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
Quantum Size Effects in the Terahertz Nonlinear Response of Metallic Armchair Graphene Nanoribbons
利用含时微扰理论研究了量子尺寸对有限长金属石墨烯扶手椅型纳米带在外加电场作用下的太赫兹非线性响应的影响。我们的工作表明,量子化由于有限的长度的纳米,所施加的场分布,和扩大的石墨烯光谱都发挥了重要的作用,在所产生的非线性电导。在某些情况下,这些效应可以显着增强非线性超过无限长的金属扶手椅石墨烯纳米粒子。
2016-05-05 cond-mat.mes-hall
A many-body overview of low-energy optical excitations in armchair graphene nanoribbons
利用多体精确对角化的哈伯德模型计算了扶手椅型石墨烯纳米带(AGNR)的纵向和横向极化光子的激子谱,从而对这些系统中的低能May-body光激发进行了全面的研究.由此产生的单光子允许本征态在能量上彼此分离,但都耦合到同一组双光子允许态。计算的垂直偏振的光学振子强度的大小表明,这些光学特性确实可以在偏振吸收测量中观察到。
2012-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impurity and edge roughness scattering in armchair graphene nanoribbons: Boltzmann approach
利用准一维体系的Boltzmann输运方程,对扶手椅型石墨烯纳米带在短程杂质和边缘粗糙度存在下的导电性进行了理论研究.随着被占据子带数目的增加,由于短程杂质的电导率向二维情况收敛。的磁导率的计算证实了边缘粗糙度引起的下降在回旋半径接近最近的量子模拟建议的带宽度。
2012-05-30 cond-mat.mes-hall
Band engineering and elastic properties of strained armchair graphene nanoribbons: semiconductor vs metallic characteristics
扶手椅型石墨烯纳米带中的奇数个锯齿形边缘及其机械性能(例如,杨氏模量、泊松比和剪切模量)对于石墨烯基光电子器件中的带隙工程具有潜在的兴趣。在本文中,我们考虑在扶手椅型石墨烯纳米带的扶手椅型边缘处用氢钝化,然后施加应变来调节带隙。使用密度泛函理论计算,我们的研究发现,精确控制应变可以允许调整带隙从半导体到金属,然后再次切换回半导体。此外,我们还表明,氢分子钝化的应变石墨烯纳米晶可以具有大的面外变形,展示了松弛形状石墨烯的性质。我们用结合能来表示氢引起的应变。最后,我们研究了应变对石墨烯纳米带力学性能的影响,这些力学性能可用于制作基于石墨烯纳米带的应变电子器件。
2019-01-03 cond-mat.mes-hall
Positional dependence of energy gap on line defect in armchair graphene nanoribbons: Two-terminal transport and related issues
在一个简单的非相互作用紧束缚框架下,分析了扶手椅型石墨烯纳米带在线缺陷存在下的能带谱特征。在金属纳米带中,根据缺陷线的位置,能隙可能出现在或可能不出现在带谱中,而在半导体带中,间隙是定制的,从而产生石墨烯纳米带在纳米级电子器件中的潜在应用性。在一个更一般的模型下,我们也利用格林函数理论研究了双端电子输运。
2013-07-18 cond-mat.mes-hall
Conductance through disordered graphene nanoribbons: Standard and anomalous electron localization
研究了锯齿形和扶手椅型石墨烯纳米带中无序的存在所产生的电导涨落。我们表明,量子输运在锯齿形纳米带发生通过边缘状态是指数本地化,在标准的安德森局域化问题,而扶手椅纳米带的石墨烯亚晶格的对称性产生异常本地化,或离域。我们发现,这两种不同的电子局域化导致锯齿形和扶手椅型纳米带之间的电导统计的显着差异。特别是,扶手椅纳米带显示非常规的大电导波动相对于安德森本地化的电子。我们计算分析这两种类型的带的电导的完整分布。没有自由拟合参数,我们验证了我们的理论结果进行数值模拟无序锯齿形和扶手椅纳米带的实验可实现的长度和宽度。
2013-11-25 cond-mat.mes-hall
Gap engineering and wave function symmetry in C and BN armchair nanoribbons
本研究通过密度泛函理论计算与紧束缚杂原子梯型模型分析,揭示扶手椅型石墨烯与氮化硼纳米带对多种带隙调控手段的相反响应源于波函数对称性差异,为两类纳米带的能隙工程提供互补策略依据。
2024-03-13 cond-mat.mes-hall
