Berry Curvature Dipole in Strained Graphene: a Fermi Surface Warping Effect
最近已经确定，光电和非线性输运实验可以直接获得非磁性和非中心对称材料中的Berry曲率的偶极矩。到目前为止，非零的贝里曲率偶极子已经被证明存在于具有大量自旋轨道耦合的材料中，其中低能狄拉克准粒子形成倾斜的圆锥。在这里，我们证明了这种拓扑效应出现在二维狄拉克材料，即使在完全没有自旋轨道耦合。在这些系统中，正是费米面的弯曲触发了相当大的贝瑞偶极子。我们确实表明，单轴应变单层和双层石墨烯，与衬底诱导和栅极诱导的带隙分别，其特征在于贝里曲率偶极子的强度与单层和双层过渡金属dichalcogenides中观察到的。
2019-10-22 cond-mat.mes-hall
Superfluidity of dipole excitons in two layers of gapped graphene
激子的形成作为一个问题的两个狄拉克粒子被限制在两层石墨烯片由电介质分开时，间隙是开放的，它们通过库仑势相互作用的研究。我们提出了在带隙存在的双层石墨烯中观察准二维偶极激子的玻色-爱因斯坦凝聚和超流性。集体激发的能谱、声谱和有效激子质量是能隙、密度和层间间距的函数。超流密度ns和无Kosterlitz相变温度Tc是能隙和层间分离的减函数，因此，可以由这些参数控制。
2011-11-17 cond-mat.mes-hall
Spin transitions driven by electric dipole spin resonance in fluorinated single- and bilayer-graphene quantum dots
研究了在周期性变化的电势驱动下，稀氟化石墨烯量子点的自旋跃迁。单层石墨烯的薄片被认为是以及在双层石墨烯中诱导的静电电子陷阱。在紧束缚方法内获得定态，并用于本征态的基础来描述系统动力学。顶层的稀磁导致束缚态的谷简并度升高，并由于薄片内的电流循环而使轨道磁偶极矩衰减。此外，由吸附原子引起的顶层的表面变形引入的自旋-轨道耦合允许由AC电场驱动自旋翻转。对于双层量子点，自旋翻转时间比实验自旋弛豫时间短得多。讨论了多光子跃迁和多能级跃迁的动力学效应。
2016-12-21 cond-mat.mes-hall
Winding Berry dipole on uniaxially strained graphene/hBN/hBN moiré trilayers
本文结合从头算与紧束缚及半经典方法，研究单轴应变 graphene/hBN/hBN 莫尔三层结构，揭示局域势修正使 Berry 偶极子在莫尔晶格中转向并缠绕。
2024-12-13 cond-mat.mes-hall
Critical behavior for point monopole and dipole electric impurities in uniformily and uniaxially strained graphene
我们重新审视的问题下，在石墨烯的点电致伸缩和偶极杂质电位的影响下，延伸到这种材料的膜是均匀和单轴应变的情况下，这导致重新定义的电荷和偶极矩，分别在束缚态。通过考虑各向异性的费米速度，我们解析求解每个潜在的狄拉克方程。我们观察到，各向异性的影响是促进或抑制每种杂质已知发生的临界行为，这取决于施加应变的方向：对于双极杂质，原子坍缩，以及对于偶极杂质，具有普遍的Efimov样标度的无限多个束缚态的级联的出现，是由于应变而在较少或较多限制条件下发生的现象。
2020-06-25 cond-mat.mes-hall
Cross correlations in disordered, four-terminal graphene-ribbon conductor: Hanbury-Brown and Twiss exchange as a sign of non-universality of noise
我们研究了由石墨烯带制成的十字形导体中的电流-电流相关性。我们测量了自相关和互相关，并将它们与理想扩散导体的理论预测进行了比较。我们的数据偏离这些预测和协议，可以通过添加贡献，从占领数噪声在连接十字架的武器的中心区域。此外，我们确定了该系统中的Hanbury-Brown和Twiss（HBT）交换相关。相反的预期，一个十字形的扩散系统，我们发现有限的HBT交换效应，由于在交叉口的占用数噪声。发现这些HBT交换相关的强度随栅电压而变化，并且在狄拉克点附近观察到非常明显的具有大波动的HBT效应。
2016-01-31 cond-mat.mes-hall
Role of interlayer spacing on electronic, thermal and optical properties of BN-codoped bilayer graphene:\break Influence of the interlayer and the induced dipole-dipole interactions
