观察到的光谱可以解释由表面等离子体声子极化激元模式，这是从耦合的石墨烯等离子体到三个表面光学声子模式在二氧化硅中产生的。
2014-05-29 cond-mat.mes-hall
Giant Surface Charge Density of Graphene Resolved From Scanning Tunneling Microscopy and First-Principles Theory
在这项工作中，系统的恒偏置，变电流扫描隧道显微镜（STM）的测量和STM模拟从密度泛函理论，产生关键的洞察到石墨烯中的电子的空间结构。石墨烯和石墨之间的基本比较，显示石墨烯的表面电荷密度是石墨的300%。此外，模拟STM图像显示，高电流STM更好地解决了石墨烯蜂窝键合结构，因为发生在最顶端的悬挂键轨道的收缩。
2015-02-09 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
Ultrafast Dynamics of Plasmon-Exciton Interaction of Ag Nanowire-Graphene Hybrids for Surface Catalytic Reactions
利用超快泵浦-探测瞬态吸收光谱技术，在可见-近红外波段对石墨烯-银纳米线杂化材料的飞秒等离子体激子相互作用进行了实验研究。银纳米线的等离子体激元寿命约为150飞秒（fs）。对于单层石墨烯，在275 fs处的快速动力学过程是由于石墨烯激子的激发，而在1.4皮秒（ps）处的缓慢过程是由于等离子体激元热电子与石墨烯声子的相互作用。对于石墨烯-Ag纳米线杂化材料，等离子体激元诱导的热电子向石墨烯的转移时间尺度为534 fs，金属等离子体激元增强的石墨烯等离子体激元在可见光区的时间尺度约为3.2 ps.石墨烯-银纳米线杂化物可用于等离子体激元驱动的化学反应。这种石墨烯介导的表面增强拉曼散射基底与单层石墨烯或单个Ag纳米线单独驱动的反应相比，显著增加了由石墨烯-Ag纳米线杂化共同驱动的表面催化反应的概率和效率。这意味着石墨烯-Ag纳米线杂化物不仅可以导致高密度热电子的显著积累，而且由于强的等离子激元-激子耦合，还可以显著增加等离子激元到电子的转换效率。
2016-08-06 cond-mat.mes-hall
Model and Simulations of the Epitaxial Growth of Graphene on Non-Planar 6H-SiC Surfaces
采用一维动力学Monte Carlo模型研究了6 H-SiC上外延石墨烯的阶梯流生长。模型参数是石墨烯在SiC台阶处成核和生长的有效能垒。当该模型被应用到相邻表面上的石墨烯生长时，条带宽度分布被用来表征表面形态。包括额外的动力学过程来研究SiC纳米晶面上的石墨烯生长。我们的主要结果是，在石墨烯生长过程中，原始的纳米晶面断裂成几个纳米晶面。这种现象的特征在于断裂的纳米刻面相对于基面取向的角度。这个角度在整个表面上的分布被发现是相关的带宽度分布的邻位表面。随着阶地扩展势垒的减小，裂缝角分布由双侧高斯分布向单侧幂律分布连续变化。利用这种分布，将有可能从实验中提取能量势垒，并定量地解释生长形态。
2011-09-16 cond-mat.mes-hall
Current Saturation and Surface Polar Phonon Scattering in Graphene
我们提出了一个研究的极性绝缘衬底上的石墨烯器件的传输使用紧束缚模型。使用多波段玻尔兹曼处理的流动性计算。我们提供了表面极性声子对低场迁移率的贡献随载流子密度、温度和距衬底的距离的缩放。在高偏压下，我们发现石墨烯的自热效应对于解释所观察到的饱和电流行为是必不可少的。我们预测，通过优化器件的冷却，高偏置电流可以显着增强。
2009-10-26 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport experiment detects Fermi surface anisotropy of graphene
单层石墨烯和双层石墨烯具有显著不同的性质。其中一个区别是费米面的形状。虽然各向异性能带结构可以在光学测量中检测到，但迄今为止，它们在二维材料的输运实验中难以检测。在这里，我们描述了一个弹道输运实验，使用高品质的石墨烯，揭示了费米表面各向异性的磁阻。费米面的形状与实空间中的回旋轨道密切相关。在三角晶格的样品中，电子的轨迹依赖于费米面的各向异性。我们发现，这导致磁阻依赖于反点晶格的晶体取向，这表明双层石墨烯的各向异性费米表面是一个三角形弯曲的圆形。而在单层膜中，磁电阻的形状与反点晶格的取向无关，表明费米面为圆形。弹道输运实验是探测二维电子系统中各向异性电子能带结构的一种新方法。
2019-01-18 cond-mat.mes-hall