Universal geometric classification of armchair graphene nanoribbons by their properties in a staggered sublattice potential
我们证明了扶手椅型石墨烯纳米带在空间变化的交错亚晶格势中的带隙的拓扑性质。几个一般的标度律量化的带隙变化。结果发现,所有扶手椅型纳米带的描述取决于它们的宽度,其中之一是众所周知的无质量狄拉克条件,和其他两个我们称之为潜在的无间隙,和无间隙超晶格的三个不同的类之一。我们构建了一个有效的理论,忠实地再现这些结果,并明确的性质的竞争质量和重叠积分在一个特定的样本。最后,我们提出了几个系统,这些结果应该有相当大的光,这一切都已经在实验中实现。
2011-06-09 cond-mat.mes-hall
Spin Transport in Armchair Silicene Nanoribbon on the Substrate: The Role of Charged Impurity
本文研究了扶手椅型硅烯纳米粒子(ASiNR)在带电杂质存在下的电学和自旋性质。采用非平衡格林函数和多轨道紧束缚计算了传输几率。研究了衬底上ASiNR中不同类型的自旋传输几率。带电杂质位于下面的衬底中。利用自旋输运几率计算了沿沟道的自旋翻转。得到了不同电荷杂质在ASiNR中的自旋扩散长度,并与平均自由程进行了比较
2019-05-01 cond-mat.mes-hall
Symmetries and the conductance of graphene nanoribbons with long-range disorder
我们研究了长程无序石墨烯纳米带的电导。由于不存在来自无序势的谷间散射,即使没有磁场,时间反演对称性(TRS)也可以有效地被打破,这取决于带边缘的类型。即使扶手椅边缘一般混合谷,我们表明,金属扶手椅纳米带具有隐藏的伪谷结构和有效地打破TRS。相比之下,半导体扶手椅纳米带不可避免地混合山谷和恢复TRS。结果表明,在强无序状态下,金属扶手椅型带呈现出完全导电的沟道,而半导体扶手椅型带呈现出普通的局域化。在没有谷混合的情况下,TRS也在锯齿形纳米带中有效地断裂。然而,我们发现,谷间散射在锯齿形带显着增强和TRS恢复,即使是平滑的障碍,如果费米能量小于潜在的振幅。无序纳米带的对称性也反映在它们的电导在扩散制度。特别是,我们发现抑制弱本地化和增强的电导波动的金属扶手椅和锯齿带没有谷混合。相反,半导体扶手椅和锯齿带谷混合表现出弱的本地化行为。
2011-11-25 cond-mat.mes-hall
Field Effect Transistors based on Networks of Highly Aligned, Chemically Synthesized N=7 Armchair Graphene Nanoribbons
我们报告了N = 7扶手椅式石墨烯纳米带(7-AGNR)场效应晶体管的实验演示和电气表征。背栅晶体管由原子级精确和高度对准的7-AGNR制成,采用自下而上的方法合成。大面积转移工艺具有用原子级精确的纳米带制造可扩展器件的前景。FET的沟道比30 nm至40 nm的平均纳米晶长度长约30倍。GNRs的密度很高,因此可以假定运输远高于逾渗阈值。长沟道晶体管表现出87.5的最大I $_{ON}$ /I $_{OFF}$电流比。
2018-03-19 cond-mat.mes-hall
Spin Filter Properties of Armchair Graphene Nanoribbons with Substitutional Fe Atoms
采用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法研究了Fe原子取代的(0,8)扶手椅型石墨烯纳米粒子的自旋过滤性能.对于特定的布置,实现了高度的自旋极化。这些包括在传输元件的边缘位置处的单替换或在中心扇区中的双替换。预测了通过改变双取代几何结构实现自旋极化在多数和少数之间切换的可能性。包括偏置依赖的传输函数被证明是必不可少的自旋分辨的电流-电压分布的正确表示。
2017-02-08 cond-mat.mes-hall
Flat-band ferromagnetism in armchair graphene nanoribbons
我们研究了扶手椅型石墨烯纳米带中的电子相关效应,这些纳米带最近被提议作为自旋量子比特的构建块。扶手椅边引起特殊的量子干涉,并导致在适当的掺杂水平的巡回载流子的动能淬火。这是二维朗道能级结构的一个漂亮的一维类比,只是这里不需要磁场。结合有效场论和变分波函数方法,我们发现该体系的基态具有一种新的平带铁磁性。最后,我们讨论了在实验中实现这种新的磁状态的实际问题。
2009-01-28 cond-mat.mes-hall
Nearly Perfect Single-Channel Conduction in Disordered Armchair Nanoribbons