我们证明了具有硼和氮掺杂剂原子的石墨烯双层的电子、热和光学性质可以通过层间距离来控制，其中掺杂剂原子之间的相互作用能和范德华相互作用起着至关重要的作用。我们发现一个转换的AA-AB-堆叠的双层石墨烯掺杂剂原子之间的排斥相互作用所造成的。在较短的层间距离下，发现了一种强的排斥相互作用，诱导了掺杂原子的强电偶极矩，这导致了高对称性的破坏，打开了带隙。因此，在热电性能，如塞贝克系数和品质因数的相当大的变化。层间距的增大使排斥作用减弱，当层间距较大时，堆垛序的转换过程消失。发现小的带隙导致低的塞贝克系数和品质因数。对于短的和大的层间距离，在可见光范围内的光学响应中的一个突出的峰被发现，峰的位置是成反比的层间距离。
2021-02-18 cond-mat.mes-hall
Inducing Berry Curvature Dipole in Multilayer Graphene through Inhomogeneous Interlayer Sliding
本研究提出利用波纹基底诱导非均匀层间滑动，在多层石墨烯中产生可调控的显著Berry曲率偶极子，幅度可达滑动位移的100倍，提供了一种实验可行的新方法。
2024-12-18 cond-mat.mes-hall
Perfectly Conducting Channel and Universality Crossover in Disordered Nano-Graphene Ribbons
具有锯齿形边缘的石墨烯带的能带结构具有在动量空间中良好分离的两个谷，这与石墨烯光谱的两个狄拉克点有关。每个谷中的传播模式包含源自带中心处的部分平坦带的单个手征模式。如果杂质散射不连接两个谷，即对于长程杂质电势，则该特征在无序系统中产生完美导电沟道。然而，具有短程杂质势的带通过谷间散射显示出普通的局域化行为。这两个制度属于不同的普适性类：单一的长程杂质和正交的短程杂质。
2007-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Graphene-enabled dynamic H-J switching of dipole-dipole coupling
School of Physics and Astronomy, University of Glasgow（格拉斯哥大学物理与天文学学院）
该研究通过将石墨烯沉积在金属衬底上，利用其表面电导率的动态变化，实现了偶极-偶极耦合在H型与J型之间的切换，为观测耦合反转提供了可行途径。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tuning electronic properties in graphene quantum dots by chemical functionalization: Density functional theory calculations
采用密度泛函理论研究了化学功能化的六角和三角形石墨烯量子点的电子能隙和总偶极矩。已经发现，能隙可以有效地调整在选定的集群通过边缘钝化与不同的元素或基团。利用氧的边缘钝化提供了在六边形纳米点中观察到的大能隙的相当大的减小。三角形石墨烯量子点中的边缘态和能隙也可以通过用氟钝化来操纵。总偶极矩强烈地取决于：（a）石墨烯量子点的形状和边缘终止，（b）所连接的基团，以及（c）基团所连接的位置。就形状、边缘终止和连接基团而言，化学修饰的六角扶手椅型量子点具有最高的总偶极矩。根据连接基团的位置，总偶极子可以增加、减少或消除。通过稳定性计算证实了功能化石墨烯量子点的显著特征，即可调谐的能隙和总偶极矩。红外光谱中的正结合能和正频率意味着所有选择的簇在边缘官能化和钝化与各种基团和元素下是稳定的。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall
Origin of the quasi-universality of the graphene minimal conductivity
事实上，大多数石墨烯样品的最小电导率$σ_0$大于理想石墨烯的公认通用值$4e^2/πh$ ;特别是，大$\gtrsimπ$倍。尽管理论研究非常活跃，但这一基本问题至今仍无法得到解释。在这里，我们提出了完全原子的量子力学估计的石墨烯最小电导率，电子-电子相互作用被认为是在密度泛函理论的框架。我们展示了第一个决定性的证据，占主导地位的作用上的最小电导率的带电杂质的波纹，这没有明显的影响。此外，结合扩散金属石墨烯的对数标度律，我们阐明了在$8e^2/h > σ_0 \gtrsim 4e^2/h$范围内普遍观察到的最小电导率的起源。
2010-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dipole-dipole interaction between a quantum dot and graphene nanodisk
从理论上研究了非线性光子晶体中量子点和石墨烯纳米盘组成的混合系统中的偶极-偶极相互作用和能量传递。在我们的模型中，探测激光场被用来测量量子点和石墨烯纳米盘之间的能量转移，而控制场操纵能量转移过程。这些场在量子点中产生激子，在石墨烯纳米盘中产生表面等离子体激元，它们通过偶极-偶极相互作用相互作用。在这里，非线性光子晶体充当量子点的可调谐光子库，并用于控制能量转移。我们发现，由于偶极-偶极相互作用的存在，量子点中产生了两个缀饰激子，因此量子点的功率吸收谱有两个峰。石墨烯纳米盘的能量转移率谱也有两个峰，这是由于这两个修饰激子的吸收。另外，可以通过向光子晶体施加泵浦激光或通过调节偶极-偶极相互作用的强度来开启和关闭量子点和石墨烯纳米盘之间的能量传递。我们发现，能量转移速率谱中的峰的强度和频率可以通过改变纳米盘中石墨烯单层的数量或量子点与石墨烯之间的间隔来修改。我们的结果同意现有的实验定性的基础上。本系统的原理可应用于奈米生物感测器、光奈米开关及能量转换元件的制作。