Surface-enhanced Raman scattering of graphene caused by self-induced nanogating by GaN nanowire array
一个恒定的高度的氮化镓（GAN）纳米线与石墨烯沉积在它们上面被示出具有很强的增强拉曼散射，而可变高度的纳米线不能给这样的增强。扫描电子显微镜揭示了当GAN纳米线均匀时存在的光滑石墨烯表面，而观察到具有显著高度差的纳米线上的石墨烯被最上面的纳米线刺穿和拉伸。特征拉曼谱带的能量位移证实了纳米线高度的这些差异对局部石墨烯应变和载流子浓度具有显著影响。开尔文探针力显微镜得到的图像清楚地表明，石墨烯中的载流子浓度是由纳米线衬底调制，并依赖于纳米线密度。因此，所观察到的沉积在GAN纳米线上的石墨烯的表面增强拉曼散射是由石墨烯的自诱导纳米门控触发的。然而，没有发现增强与应变或石墨烯的载流子浓度的明确相关性。
2017-11-07 cond-mat.mes-hall
Exact solution for square-wave grating covered with graphene: Surface plasmon-polaritons in the THz range
我们提供了一个解析解的电磁辐射的散射问题的方波光栅与平面石墨烯片的顶部。我们表明，深groves有一个强大的等离子体响应与光吸收的石墨烯片达到45%以上，由于表面等离子体激元的激发。的情况下，光栅与石墨烯片呈现诱导的周期性调制的电导率进行了讨论。
2012-11-27 cond-mat.mes-hall
Surface Polar Phonon Dominated Electron Transport in Graphene
利用蒙特卡罗模拟研究了表面极性声子对单层石墨烯电子输运性质的影响。具体而言，低场电子迁移率和饱和速度检查不同的衬底（SiC，SiO2和HfO2）相比，本征的情况下。虽然结果表明，低场迁移率可以通过引入表面极性声子散射大大降低，相应的退化的饱和速度没有观察到在室温下的所有三个基板。还发现，即使在低温下，表面极性声子也会影响石墨烯的电阻率，从而可能导致声学声子变形势常数的不准确估计。
2010-10-22 cond-mat.mes-hall
Effect of Spatial Dispersion on Surface Waves Propagating Along Graphene Sheets
我们研究了表面波沿空间色散石墨烯片的传播，包括衬底效应。所提出的分析得出的导纳的等效电路的石墨烯能够处理空间色散，使用非本地模型的石墨烯导电性。与频率选择表面类似，解析导纳取决于沿着薄片行进的波的传播常数。支持TE和TM模式的色散关系，然后通过应用横向谐振方程。该方法的应用表明，空间色散可以显着影响表面等离子体的传播，显着修改其模式限制和增加的损失，即使在带内跃迁是石墨烯导电性的主要贡献的频率。这些结果表明，需要正确评估空间色散效应的等离子体激元器件在低太赫兹波段的发展。
2013-09-02 cond-mat.mes-hall
Phase Resolved Surface Plasmon Interferometry of Graphene
石墨烯的表面等离子体激元（SPP）反映了底层电子结构和动力学的微观空间变化。访问此信息需要探测完整的SPP响应功能。我们将扫描探针针尖耦合表面等离子体干涉术与相位分辨近场信号检测相结合，对石墨烯SPP的相位和振幅进行成像。我们表明，一个简单的分析腔模型可以自洽地描述边缘，晶界，和缺陷SPP反射和散射的相位和振幅响应。推导出的复杂SPP波矢，阻尼，载流子迁移率同意从更复杂的模型的结果。这种相位信息为光电子应用的空间和光谱石墨烯SPP调谐和调制开辟了新的自由度。
2014-04-17 cond-mat.mes-hall
Localized surface plasmons in a continuous and flat graphene sheet
我们推导出一个积分方程，描述沉积在衬底上的石墨烯的表面等离子体激元与平面表面和电介质的相对表面中的电介质突起。我们表明，这个问题在数学上是等价的Fredholm方程的解决方案，我们完全解决。此外，我们还发现局域表面等离子体激元的色散关系仅由突起的几何参数决定。我们还表明，这样的系统支持偶数和奇数模式。我们给出了静电势和静电场的流图，这清楚地表明了在一个连续的和平坦的石墨烯片的表面等离子体激元的局域化性质。
2018-05-11 cond-mat.mes-hall
Surface plasmon-polaritons in graphene, embedded into medium with gain and losses
该研究理论分析空间分离增益与损耗介质中的石墨烯表面等离激元–极化激元，揭示额外模式、PT对称奇异点及谱奇点，并证明其可由掺杂或静电门控调控。