具有扶手椅型边缘的石墨烯纳米带(扶手椅型纳米带)的低能谱被描述为石墨烯的两个非等效狄拉克点的叠加。尽管缺乏良好分离的两个谷结构,受到长程杂质的单通道传输几乎是完美的传导,其中最低阶的后向散射矩阵元素消失作为波函数的内部相结构的表现。然而,对于多通道能量区,发生平均电导的常规指数衰减。由于谷间散射不是完全不存在,扶手椅型纳米带可以被分类为正交普适类,而不管杂质的范围。在相当窄的纳米带中,几乎完美的单沟道传导主导了低能电子输运。
2009-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Electron polarization function and plasmons in metallic armchair graphene nanoribbons
我们计算了任意温度和掺杂下金属扶手椅型石墨烯纳米带中狄拉克费米子的极化函数。我们发现,在有限的温度下,由于导带和价带中的带间和带内电子跃迁之间的相空间重新分配,全极化函数变得与温度和化学势的位置无关。因此,对于给定宽度的纳米带,存在单个等离子体激元模式,其中能量色散由石墨烯的精细结构常数确定。在库仑耦合纳米带中,该等离子体分裂成基本的同相和异相等离子体模式,分裂能量另外由带间间距确定。
2015-05-11 cond-mat.mes-hall
A spin-filter device based on armchair graphene nanoribbons
利用Landauer-Buttiker方法研究了夹在两个半无限长扶手椅型石墨烯纳米带之间的锯齿状边缘石墨烯薄片(ZGF)的自旋极化电子输运.在Hartree-Fock近似下,我们采用半填充哈伯德模型来研究ZGF的边缘磁性。结果表明,在没有磁电极和外场的情况下,该结具有高自旋极化度的自旋过滤器作用。通过施加栅极电压,可以有效地控制该器件的自旋过滤效率,并且自旋极化可以达到高达90%的值。
2011-01-15 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetism in armchair graphene nanoribbon
由于石墨烯中弱的自旋轨道相互作用和特殊的相对论色散,人们提出了在具有扶手椅边界的石墨烯纳米带中构建自旋量子比特的令人兴奋的建议。然而,电子之间的相互作用被忽略了在大多数研究到目前为止,因此激励我们调查扶手椅石墨烯纳米粒子的电子关联的作用,通过分析和数值方法。在这里,我们表明,包括相互排斥导致剧烈的变化和基态变成铁磁性的载流子浓度的范围内。我们的研究结果突出了电子-电子相互作用及其与石墨烯纳米带中边界拓扑结构的微妙相互作用的至关重要性。此外,由于铁磁特性敏感地依赖于载流子浓度,它可以容易地通过电子门操纵。这种具有金属导电性的铁磁态不仅在学术上令人惊讶,而且在纳米自旋电子学方面具有潜在的应用前景。
2009-01-27 cond-mat.mes-hall
Magnetism and Spin Transport of Carbon Chain between Armchair Graphene Nanoribbon electrodes
采用紧束缚哈密顿量、平均场哈伯德模型和Landauer-Butikker方法研究了扶手椅型石墨烯纳米颗粒(AGNR)电极间碳链的磁性和自旋输运性质.结果表明,只有奇数碳链在链-石墨烯结中显示出内禀磁矩。碳链-石墨烯结的电子、磁性和自旋输运性质强烈依赖于碳链在AGNR电极之间的位置和长度。有趣的是,我们在所有奇数碳链-石墨烯结中发现了费米能附近的完全自旋极化传输,无论它们的长度如何,也没有任何磁场和磁性电极。
2016-08-20 cond-mat.mes-hall
A theoretical investigation on the carrier mobilities of armchair silicene nanoribbons
采用基于密度泛函理论的自洽场晶体轨道方法,研究了硅原子宽度为9-39的扶手椅型硅烯纳米带.从变形势理论获得的载流子迁移率相对于宽度振荡,并且值是石墨烯纳米带所具有的值的一小部分。屈曲结构、氢饱和、边缘重构以及边缘粗糙度降低了载流子迁移率,并借助晶体轨道解释了这一现象。
2012-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Electron Wave Function in Armchair Graphene Nanoribbons
利用扶手椅型纳米带紧束缚模型的解析解,证实该解代表谷间散射形成的驻波,并且在散射作用下赝自旋不变。确定了含有单一Dirac奇点的扶手椅型纳米粒子的相空间。通过考察边界微扰对波函数的影响,我们认为强边界势的存在与最近的扫描隧道显微镜的观测结果不一致。一些可能的电子密度超结构模式附近的一个步骤扶手椅边缘位于石墨的顶部。它表明,拉曼光谱中的G带的选择规则可以最容易地再现与分析解决方案。
2010-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene armchair nanoribbon single-electron transistors: The peculiar influence of end states