2012-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Quantum nonlinear planar Hall effect in bilayer graphene: an orbital effect of a steady in-plane magnetic field
研究了在稳定的面内磁场作用下双层石墨烯的量子非线性平面霍尔效应。当时间反演对称性被磁场破坏时，由于动量空间中的Berry曲率偶极子，在对外电场的二阶响应中出现电荷电流。我们已经表明，一个非线性平面霍尔效应起源于异常速度推导出的平面内磁场的轨道效应的电子在双层石墨烯中的自旋轨道耦合完全没有。考虑到对称性分析，我们导出了Berry曲率偶极矩对磁场分量的主导依赖关系。此外，我们说明了如何控制和调制的Berry曲率偶极子与外部平面磁场，栅极电压和费米能量。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall
Ferroelectric-like SrTiO3 surface dipoles probed by graphene
石墨烯的电输运性质受其所处环境的影响很大。由于其高介电常数，钛酸锶（STO）有望抑制长程带电杂质散射，从而提高迁移率。然而，这种增强的缺乏引起了一些关于散射机制的争议。在石墨烯器件从二氧化硅转移到STO使用新开发的技术，我们观察到一个适度的迁移率增强附近的狄拉克点，这是通过调整费米能级实现的电荷中性点。虽然块体STO不被称为铁电材料，但先前报道其表面表现出氧原子的向外位移和铁电性样偶极矩。当放置在STO上时，石墨烯在电阻率方面显示出强的和不对称的滞后，这与与氧置换相关的偶极图一致。表面偶极矩的滞后响应降低了极化率，从而削弱了STO屏蔽杂质库仑势的能力。
2014-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic nonlinear Hall effect and gate-switchable Berry curvature sliding in twisted bilayer graphene
本研究在高质量扭曲双层石墨烯中观测到Berry曲率偶极诱导的本征非线性霍尔效应，并利用位移场实现Berry曲率热点滑动及霍尔电压方向、幅度的栅极调控。
2023-08-15 cond-mat.mes-hall
Electrical dipole on gapped graphene: Bound states and atomic collapse
研究了不同尺寸和不同正则化参数下，置于带隙石墨烯上的电偶极子的能谱、波函数和局域态密度随电荷强度Zα的变化关系.偶极子被建模为由正电荷和负电荷组成。在带隙区域内发现了束缚态，其中一些能级是反交叉的，另一些是交叉的，这是杂质强度Zα的函数。当偶极长度减小时，反交叉更加明显，并向更高电荷Zα移动。当这些能级进入正（或负）能量连续统时，它们变成原子坍缩态。观察到从单杂质行为到偶极行为的平滑过渡：在单杂质情况下，向连续体潜水的状态逐渐被一系列代表单杂质情况下潜水状态的延续的反交叉所取代。通过研究偶极边缘的局域态密度，我们展示了一系列反交叉是如何在正负连续区中持续存在的。
2018-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene Straintronics by Molecular Trapping
本研究提出通过在石墨烯-衬底界面俘获分子、利用分子偶极矩调控石墨烯应变的方法，实验证实偶极矩1.5D-4.9D时应变提升50倍，结合理论计算明确了电荷转移引发应变的机制。
2025-03-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Ferromagnetic phase in graphene-based planar heterostructures induced by charged impurity
研究了在类似石墨烯的平面电子-正电子系统中，掺杂带电荷杂质$Z$的异质结构中，轴向电流和相应的类偶极磁场的自发自洽产生.结果表明，这种效应发生在$Z \geq Z^{\ast}$与$Z^{\ast}$是一个特殊的模拟居里点的铁磁。详细研究了感生铁磁态的性质。它还表明，这种方式的磁偶极子的产生导致系统的总Casimir（真空）能量的显着降低，这反过来又提供了它的“居里点”以上的自发产生$Z \geq Z^{\ast}$。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall
Evolution of the Berry curvature dipole in uniaxially strained bilayer graphene
University of Antwerp（安特卫普大学）