2023-09-28 cond-mat.mes-hall
Synthesis of Graphene on Gold
在这里，我们报告的化学气相沉积石墨烯在金表面在环境压力。我们研究了生长温度、压力和冷却过程对石墨烯层生长的影响。样品的拉曼光谱揭示了在金表面生长的石墨烯的基本性质。为了表征所生长的石墨烯层的电学性质，我们将它们转移到绝缘衬底上并制造场效应晶体管。由于金的独特性质，在金表面生长石墨烯层的能力可能会打开石墨烯在电化学和光谱学中的新应用。
2011-03-18 cond-mat.mes-hall
Graphene on Ir(111) surface: From van der Waals to strong bonding
我们计算了Ir（111）表面上的石墨烯单层的性质，使用的模型中，两种结构的周期性假设是相等的，而不是观察到的轻微失配，导致一个大的超周期晶胞。我们使用密度泛函理论的方法，最近开发的vdw-DF非局部相关功能的补充。后者对于处理范德华相互作用是必不可少的，范德华相互作用对于相当弱结合的石墨烯的吸附距离和能量至关重要。当额外的铱原子放在石墨烯的顶部时，C原子的电子结构获得sp3特征，并与铱原子形成强键。我们讨论了所使用的近似的有效性，以及与其他石墨烯-金属系统的相关性。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall
Interfacial interactions between local defects in amorphous SiO$_2$ and supported graphene
我们提出了一个现实的SiO $_2$表面考虑范德华力（vdW）相互作用的石墨烯粘附的密度泛函研究。的SiO $_2$基板是在本地规模建模，通过使用两种主要类型的表面缺陷，典型的无定形二氧化硅：氧悬挂键和三配位硅。结果表明，石墨烯与基底之间的粘附性质定性地依赖于表面缺陷类型。特别地，石墨烯和硅封端的SiO $_2$之间的相互作用完全源自vdW相互作用，而氧封端的表面为界面电荷转移引起的结合提供额外的离子贡献（石墨烯的$p$型掺杂）。不同表面终端的强掺杂对比度提供了实验中观察到的非晶SiO $_2$上石墨烯电荷不均匀性的机制。我们发现，所考虑的表面形态的独立，在狄拉克点附近的石墨烯的典型的电子结构保持不变，在与SiO $_2$基板，这表明石墨烯和无定形二氧化硅之间的共价相互作用的情况下接触。氢钝化的SiO $_2$表面的情况下也检查。在这种情况下，与石墨烯的结合实际上与表面缺陷的类型无关，并且如预期的那样，从vdW相互作用中产生。最后，得到的界面距离与最近的实验研究结果吻合良好。
2011-08-29 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional Excitonic Photoluminescence in Graphene on Cu surface
尽管石墨烯具有出色的电学性能，但由于其零带隙而不适合用于光学器件。在这里，我们报告了来自生长在Cu（111）表面上的石墨烯的二维激子光致发光（PL），其显示出在3.16 eV附近的意想不到的显著尖锐和强的发射（半峰全宽$\leq$ 3meV）和在3.18 eV附近的多重发射。随着温度的升高，这些发射蓝移，显示出石墨烯的特征负热系数。观察到的PL起源于石墨烯中受激电子的显著抑制的分散，所述分散由石墨烯$π$和第一和第二Cu层的Cu d轨道在布里渊区的偏移鞍点0.525（M+K）处的杂化引起。这一发现为设计新型光电石墨烯器件提供了一条新途径，同时保持了石墨烯出色的电学性能。
2016-10-27 cond-mat.mes-hall
Graphene nanoribbon based spaser
提出了一种新型的掺杂石墨烯纳米粒子表面等离子体激元净放大的spaser。在掺杂的石墨烯纳米管中，由于沿石墨烯纳米管分布的二能级量子点等发射体的非辐射激发，可以产生THz区的等离子体激元。获得了掺杂石墨烯纳米颗粒中SP净放大所需的每单位面积的最小粒子数反转。研究了扶手椅型石墨烯纳米结构中表面等离子体激元放大所需的表面等离子体激元波矢量、石墨烯纳米结构宽度、掺杂和阻尼参数对最小粒子数反转的依赖关系。
2013-10-01 cond-mat.mes-hall
Radiative decay effects influence the local electromagnetic response of the monolayer graphene with surface corrugations in terahertz range