我们提出了一个相互作用的石墨烯扶手椅型纳米量子点的微观理论。长程相互作用过程是造成库仑阻塞和自旋-电荷分离的原因。短程的,从底层的蜂窝状晶格的石墨烯,涂抹自旋-电荷分离和诱导之间的交换相关性散装电子-离域的带-和单电子本地化在两端。结果,出现了体自旋不再是守恒量的纠缠端体态。纠缠的特征是在一个完全对称的设置中由于量子禁戒跃迁而发生的负微分电导效应。
2009-10-26 cond-mat.mes-hall
Analytical Study of Electronic Structure in Armchair Graphene Nanoribbons
在紧束缚近似下,给出了扶手椅型石墨烯纳米带的波函数和能量色散的解析解。通过施加硬壁边界条件,我们发现在约束方向上的波矢是离散的。该离散波矢量用作不同子带的索引。我们的波函数和相关的能量色散的解析解再现了数值紧束缚的结果和基于k*p近似的解决方案。此外,我们还发现,所有扶手椅型GNRs的边缘变形都有能隙,这与最近报道的第一性原理计算相一致。
2006-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio quantum transport through armchair graphene nanoribbons: Streamlines in the current density
采用基于密度泛函理论的从头算输运方法,计算了不同宽度的扶手椅型石墨烯纳米带(AGNR)的局域电流密度$N_\mathrm{C}$.我们在$N_\mathrm{C}$中观察到具有三倍周期性的非常明显的电流模式(流线)。它们是横向流动方向上的量子限制的结果。相邻的流线被几乎消失的流动条纹隔开。因此,电流对功能化吸附物的响应对它们的位置非常敏感:位于电流丝内的吸附物导致强烈的反向散射,而放置在其他区域的吸附物几乎没有影响。
2014-07-13 cond-mat.mes-hall
Transport in armchair graphene nanoribbons and in ordinary waveguides
我们研究直流和交流运输沿扶手椅型石墨烯纳米带使用${\bf k\cdot p}$光谱和本征函数和一般的线性响应表达式的电导率。然后,我们将结果与沿普通波导传输的结果进行了对比。在所有情况下,我们评估杂质的弹性散射的影响,定量描述它与德鲁德型贡献的电流以前没有报道,并评估相应的弛豫时间为长,短程杂质的潜力。我们表明,这种贡献占主导地位的响应在非常低的频率。在这两种情况下,电导率随着电子密度的增加而增加,并且当新的子带开始被占据时显示尖点。作为频率的函数,扶手椅型石墨烯纳米带中的电导率表现出比普通波导中更丰富的峰结构:在前者中允许带内和带间跃迁,而在后者中仅发生带内跃迁。这种差异可以追溯到相应的光谱和本征函数之间的差异。
2019-12-19 cond-mat.mes-hall
Dependence of transport on adatom location for armchair-edge graphene nanoribbons
研究了扶手椅型石墨烯纳米带与半无限量子线耦合时的输运性质。利用紧束缚近似下的非平衡格林函数方法,我们证明了通过系统的隧穿电流敏感地依赖于AGNR的宽度和吸附原子的位置。有趣的是,当吸附原子位于金属AGNR的第3个$j$链上的碳原子上时,系统在$I-V$曲线上显示出与半导体AGNR类似的透射带隙和阈值电压。这种效应可能是有用的扫描隧道显微镜实验表征石墨烯样品。
2011-06-11 cond-mat.mes-hall
Collective Modes of Massive Dirac Fermions in Armchair Graphene Nanoribbons
采用pz轨道紧束缚模型和第三近邻(3nn)耦合,研究了原子宽度为N = 5的本征和非本征扶手椅型石墨烯纳米带的等离激元色散特性.耦合参数是通过将3nn色散拟合到扩展的休克尔理论的色散来获得的。由此产生的大质量狄拉克费米子系统具有带隙E_g \approx 64 meV。非本征等离子体色散关系被发现接近一个共同的色散曲线的化学势$μ$增加,而本征等离子体色散关系被发现有能量和动量阈值。我们还报告了一个分析模型的外在等离子体群速度在q \rightarrow 0限制。
2012-04-23 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of armchair AA-stacked bilayer graphene nanoribbons
基于紧束缚模型,我们分析研究了扶手椅型AA堆叠双层石墨烯纳米带(BLGNRs)在几个区域的电子能带结构。我们应用硬壁边界条件,以确定在封闭方向上的布洛赫波函数的离散主导。首先,我们考虑一个理想的情况下,完美的纳米带没有任何边缘变形,并表明它们的电子性质是强烈的尺寸依赖。我们发现窄扶手椅AA堆叠的BLGNRs(类似于单层石墨烯纳米带)可以是金属的或半导体的,这取决于它们的宽度,所述宽度由跨带宽度的二聚体线的数量确定,而宽带是金属的。然后,我们表明,当考虑到边缘变形的影响,所有窄扶手椅AA堆叠BLGNRs成为半导体,而宽带保持金属。我们还调查的电场施加垂直的纳米晶层的影响,并显示它可以用来调整这些纳米带的电子性质,导致在一个临界值的电场,这取决于纳米晶的宽度的金属相变。此外,在所有制度,我们计算相应的波函数,可用于调查和预测这些纳米带的各种属性。