通过紧束缚模型研究单轴应变下双层石墨烯中贝里曲率偶极子的演化，发现其对参数化选择高度敏感，且面外压缩通过展宽狄拉克锥增强响应。
2026-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vacuum polarization of graphene with a supercritical Coulomb impurity: Low-energy universality and discrete scale invariance
我们研究了超临界库仑势中的无质量狄拉克费米子，重点是它的低能物理是普适的，并且每个超临界角动量通道都可以用一个量来参数化。这个低能量参数的尺寸的长度被定义为只有乘法因子，因此每个超临界通道表现出离散的尺度不变性。特别是，我们表明，诱导真空极化有一个幂律尾，其系数是对数周期函数的总和相对于从潜在的中心的距离。这个系数也可以用所谓的原子坍缩共振的能量和宽度来表示。我们对真空极化及其与原子坍缩共振的关系的普遍预测为量子电动力学长期存在的基本问题提供了新的线索，原则上可以通过带电杂质的石墨烯实验进行测试。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall nucl-th
The Fock-Darwin States of Dirac Electrons in Graphene-based Artificial Atoms
研究了石墨抛物量子点中无质量手征费米子的Fock-Darwin态。利用Klein隧穿理论，分析了狄拉克费米子在柱对称势场中的禁闭条件。讨论了Dirac电子能级与传统电子系统相比的新特点。我们还评估了偶极允许的跃迁的能级的点。我们提出在高磁场极限下，可以从偶极允许跃迁精确地确定能带参数。
2006-11-17 cond-mat.mes-hall
Hidden multiferroic order in graphene zigzag ribbons
用密度泛函和平均场哈伯德模型计算方法预测了石墨烯锯齿形带中的绝缘磁相，在没有附加近似的情况下，用自旋极化电子-空穴对的两个锁相凝聚体的BCS波函数描述了绝缘磁相.相关的序参量是自旋偶极算符，它具有磁序和电序，并解释了系统的自旋分辨铁电性。每个凝聚体与自旋相关的偶极子相关联，并且它们的相对相位锁定将总电偶极子和总磁化设置为等于零。
2007-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conduction band population in graphene in ultrashort strong laser field: case of massive Dirac particles
蜂窝状石墨烯晶格中的类狄拉克准粒子被认为具有非零的有效质量。载流子与飞秒强激光脉冲相互作用。利用石墨烯（$τ\approx 10-100 fs$）中电子的散射时间，利用一个飞秒光脉冲产生相干效应，从而实现了利用含时薛定谔$\ddot{o}$方程耦合电子与强电磁场。由相对论电子与激光脉冲电场相互作用的广义波矢导出了含时电偶极子矩阵元。利用石墨烯两态系统的耦合微分方程，计算了带隙石墨烯价带和导带之间的布居跃迁几率密度。特别是，带隙能量的影响偶极子矩阵元素的狄拉克点，也对导带人口的影响进行了研究。当光脉冲结束时，电子动力学达到不可逆。增大石墨烯的能隙导致最大导带布居数减小。
2015-12-17 cond-mat.mes-hall
Doping Induced Second Harmonic Generation in Centrosymmetric Graphene from Quadrupole Response
对于中心对称的材料，如单层石墨烯，通常预期没有光学二次谐波产生（SHG），因为它在电偶极子近似下是禁止的。然而，我们观察到一个强大的，掺杂诱导的SHG从石墨烯，其最高强度可比的电偶极子允许在非中心对称的二维材料的SHG。这种新型的二次谐波具有电四极响应的性质，这是由于面内光子波矢量的光学修整有效地破坏了反转对称性而产生的。更值得注意的是，SHG被载流子掺杂或化学势广泛调谐，在费米边缘共振处急剧增强，但在电荷中性点处消失，这表明了无质量狄拉克费米子的电子-空穴对称性。石墨烯中的惊人行为，这也应该出现在石墨烯类狄拉克材料中，扩展了非线性光学的范围，并拥有新的光电和光子应用的希望。
2018-12-29 cond-mat.mes-hall
Ferroelectric switching of interfacial dipoles in $α$-RuCl$_3$/graphene heterostructure
Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)（大邱庆北科学技术院）；Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；Institute for Basic Science（基础科学研究院）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；California Institute of Technology（加州理工学院）
研究通过石墨烯/超薄hBN/α-RuCl₃异质结构实现了电可切换的铁电偶极子，揭示了界面电荷转移驱动的非易失偶极子开关机制。