我们继续研究了表面波纹对单层石墨烯在太赫兹波段的局部电磁响应的影响。考虑了辐射衰减、石墨烯中载流子谱的双谷结构和呼吸表面曲率形成的合成电场的影响。为了实现这一程序，得到了广义非线性自洽方程。在外加弱交变电场的情况下，得到了外电场线性近似下的方程的精确解，表明在这种情况下，感应电流路径的局部失相依赖于表面形状。这一理论结果定性地解释了石墨烯中局部电流模式的相应实验，而没有使用完全量子方法，这对于石墨烯纳米带中这种现象的理论描述是必要的。此外，本文所得到的公式还可作为局部电流路径图象给定的表面波纹形成象新方法的基础。所获得的结果允许研究纳米尺度下材料的机械行为偏离宏观既定的概念，这对石墨烯特别重要。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall
Surface Plasmon Polaritons in Planar Graphene Superlattices
研究了一维周期性带隙调制的平面石墨烯超晶格中的表面等离子激元。利用运动方程方法，在费米能级位于其中一个小间隙内和费米能级位于其中一个小带内的两种情况下，发现了小带间对系统电导率的贡献.结果表明，在这些情况下，系统的光学电导率变化显着。在系统中的表面等离子体激元的光谱不同。
2020-05-05 cond-mat.mes-hall
The electronic properties of graphene on metal modified SiO2 substrate
基于第一性原理计算，研究了金属（Ti，Ca，Ni，Mn，Co，Fe，Cr，K）修饰SiO2衬底上石墨烯的电子性质。结合能分析结果表明，金属原子在SiO2衬底的O表面比在Si表面更稳定地吸附，石墨烯在金属改性衬底上的吸附非常稳定。负载石墨烯的能带结构与悬浮石墨烯在Co修饰的SiO2表面的能带结构相似，但由于Fe原子的修饰作用，其能带结构发生了明显的变化。有趣的是，在自旋向上态，在磁性原子修饰的表面上会出现半金属能带结构，带隙为1-2 eV。
2012-03-01 cond-mat.mes-hall
Surface plasmon on graphene at finite $T$
利用最近发展起来的（2+1）维极化张量理论，研究了温度对石墨烯表面等离子体激元的影响。我们考虑非零质量间隙，但零化学势。等离子体激元可以存在于电磁场的两种偏振TE和TM。对于TE，动量区域，其中色散函数是真实的，似乎从下面有界，而对于TM，它是从上面有界的。我们讨论了这些功能与以前发现的情况下，与非零化学势，但零温度的相似之处。
2015-08-31 cond-mat.mes-hall
Damping of Terahertz Plasmons in Graphene Coupled with Surface Plasmons in Heavily-Doped Substrate
从理论上研究了太赫兹（THz）频率下石墨烯中的等离子体与重掺杂衬底中表面等离子体的耦合。我们发现，巨大的散射率可以完全衰减等离子体激元，因此适当选择材料和几何参数对于抑制耦合效应并获得石墨烯中的最小阻尼率至关重要。即使掺杂浓度为10^{19} - 10^{20} cm^{-3}，石墨烯和衬底之间的介电层厚度为100 nm，这是具有重掺杂衬底的真实石墨烯样品中的典型值，与声学声子限制的阻尼率相比，阻尼率的增加也不可忽略。研究了阻尼率与波数、石墨烯与衬底和栅极与石墨烯间隔的厚度、衬底掺杂浓度和周围材料的介电常数的关系。结果表明，阻尼率可以大大降低的栅极屏蔽，这抑制了石墨烯等离子体激元到衬底中的场扩展。
2014-01-15 cond-mat.mes-hall
Electrical Tuning of Surface Plasmon Polariton Propagation in Graphene-Nanowire Hybrid Structure
我们展示了石墨烯-纳米线混合结构在可见光范围内的动态表面等离子体激元调制，这在以前被认为是石墨烯基场效应晶体管调制器的艰巨任务。实验上获得了高达0.07dB/μm的静态调制深度。仔细的模拟表明，在银NW和石墨烯片之间的界面处的强烈聚焦的电磁场和显著增强的电场是使器件的光学响应达到可见光范围的关键作用。进一步研究了单层石墨烯在狄拉克点附近的调制行为和双层石墨烯的奇异性。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall
Charge Density Wave Phase Transition on the Surface of Electrostatically Doped Multilayer Graphene
我们证明了当费米能级接近石墨烯能带结构布里渊区的M点（也称为范霍夫奇点，态密度发散）时，电子掺杂的多层石墨烯表面发生电荷密度波（CDW）相变。这种CDW相变的发生由静电掺杂的多层石墨烯中的电输运测量和光学测量两者支持。CDW跃迁伴随着石墨烯沟道电阻在T $_m$ = 100 K时的突变，以及拉曼G峰（1580 cm $^{-1}$）的分裂。拉曼G峰的分裂表明面内光学声子支简并度的提升，非简并声子支与石墨烯的晶格重构--CDW相变相关。