2014-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric Field Effects on Armchair MoS2 Nanoribbons
采用密度泛函理论(\it Ab initio)研究了在外加静电电场作用下MoS $_2$扶手椅型纳米带的电子结构.这种纳米带,这是半导体和半导体,表现出一组弱相互作用的边缘状态,其能量位置决定了系统的带隙。我们表明,通过施加外部横向电场,$E_\mathrm{ext}$,纳米带的带隙可以显着降低,导致超过一定的临界值的金属-绝缘体转变。此外,在金属-绝缘体转变附近的费米能级处存在足够高的态密度,导致可以被$E_\mathrm{ext}$调制甚至熄灭的斯通铁磁性的开始。在双层纳米带的情况下,我们进一步表明,通过施加横向场,可以将带隙从间接改变为直接,这种效果可能对光电子应用具有重要意义。
2013-08-28 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in strained graphene nanoribbons: armchair vs zigzag edges
我们研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带(GNRs)中机电效应产生的波纹波对电磁场引起的自旋弛豫的影响。通过利用数值模拟支持的解析表达式,我们表明,它是可能的调谐自旋翻转行为ON和OFF由于在GNRs的潜在应用在应变器件的波纹波。这一发现类似于最近对III-V族半导体量子点中自旋电子器件的设计所做的观察,其中有效的Land $\mathrm{\acute{e}}$ $g$因子的符号变化可以通过施加栅极控制的电场来设计。特别是,我们表明,调谐的自旋延伸到更大的宽度扶手椅GNRs比锯齿形GNRs。在这里,我们还报告说,弛豫率消失一样,$L^5$。
2014-11-02 cond-mat.mes-hall
Gap engineering in strained fold-like armchair graphene nanoribbons
扶手椅型石墨烯纳米带(AGNRs)上的应变折叠状变形可以在实验装置中进行适当的设计,并可能导致一种新的控制工具的间隙和传输特性。在这里,我们分析了折叠AGNRs的电子响应和机械变形的电子特性。间隙工程的一个重要且通用的参数是带宽度变化百分比,即,变形和未变形的色带宽度之间的差异。AGNR的带隙可以在一个明确定义的能量值范围内进行机械调谐,最终导致金属系统。这个特性提供了一个新的可控的自由度,允许操纵电子电流。通过求解应变系统的Dirac方程,我们证明了数值结果的解析预测。
2017-01-06 cond-mat.mes-hall
Dirac fermions in armchair graphene nanoribbons trapped by electric quantum dots
利用量子点型静电势研究了狄拉克费米子在扶手椅型石墨烯纳米带中的禁闭。使用特定的投影算子,我们找到了一些满足适当边界条件的束缚态的精确解。我们表明,这些束缚态的能量属于价带和导电带的间隙,或者他们代表BIC的(在连续的束缚态),其能量嵌入在连续谱。
2021-11-21 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
First-principles study of the terahertz third-order nonlinear response of metallic armchair graphene nanoribbons
利用含时微扰理论计算了金属扶手椅型石墨烯纳米带的太赫兹三阶非线性电导。在很宽的温度范围内观察到本征三阶电导的显着增强的结果为非本征的2D单层石墨烯。我们还研究了|E_F| <<200 meV的非本征金属acGNR的非线性响应。我们发现,三阶电导表现出很强的费米能级依赖在低温下。克尔电导作为温度的函数的三阶临界场强为1和5 kV/m之间的计算。对于三次谐波电导,计算出的最小临界场约为5 kV/m。
2016-05-31 cond-mat.mes-hall
Edge-functionalization of armchair graphene nanoribbons with pentagonal-hexagonal edge structures
采用密度泛函理论计算方法,研究了具有五角-六角边缘结构的扶手椅型石墨烯纳米带的边缘功能化.虽然具有五边形-六边形边缘结构的AGNR(标记为(5,6)-AGNR)是金属的,但具有取代原子的边缘官能化的(5,6)-AGNR打开带隙。我们发现,(5,6)-N-AGNR的能带结构与无缺陷的(N-1)-AGNR在Γ点处的能带结构相似,而在X点处的能带结构与无缺陷的N-AGNR的能带结构相似。边缘功能化的(5,6)-AGNR的整体电子结构取决于功能化的(5,6)-AGNR的边缘处由取代原子提供的电子的数量。