2026-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Graphene Split-Ring Resonators
开口环谐振腔是超材料中超原子的原型。虽然基于贵金属的开口环谐振器已经被广泛研究，但到目前为止，还没有实验证明由石墨烯制成的开口环谐振器，石墨烯是一种新兴的有趣的等离子体材料。在这里，我们实验证明石墨烯开口环谐振器与深亚波长（约百分之一的激发波长）磁偶极子响应在太赫兹制度。同时，观察到四极和电偶极子，依赖于入射光的偏振。所有模式都可以通过化学掺杂或堆叠多个石墨烯层来调节。与SiO2衬底的表面极性声子的强相互作用也显著地修改响应。有限元频域模拟很好地再现了实验结果。我们的研究向多功能石墨烯超材料迈进了一步，超越了简单的石墨烯带或仅具有电偶极共振的圆盘阵列。
2020-08-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Supercritical electric dipole and migration of electron wave function in graphene
利用原子轨道线性组合技术和变分Galerkin-Kantorovich方法研究了含两种相反电荷杂质的带隙石墨烯中准粒子的Dirac方程.我们表明，足够大的杂质电荷的最高能量的占据电子束缚态的波函数改变其本地化从带负电荷的杂质带正电荷的杂质之间的距离增加。超临界电偶极子电子波函数的这种迁移是将人们所熟悉的单个带电杂质原子坍缩现象推广到电子-空穴对自发地从带有带电杂质的束缚态真空中产生从而部分屏蔽它们的情况。
2015-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-ph
Controlling Half-Metallicity of Graphene Nanoribbons by Using a Ferroelectric Polymer
基于第一性原理计算方法，我们提出了一种利用铁电材料聚偏氟乙烯（PVDF）驱动锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）进入半金属态的新方法.由于PVDF的强偶极矩，当在ZGNR上实现PVDF的临界覆盖时，ZGNR的基态变为半金属。由于铁电聚合物是物理吸附的，PVDF中的偶极场的方向可以通过相对小的外部电场旋转，并且可以实现半金属和绝缘状态之间的切换。我们的研究结果表明，在没有过大的外部栅极电场的情况下，ZGNR的半金属态可以通过铁电聚合物的沉积来实现，并且它们的电子和磁性可以通过非侵入性的相互作用来控制。
2010-03-25 cond-mat.mes-hall
Detangling Extrinsic and Intrinsic Hysteresis for Detecting Dynamic Switch of Electric Dipoles using Graphene Field-Effect Transistors on Ferroelectric Gates
在Pb0.92La0.08Zr0.52Ti0.48 O3栅极GFET/PLZT上的石墨烯场效应晶体管上观察到源极-漏极电流对背栅电压ID-VBG特性从非本征极性分子主导滞后到由铁电薄膜固有的缺氧表面层诱导的反滞后的转变。在真空退火过程中开发的栅极，以系统地去除吸附在GFET沟道表面上的极性分子。这允许GFET/PLZT栅极器件上的非本征和本征磁滞的解缠，以及使用GFET的电偶极子的动态开关的检测，利用它们在铁电栅极上的高选通效率。电荷捕获和钉扎机制的模型，提出了成功地解释过渡。分别响应于正极性、负极性以及交替极性的脉冲VBG串，源极-漏极电流ID变化是瞬时的，其中响应幅度遵循由DC VBG测量的ID-VBG回路，考虑到当栅极电场超过PLZT的矫顽场时给定VBG脉冲之后的剩余极化。在室温下的检测灵敏度约为212偶极/μ m ~ 2，表明GFET/铁电栅器件为电偶极动态开关的非制冷检测提供了一种有前途的高灵敏度方案。
2015-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking-induced ferroelectricity in tetralayer graphene
本文在非对齐ABCB四层石墨烯中实验证实了由堆叠序诱导的固有铁电性，揭示了栅极驱动的ABCB与BCBA构型转变机制，为无莫尔超晶格的石墨烯非易失存储应用奠定基础。
2025-04-10 cond-mat.mes-hall
Realizing Universal Edge Properties in Graphene Fractional Quantum Hall Liquids
普遍的手征Luttinger液体行为已经预测分数量子霍尔边缘态，但到目前为止，还没有在实验上观察到基于双光子晶体的二维电子气。这种缺乏普遍性的一个可能的原因是在这样的系统中，这是限制势和库仑排斥之间的竞争的结果边缘重建的通用发生。我们表明，由于完全不同的约束机制，在石墨烯中可以避免边缘重建，这使得可以观察到预测的普遍性。