2016-10-24 cond-mat.mes-hall
Drag of electrons in graphene by substrate surface polar phonons
已知通过基底的表面极性声子（SPP）的电子散射降低了它们在支撑的石墨烯中的迁移率。然而，没有实验证据表明SPP对石墨烯中热电现象的电子拖曳的贡献：石墨烯热电性与莫特定律表现出良好的一致性，这意味着扩散对热电性的贡献在宽范围的载流子密度和温度中占主导地位。在这里，我们发展了一个完整的理论，电子在石墨烯的牵引SPP。通过求解电子被表面等离子体散射的玻尔兹曼输运方程，推导出表面等离子体阻力对石墨烯热电势的贡献。相比，扩散热电势，得到的值似乎是一个数量级较低的各种基板。这可以解释为低占有数的SPP和短的平均自由程的声子源于他们的小群速度。我们的结论是，石墨烯的热电实验可以在莫特定律的框架内处理。
2016-06-06 cond-mat.mes-hall
Understanding and engineering phonon-mediated tunneling into graphene on metal surfaces
Ir（111）上的金属插层石墨烯在非弹性电子隧穿光谱中表现出声子特征，其强度取决于插层剂。对于Cs嵌入，观察到非常强的石墨烯声子信号。Li intercalation同样诱导明显可辨的声子签名，虽然不如观察到的Cs明显。该信号可以微调的碱金属覆盖，并逐渐消失后，增加从隧道到接触范围的结电导。与Cs和Li相反，对于Ni插层的石墨烯，声子信号在所有传输范围内保持低于检测限。超越常规的双端方法，输运计算提供了对石墨烯电极耦合与石墨烯声子光谱特征的观察之间的微妙相互作用的全面理解。
2018-10-29 cond-mat.mes-hall
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
A critical analysis on the sensitivity enhancement of surface plasmon resonance sensors with graphene
在覆盖金属（等离子体）膜的表面等离子体共振传感器中使用石墨烯具有许多已证明的优点，例如保护膜免受腐蚀/氧化并促进引入用于选择性感测的官能团。最近，一些工作声称，少层石墨烯也可以增加传感器的灵敏度。然而，石墨烯被处理为各向同性薄膜，具有与面内折射率相同的面外折射率。在这里，我们严格审查的作用，单层和几层石墨烯的表面等离子体共振传感器的灵敏度增强。石墨烯通过三种不同的描述被引入到金属膜上：作为原子厚度的二维片，作为薄的有效各向同性材料（在三个坐标方向上具有相同的导电性），以及作为非各向同性层（在垂直于二维平面的方向上具有不同的导电性）。我们发现，只有各向同性层模型，这是已知的是不正确的光学建模的石墨烯，提供了相当大的灵敏度增加，而其他更准确的模型导致可以忽略不计的贡献的灵敏度。
2022-01-28 cond-mat.mes-hall
Effects of optical and surface polar phonons on the optical conductivity of doped graphene
利用Kubo线性响应理论，研究了石墨烯的本征光学声子和表面极性声子对掺杂石墨烯光学电导率的影响。我们发现，非弹性的电子-声子散射的贡献显着的声子辅助吸收的光学间隙。在室温下，由于强的电子-SPP耦合，这种中间带隙吸收可以大到极性衬底上石墨烯的通用交流电导率的20-25%。此外，中间带隙吸收强烈地依赖于所使用的衬底和掺杂水平。随着温度的升高，中隙吸收增加，而德鲁德峰，另一方面，变得更广泛的非弹性电子-声子散射变得更可能。因此，Drude重量随着温度的升高而降低。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Difference frequency generation of surface plasmon-polaritons in Landau quantized graphene
我们发展了一个严格的量子力学理论的非线性光学过程的差频产生的表面等离子体极化激元朗道量子化的石墨烯。虽然禁止在电偶极近似，二阶极化率是令人惊讶的高，相当于以上$10^{-3}$ m/V的体积大小。我们认为石墨烯单层作为一个非线性光学元件的单片光子芯片与集成泵场。从$10-100$ $μ$ m尺寸的结构预测了数十个$μ$ W/W $^2$数量级的非线性功率转换效率。我们调查了各种波导配置，以确定最佳的几何形状，以获得最大的效率。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall
Mechanism for graphene-based optoelectronic switches by tuning surface plasmon-polaritons in monolayer graphene
它示出，人们可以探索石墨烯的光学电导率，连同通过施加的栅极电压控制其电子密度的能力，以实现外部电磁辐射和石墨烯层中的表面等离子体激元-极化激元之间的谐振耦合。这开启了通过在全反射和全吸收的状态之间切换来电控制放置在石墨烯层顶部上的棱镜内反射的光的强度的可能性。预测的效果可用于构建基于石墨烯的光电开关。
2011-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Analysis of surface plasmon excitation at terahertz frequencies with highly-doped graphene sheets via attenuated total reflection
数值研究了掺杂石墨烯片在太赫兹频率下的表面等离子体激元激发。为了减轻高度受限的等离子体激元模式与入射辐射之间的动量失配，提出了通过高掺杂水平或使用少层石墨烯来增加石墨烯的表面电导率。对于目前可实现的掺杂水平，我们的分析表明，单层石墨烯上的表面等离子体可以用高折射率耦合棱镜在高达约10 THz（~ 41.3 meV）的工作频率下激发，并且更高的频率/能量对于少层石墨烯是可能的。这些高度受限的表面模式是有前途的传感和波导应用在太赫兹制度。
2013-03-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tunable hybrid surface waves supported by a graphene layer
我们研究了在强外部磁场作用下，半无限电介质表面附近的表面波。我们证明了TE-TM混合表面等离子体可以沿着石墨烯表面传播。我们分析了霍尔电导率对混合表面波色散的影响，并提出了利用磁场调节等离子体色散的可能性。
2012-08-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Three-Dimensional Nanoporous Graphene Substrate for Surface-Enhanced Raman Scattering
以纳米多孔铜为催化剂，采用化学气相沉积法制备了三维纳米多孔石墨烯薄膜。所得的纳米多孔石墨烯具有与下面的铜基板相同的平均孔径。我们的表面增强拉曼散射（SERS）的调查表明，石墨烯的纳米孔隙率显着提高了石墨烯作为基板的SERS效率相比，平面石墨烯基板。
2014-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Directional excitation of graphene surface plasmons
我们提出了一种方案，通过将石墨烯片放置在磁光衬底上，将光定向耦合到石墨烯等离子体激元中。当平行于表面施加磁场时，石墨烯等离子体激元色散关系在向前和向后方向上变得不对称。可以通过将光栅应用于衬底来实现具有垂直入射照明的石墨烯等离子体的单向激发。方向性可以通过电门控石墨烯或通过改变磁偏置来主动控制。该方案可能在基于石墨烯的光电子学和传感中具有应用。
2014-11-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Lubricity of graphene on rough Au surfaces
本文采用分子动力学研究了石墨烯在随机粗糙金表面上的纳米摩擦润滑性能。结果表明，在石墨烯的存在下，摩擦和随之而来的散热减少超过一个数量级。然而，石墨烯纳米带作为润滑剂的性能是有限的，因为在界面处的分离和位移。用拉伸的石墨烯片润滑的滑动接触件表现出低摩擦，但也可能表现出低结构稳定性。这表明石墨烯-基底粘附性对于粗糙金属表面上的二维材料的润滑性可能是至关重要的。
2018-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superradiance mediated by Graphene Surface Plasmons
我们证明了两个发射体之间的相互作用可以通过石墨烯中表面等离子体激元模式的有效激发来控制。我们认为石墨烯表面等离子体支持的二维石墨烯片或一维石墨烯带，显示在这两种情况下，发射器之间的耦合可以强烈增强或抑制。超和次辐射制度的反射和透射配置进行了研究。重要的是，在真空中由自由空间波长固定的发射器之间的耦合的长度尺度现在由石墨烯表面等离子体的波长确定，石墨烯表面等离子体的波长可以非常短并且可以经由栅极电压随意调谐。