2020-01-31 cond-mat.mes-hall
Rashba spin-orbit interaction in graphene armchair nanoribbons
我们研究了具有扶手椅边缘的石墨烯纳米带在Rashba自旋轨道相互作用(RSOI)的存在下。通过正弦变换对RSOI体石墨烯的紧束缚哈密顿量施加边界条件,详细研究了RSOI对光谱和自旋极化的影响.我们表明,自旋极化垂直于GNR改变符号时,反转沿GNR的动量,如果带耦合强RSOI。此外,我们推导出一个线性近似的RSOI哈密顿量,并发现只有相邻模式的能带必须考虑到,以实现良好的近似为同一频带。由于其实验的可用性和各种建议工程适当的RSOI,GNRs扶手椅边缘是一个有前途的候选人可能的自旋电子学应用。
2014-01-06 cond-mat.mes-hall
Creating quantum spin chains through edge reconstruction in pure graphene armchair nanoribbons towards ballistic spin transport
本研究通过边缘重构在扶手椅型石墨烯纳米带中实现海森堡反铁磁自旋链,并证明其支持弹道自旋输运,为量子自旋信息传递和自旋电子学提供新途径。
2022-03-27 cond-mat.mes-hall
Ab initio calculations of edge-functionalized armchair graphene nanoribbons: Structural, electronic, and vibrational effects
我们提出了一个理论研究窄扶手椅型石墨烯纳米带(AGNRs)与羟基功能化的边缘。虽然这种钝化强烈影响带的结构,但高度的边缘官能化被证明是特别稳定的。几何偏差的一个重要后果是严重减少的带隙的调查7-AGNR。这种转变遵循线性依赖于每个单元电池中添加的羟基基团的数量,因此提供了通过边缘官能化的可调带隙的前景。此外,我们还讨论了带本身的特征声子行为以及羟基的指纹模式。一个大的下移突出的拉曼活性模式允许实验确定的边缘功能化的程度。
2011-07-04 cond-mat.mes-hall
Armchair graphene nanoribbons: Electronic structure and electric field modulation
我们报告的电子结构和电场调制计算在宽度方向上的扶手椅型石墨烯纳米带(acGNRs)使用半经验扩展的休克尔理论。计算了重要的能带结构参数,如有效质量、速度和带隙。对于三种类型的acGNR,如果可行,提取pz轨道紧结合参数。此外,还研究了宽度方向上的电场对acGNRs分散性的影响。结果表明,对于两种类型的半导体acGNRs,外部电场可以减少带隙到几个meV的不同的定量行为。
2008-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Armchair graphene nanoribbons: PT-symmetry breaking and exceptional points without dissipation
我们考虑了一个单层石墨烯纳米管扶手椅边缘纵向恒定的外部电位,并指出,它的输运性质可以通过一个有效的非厄米哈密顿描述。我们表明,该系统具有一些典型的耗散系统的功能,即例外点和PT对称性破缺的存在下,虽然它不是耗散的。
2011-06-25 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Rashba Spin-Orbit Driven Topological Phase Transitions in Heterogeneous Armchair Honeycomb Nanoribbons
National Taiwan Normal University(台湾师范大学)
研究揭示了石墨烯纳米带异质结构中Rashba自旋轨道耦合与结构几何的相互作用如何诱导非平凡拓扑相变,通过界面态的鲁棒性及能隙开闭过程展示拓扑相变机制。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall
Effect of Randomly Distributed Asymmetric Stone-Wales Defect on Electronic and Transport Properties of Armchair Graphene Nanoribbon
利用紧束缚模型研究了扶手椅型石墨烯纳米颗粒(AGNR)上随机分布的Stone-Wales(SW)缺陷的电子和输运性质。我们使用四个不同的函数,作为分布函数,以产生我们的SW缺陷纳米带。结果发现,缺陷密度可以有一个主要的影响,我们的缺陷系统的电导,而其他配置,如缺陷取向将有助于较少。发现了一些特殊的几何构型,显示了有趣的电子和输运性质。这些特殊情况以及提供的其他数据可以用于设计石墨烯纳米带的带隙,电子特性和传输特性,以满足所需的目的。