2011-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Full counting statistics in disordered graphene at Dirac point: From ballistics to diffusion
研究了光滑无序条件下未掺杂石墨烯中电荷输运的全计数统计。在Dirac点，在清洁和扩散极限下，石墨烯样品的输运性质由传输概率的普适Dorokhov分布描述。在交叉制度，从普遍性发生偏差，可以分析研究弹道和扩散方面。在弹道制度中，我们使用矩阵格林函数的图解技术。对于扩散系统，应用西格玛模型。我们的结果与最近的无序石墨烯中电子输运的数值模拟结果吻合得很好。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall
Effect of electron-electron interactions on the conductivity of clean graphene
已知单个未掺杂石墨烯层的最小电导率为电导量子的量级，与电子速度无关。我们表明，这种普遍性不生存的电子-电子相互作用，导致在非平凡的频率依赖性。我们从分析电子自能的相互作用参数g的微扰理论开始，观察到无规相位近似的失败。然后从量子动力学方程出发，导出了电导率的计算公式，并在g << 1 <<gln ω的极限下得到了精确的结果。
2007-05-21 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Polarizer Based on Graphene-loaded Plasmonic Cross Antenna
石墨烯独特的栅电压依赖性光学性质使其成为一种很有前途的电调谐等离子体材料。在这项工作中，我们提出了在原位控制纳米天线的极化相结合的等离子体结构与静电可调石墨烯单层。可调谐偏振器的设计基于一个非对称的交叉纳米天线，包括两个正交的金属偶极子共享相同的饲料间隙。石墨烯单层沉积在Si/SiO2衬底上，并插入纳米天线下方。我们的建模表明，随着化学势通过静电掺杂增加到1 eV，较长石墨烯负载偶极的共振波长在中红外范围内蓝移500 nm（约10%的共振），而较短的偶极由于石墨烯独特的波长依赖性光学特性而受到的影响要小得多。通过这种方式，两个偶极纳米天线之间的相对场幅度和相位被电调节，并且反射波的偏振状态可以从圆形电调谐到近线性状态，轴比变化超过8dB。我们的研究证实了石墨烯与金属纳米结构的强烈光相互作用，并阐明了高速电控光电子器件的前景。
2018-03-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Dipole coupling of a bilayer graphene quantum dot to a high-impedance microwave resonator
本文在双层石墨烯双量子点与高阻抗超导微波谐振器之间实现了电偶极耦合，利用cQED技术实现快速灵敏的电荷检测，最大耦合强度达49.7 MHz，为范德瓦尔斯材料量子点的相干电荷-光子耦合开辟了道路。
2024-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scattering theory and ground-state energy of Dirac fermions in graphene with two Coulomb impurities
我们研究了含两个库仑杂质的带隙石墨烯单层中狄拉克费米子的物理性质。对于杂质电荷相等的情况，我们用原子轨道线性组合（LCAO）方法讨论了基态能量。对于库仑中心的相反电荷，在大距离处产生电偶极子势。我们提供了相应的低能量散射问题的非微扰分析。
2014-06-22 cond-mat.mes-hall
Quantifying inhomogeneous magnetic fields at the micron scale using Graphene Hall-Effect sensors
本文数值研究石墨烯霍尔传感器对上方偶极子非均匀磁场的响应，表明弹道器件在近距纳米磁强测量中具有更高校正精度和取向选择性，并通过微磁模拟验证其磁滞回线测量优势。
2024-10-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Universal collisionless transport of graphene
电子-电子库仑相互作用对石墨烯光学电导率的影响引起了一场争论，人们对这种和其他狄拉克材料中无碰撞输运的普遍性提出了质疑。使用晶格计算避免了之前节点狄拉克方法中存在的分歧，我们的工作解决了这一争议，并在很宽的频率范围内获得了与实验定量一致的结果。我们还表明，尺寸正则化方法同意，只要电导率的标度特性和修改后的维度理论的正则化正确实施。紧束缚晶格和节点狄拉克理论计算显示，即使在低能量下，当原子轨道波函数的非零尺寸包括在内时，也是一致的，从而最终证明了石墨烯的光学电导率的普遍性。
2015-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Polarization Dependence of Optical Transitions in Graphene Nanoribbons