2012-01-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Modeling of nucleobase/oligonucleotide interaction with graphene and graphene oxide: the role of charging and/or oxidizing the graphene surface
我们分析了石墨烯（Gr）表面的电荷和氧化程度对其与胞嘧啶和寡核苷酸r（C）10相互作用的影响。这是一个计算研究，涉及DFT计算和分子动力学模拟。结果表明，胞嘧啶与氧化石墨烯（GO）的相互作用比与Gr强，而胞嘧啶与GO的相互作用的能量仅弱地取决于Gr氧化的程度。阴离子寡核苷酸r（C）10在中性和带正电荷的表面上的吸附与范德华相互作用形成的构象具有一定的相似性。此外，对于带电表面，库仑吸引力给出了显着的贡献，总的相互作用能。对于带负电荷的石墨烯表面，Gr表面与带负电荷的寡核苷酸磷酸骨架之间的静电排斥减弱总结合能。库仑排斥和范德华吸引之间的竞争导致形成独特的寡核苷酸构象，其中所有10个胞嘧啶堆叠在GR上。
2021-11-29 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph
Graphene Transverse Electric Surface Plasmon Detection using Nonreciprocity Modal Discrimination
我们提出了一个磁偏置石墨烯铁氧体结构区分TE和TM等离子体模式的石墨烯。在该结构中，石墨烯TM等离子体激元与该结构相互作用。相反，石墨烯TE等离子体表现出非互易性。这种非互易性表现在接近带间阈值频率的频带中的单向TE传播。所提出的结构提供了一个独特的平台，在石墨烯中的TE等离子体激元模式的不寻常的存在的实验演示。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dyadic Green's Functions and Guided Surface Waves for a Surface Conductivity Model of Graphene
在石墨烯表面电导率模型的基础上，得到了电流作用下电磁场的精确解。石墨烯由无限薄的、局部的和各向同性的双侧导电表面表示。该领域获得的并矢格林函数表示为索末菲积分。给出了平面波反射和透射的解，并通过索末菲积分的极点研究了表面波在石墨烯上的传播。对于以复杂表面电导率为特征的孤立石墨烯，当且仅当电导率的虚部为正（与带间电导率相关联）时，存在适当的横电（TE）表面波，并且当电导率的虚部为负（与带内电导率相关联）时，存在适当的横磁（TM）表面波。通过在红外频率调谐化学势，可以改变电导率虚部的符号，从而允许对表面波性质进行一些控制。
2008-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Formation of hexagonal Boron Nitride on Graphene-covered Copper Surfaces
石墨烯覆盖的铜表面已暴露于环硼氮烷，（BH）3（NH）3，与所得的表面，其特征在于通过低能电子显微镜。尽管实验的目的是在石墨烯的顶部上形成六方氮化硼（h-BN），但是没有获得这样的层。相反，在孤立的表面区域，发现h-BN形成微米尺寸的岛，取代石墨烯。此外，在几乎整个表面上，观察到最初为石墨烯的层的性质以与混合h-BN/石墨烯合金（即h-BNC合金）的形成一致的方式变化。此外，在环硼氮烷的沉积之后，发现表面的一小部分由裸铜组成，表明上覆石墨烯的蚀刻。不能在石墨烯顶部形成h-BN层的讨论在下面的铜表面的催化行为和在石墨烯顶部的环硼氮烷的分解方面。
2016-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The structural properties of the multi-layer graphene/4H-SiC(000-1) system as determined by Surface X-ray Diffraction
我们提出了一种使用表面X射线反射率的多层石墨烯-4 HSiC（000-1}）系统的结构分析。我们第一次证明了在C-终止的（000-1}）表面上生长的石墨烯膜具有非常短的石墨烯-基底键长（0.162nm）。所测量的距离排除了与衬底的弱范德华相互作用，而是指示第一石墨烯层与块体之间的强键，如从头计算所预测的。测量还表明，多层石墨烯在该表面上以近乱层模式生长。这一结果可以解释从该系统上的传导测量推断的石墨烯对称性断裂的缺乏[C。Berger等人，Science 312，1191（2006）]。
2007-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