2019-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative differential resistance and effect of defects and deformations in MoS2 armchair nanoribbon MOSFET
在这项工作中,我们提出了一个研究的负微分电阻行为和各种变形{如波纹,扭曲,缠绕}和缺陷,如空位和边缘粗糙度对短沟道二硫化钼扶手椅型纳米MOSFET的电子特性的影响。通过密度泛函紧束缚理论和非平衡格林函数方法评估了形变{3至7度扭曲或缠绕和0.3至0.7 Ang波纹幅度}和缺陷对10 nm MoS 2 ANR FET的影响。我们研究了这种器件在不同条件下的沟道态密度、透射谱和ID VD特性,重点研究了器件的负微分电阻行为。我们的研究结果表明,显着的变化,在NDR峰谷比和NDR窗口与这样的微小的本征变形,特别是与纹波。
2013-09-21 cond-mat.mes-hall
First-principles study of heat transport properties of graphene nanoribbons
结合密度泛函理论和非平衡格林函数方法,研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带的热导率。由于石墨烯纳米带的声子色散的各向异性,锯齿形带具有比宽度相当的扶手椅带更高的热导率:锯齿形带中的低频带比扶手椅带中的低频带更分散。有和没有氢钝化的边缘修改的原子结构,并最终影响声子的热输运不同的两种带类型。
2011-08-04 cond-mat.mes-hall
Phosphorene nanoribbon as a promising candidate for thermoelectric applications
本工作利用密度泛函理论研究了不同宽度和边缘构型的磷烯纳米带的电子性质。结果表明,扶手椅型磷烯纳米带是半导体的,而锯齿型磷烯纳米带是金属的。扶手椅型纳米带的带隙随带宽的增加而单调减小。通过用氢钝化边缘的磷原子,锯齿系列也变成半导体,而扶手椅系列表现出比原始系列更大的带隙。利用玻尔兹曼理论和弛豫时间近似研究了磷烯纳米带的电子输运性质。我们发现,所有的半导体纳米带表现出非常大的塞贝克系数值,并可以进一步增强氢钝化在边缘。以N=7的扶手椅型纳米结构为例,利用声子玻尔兹曼输运方程计算了晶格热导率。由于显著增强的Seebeck系数和降低的热导率,磷烯纳米陶瓷在室温下表现出非常高的品质因数(ZT值),为4.0,这表明其有吸引力的热电应用。
2014-06-16 cond-mat.mes-hall
Enhanced Spin-Flip Scattering by Surface Roughness in WS$_2$ and MoS$_2$ Armchair Nanoribbons
单层MoS $_2$和WS $_2$的能带结构呈现自旋和谷自由度之间的耦合,抑制自旋翻转散射和自旋退相。在这里,我们表明,平面外的变形,如波纹或波纹,增强扶手椅型MOS $_2$和WS $_2$纳米带中的自旋翻转散射。采用非平衡格林函数方法和紧束缚近似,系统地研究了表面粗糙度对自旋输运的影响。传输和电导已被计算为表面粗糙度的函数。我们的研究结果表明,自旋翻转率,通常被忽略的平面原始样品,增加显着的表面粗糙度的幅度。这些结果对过渡金属双硫族化合物自旋电子器件的设计和制备具有重要意义。
2017-03-09 cond-mat.mes-hall
Strongly modulated transmissions in gapped armchair graphene nanoribbons with sidearm or on-site gate voltage
我们提出了两种方案的场效应晶体管的基础上有间隙的扶手椅型石墨烯纳米带连接到金属引线,通过引入侧臂或现场栅极电压。我们利用带隙来达到良好的关断特性。通过将一个侧臂或现场栅极引入石墨烯纳米颗粒,导电峰出现在间隙区域内。通过进一步应用两个侧臂或现场门,由于来自双重结构的谐振,这些峰被加宽到具有宽能量窗口的传导平台。间隙内的传导窗口的位置可以完全由侧臂的长度或现场栅极电压控制,这允许间隙范围内的特定能量窗口的“开”和“关”操作。的高鲁棒性的关断特性和导电窗口被证明,并显示所提出的双重结构的实际应用的可行性。
2012-05-06 cond-mat.mes-hall
The effect of vacancy induced localized states on thermoelectric properties of armchair bilayer phosphorene nanoribbons
本文研究两端连接冷热引线、中部沿扶手椅方向含周期性空位的双层磷烯纳米带,揭示空位诱导局域态及新能带形成,并表明空位间距可调控透射通道、电功率与热电效率。
2023-12-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Pseudospin for Raman D Band in Armchair Graphene Nanoribbons