讨论了$k$依赖的电子-光子和电子-声子矩阵元对石墨烯纳米带和碳纳米管的普适性。电子在破缺平移对称的方向上经历波矢量的变化，这取决于光的偏振方向。我们认为，这种现象源于手征的微观特征。
2011-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Particle-hole Hall effect in graphenelike structures
我们发现，一个中等强度的恒定电场在平面上的单层石墨烯片可以创建粒子空穴对在一个可观察到的速率。对经历zitterbewegung在相反的方向，导致霍尔样分离的载流子和一个可测量的横向偶极矩被预测作为签名的zitterbewegung。与所产生的对相反，激发的零模式感生横向于电场的电流，但不导致分离的电荷。对于双层石墨烯，通过电场的类似效果被示出是不可能的。
2008-06-02 cond-mat.mes-hall
Non-universal localization transition in the quantum Hall effect probed through broken-symmetry states of graphene
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；CNRS（法国国家科学研究中心）；SPEC（物质与环境物理研究）；II. Physikalisches Institut, Universität zu Köln（科隆大学第二物理研究所）；Department of Physics, Indian Institute of Technology Roorkee（鲁尔基印度理工学院物理系）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国立材料研究所电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国立材料研究所材料纳米架构研究中心）；Laboratoire de Physique de l’Ecole normale supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎高等师范学院物理实验室）
通过测量石墨烯破缺对称量子霍尔态的局域化长度，发现其偏离普适标度且差异达十倍，提出两个连续子朗道能级局域态共存的简单图像解释非普适性。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall
Universality in quantum critical flow of charge and heat in ultra-clean graphene
本文在超净石墨烯狄拉克点附近结合电导与热导测量，实验确立了量子临界电导率 $σ_\mathrm{Q}\approx(4\pm1)e^2/h$，并观察到维德曼-弗朗兹定律被大幅违反及动力学粘度趋近全息极限，证明其可作为检验物理学统一概念的平台。
2025-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Role of Permanent and Induced Electrostatic Dipole Moments for Schottky Barriers in Janus MXY/Graphene Heterostructures: a First Principles Study
肖特基势垒高度（$E_{SBH}$）是决定半导体材料输运特性的关键因素，因为它直接调节光电子器件中的载流子迁移率。原则上，范德华（vdW）Janus异质结构提供了一个有吸引力的途径来控制ESBH。然而，其背后的原子机制还远未得到最终的理解，这提示了对该主题的进一步研究。为此，在这里，我们进行了广泛的第一性原理研究的电子性质和$E_{SBH}$的几个vdW Janus MXY/石墨烯（M=Mo，W; X，Y=S，Se，Te）异质结构。模拟结果表明，通过改变异质结构的界面的组成和几何形状，可以控制其电接触，从而电子输运特性，从欧姆到肖特基与近一个数量级的变化，在$E_{SBH}$。详细的模拟分析，使合理化的基础上的Janus MXY片的永久偶极矩和诱导一个由于在MXY/Gr接口的界面电荷重新分布之间的相互作用，这一高度吸引人的属性。这样的相互作用被证明是非常有效的，在改变整个vdW Janus异质结构的静电电势差，确定其ESBH，因此肖特基（欧姆）接触类型。这些计算结果有助于指导控制Janus异质结构的电接触，以合理设计纳米级器件的电接触。
2022-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic scattering of Dirac fermions in topological insulators and graphene
研究了无质量狄拉克费米子在空间定域静态磁场中的量子输运和散射。该模型统一描述了拓扑绝缘体中的轨道磁场、塞曼场和交换场以及单层石墨烯中由应变或缺陷引起的赝磁场效应。一般的散射理论制定，并为径向对称的领域，散射振幅和总的和运输截面表示的相移。作为应用，我们研究了环形磁场（包括Aharanov-Bohm几何）和磁偶极子的散射。