通过解析构造扶手椅型石墨烯纳米带拉曼光谱中$D$带的电子-声子相互作用的矩阵元,我们表明赝自旋和动量守恒导致(i)由两个分量组成的$D$带,(ii)仅当入射光和散射光的偏振平行于扶手椅边缘时,$D$带拉曼强度增强,以及(iii)由Kohn异常效应引起的$D$带软化/硬化行为与$G$带的软化/硬化行为相关。几个实验中提到的是相关的这些结果。赝自旋与声子模的边界条件无关,而动量守恒依赖于边界条件。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
To gap or not to gap? Mass distortions and edge modes in graphene armchair nanoribbons
在宏观Dirac模型的框架下,研究了不同质量项下金属扶手椅型石墨烯纳米带的光谱、电荷密度和电导率。我们揭示的条件和对称性的边缘模式在系统中的存在。根据质量项的存在,它们是指数局部无隙或有隙模式。后一种情况是实现的,特别是,一个完整的凯库勒失真。对于这种情况下,我们计算的平均电荷和电导率的带,并推导出痕迹的边缘模式的存在,适合实验验证。
2018-03-07 cond-mat.mes-hall hep-th
Thermoelectric Properties of Armchair Graphene Nanoribbons with Array Characteristics
本文通过紧束缚模型和格林函数方法研究嵌入氮化硼纳米带形成的阵列式扶手椅型石墨烯纳米带的热电性质,发现其能级简并和耦合效应可显著提升功率因子并突破一维理想系统的量子极限。
2024-01-16 cond-mat.mes-hall
Quasi-bound states and Fano effect in T-shaped graphene nanoribbons
我们研究了T型石墨烯纳米管中的准束缚态和输运性质,该纳米管由金属扶手椅边带连接到金属扶手椅边侧臂组成。我们系统地研究了在较宽的系统尺寸范围内,系统中存在准束缚态的条件。当侧臂宽度约为扶手椅引线宽度的一半时,在T型结构的交叉处存在准束缚态。准束缚态在侧臂中真正局部化,但在扶手椅引线中具有小的连续分量。准束缚态通过Fano效应对扶手椅型引线之间的输运有很强的影响,但对扶手椅型引线与侧臂之间的输运没有影响。
2013-09-04 cond-mat.mes-hall
Exciton absorption in narrow armchair graphene nanoribbons
提出了一种研究窄禁带扶手椅型石墨烯纳米带(AGNR)激子光吸收的解析方法。我们专注于占主导地位的尺寸量子化的制度相结合的吸引力的电子-空穴相互作用。绝热分离的慢,快运动导致通过两体狄拉克方程的孤立和耦合的子带近似。离散和连续激子态一般是耦合的,并形成纯离散和共振型特征的准里德伯级数。相应的振子强度和宽度的推导。我们发现,激子峰的蓝移,变得更广泛,并在幅度上增加后缩小的带状。在子带的边缘处,与一维态密度相关的奇异性通过激子的存在被转化为有限吸收。我们的分析结果与包括数值方法在内的其他方法得到的结果吻合得很好。预期的实验值的估计提供了现实的AGNRs。
2016-05-20 cond-mat.mes-hall
Armchair nanoribbons of silicon and germanium honeycomb structures
我们提出了第一性原理研究的裸露和氢钝化的扶手椅纳米带的起皱的单层蜂窝结构的硅和锗。我们的研究包括原子结构的优化、基于声子色散计算的稳定性分析、电子结构以及带隙随带宽的变化。硅和锗纳米带的带隙表现出与石墨烯纳米带相似的族行为。裸纳米带的边缘被尖锐地重构,这可以通过在边缘处的悬挂键的氢终止来消除。纳米晶宽度的周期性调制导致可以充当多量子阱的超晶格结构。特定的电子态被限制在这些阱中。约束的趋势定性解释包括界面的影响。为了研究宽和长的超晶格结构,我们还进行了经验紧束缚计算与\textit{ab initio}计算确定的参数。
2010-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adjustable propagating plasmons in $α-\mathcal{T}_3$ lattice-based armchair nanoribbons
我们得到并分析了具有扶手椅终端的$α- \mathcal{T}_3$基纳米带的电子态、极化函数和等离子体激元激发。所计算的等离子体激元分散体强烈地依赖于跨带的原子行的数量,以及价带和导带之间的能隙的存在,这也是由纳米取向的几何形状确定的。带隙被证明对等离子体激元色散和它们的朗道阻尼具有最强的影响。我们还表明,对于一个小的电子掺杂的等离子体分散体不依赖于所考虑的$α- \mathcal{T}_3$材料在长波极限的相对跳跃参数$α$和调查的条件时,$α$成为一个重要的因素,强烈影响等离子体。我们相信,我们新发现的纳米尺寸$α- \mathcal{T}_3$带的电子和集体性质将在现代电子和纳米器件领域中找到它们的应用。
2021-06-20 cond-mat.mes-hall