2010-07-30 cond-mat.mes-hall
Nonlinear polarization effect of functionalized graphene quantum dots
石墨烯量子点（GQD）是石墨烯的纳米级结构，具有量子特性和边缘效应，可以产生光致发光特性。量子限制效应和GQD结构性质的差异使得其光学特性高度依赖于结构的尺寸。本研究从三维角度解释了功能化GQD（fGQD）非线性极化性质的一些探索性半经验计算。在此基础上，采用基于能量和偶极矩展开的有限场方法计算了线极化和第一超极化。结果，fGQD分子主要具有高光学非线性性质，如高\b{eta}值（71至4488 a.u.）所示。一般情况下，第一超极化率与偶极矩呈线性关系。它有可能用于二次谐波成像显微镜（SHIM）的应用。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Hysteretic phenomena in GFET: general theory and experiment
我们提出了一个通用的理论分析描述的通用滞后现象的石墨烯场效应晶体管（GFET）允许存在的外部偶极子的石墨烯自由表面和局域态的石墨烯表面界面。我们证明了吸收的偶极分子（例如解离的或高度极化的水分子）可以导致载流子浓度的滞后形式作为栅极电压的函数，以及不同类型的衬底上的GFET中石墨烯电导率的相应依赖性，包括最常见的SiO2和铁电体。结果表明，对于SiO2衬底上的GFET，以及对于铁电衬底上的GFET，当外加电场E小于临界值EC时，随着栅电压扫描速率的增加，迟滞完全消失。对于E>Ec，发生从滞后到反滞后的交叉。这些结果与已有的实验数据在定量上吻合得很好。该模型考虑了界面态对石墨烯沟道载流子的俘获作用，较好地描述了PZT衬底上GFET的反滞后特性。所得到的结果澄清GFET操作的基本原理，以及可以直接应用于描述先进的非易失性超快存储器件的基本特性，使用GFET的通用衬底上。
2016-08-03 cond-mat.mes-hall
Optical Excitations and Field Enhancement in Short Graphene Nanoribbons
采用量子化学半经验方法对有限长石墨烯纳米片的光激发进行了理论研究。的光谱和由此产生的偶极子场进行了分析，占在全原子的量子限制效应，这是至关重要的纳米级制度的细节。我们发现，这些纳米结构的光谱在低能量下由具有强强度的激发主导，由具有可比重量的几个单粒子跃迁的特征相干组合组成。它们引起整个薄片的光激发载流子密度的固定集体振荡，并产生强偶极子和场增强。这种行为对于宽度和长度变化是鲁棒的，从而确保在大频率范围内的可调谐性。纳米天线和其他nanoplasmonic应用的影响进行了讨论，为现实的几何形状。
2012-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Remote Mesoscopic Signatures of Induced Magnetic Texture in Graphene
介观电导涨落是小导体中相位相干输运的普遍特征，表现出与系统细节无关的普适性。然而，在这项工作中，我们证明了这种普遍性的一个明显的故障，由于本地和远程现象在运输的相互作用。我们的实验是在一个基于石墨烯的相互作用检测几何形状，其中人工磁纹理诱导的石墨烯层覆盖一部分，它与微磁铁。当探测离该区域一定距离处的传导时，远程因素的强烈影响通过巨电导波动的出现而表现出来，其幅度远大于$e^2/h$。这种对介观物理学基本原理之一的违反戏剧性地表明，局部考虑如何被相位相干导体中的远程签名所压倒
2021-01-20 cond-mat.mes-hall
Deflection of suspended graphene by a transverse electric field
我们研究了双钳位石墨烯纳米带对横向栅极电压的机电响应。建立了一个分析模型，预测了石墨烯纳米带的场致变形随场强和石墨烯几何形状的变化。该模型是有效的思想，原子模拟使用的本构电荷偶极子模型和赝化学多体势的组合。作为一种新观察到的电极化的强度效应，这种场致偏转允许石墨烯以其固有频率振荡，发现该固有频率随着石墨烯尺寸的增加而显著降低。
2009-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flux Quantization Due to Monopole and Dipole Currents
通过在同等基础上讨论由磁矩和偶极矩引起的场致量子干涉效应，阐明了它们的异同。首先，我们证明了磁通量子化的一般原理。对于带有磁矩的粒子，干扰使偶极子电流周期性振荡，其通量定义为场与面积的内积;而对于带有固定偶极矩的粒子，偶极子电流周期性振荡，其通量矢量定义为场与轨迹的叉积。我们的分析统一的振荡或偶极电流在各种设备，如SQUID和自旋场效应管，到同一个物理图片。其次，基于偶极矩干涉效应的非规范场性质，我们证明了在输运偶极电流的开放轨道器件中也会发生干涉效应，如自旋约瑟夫森效应。此外，我们提出，电偶极子的干涉效应，被称为He-McKellar-Wilkens效应，可以通过在半导体异质结构和双层石墨烯中观察到的双层激子凝聚来实现。
2013-06-06 cond-mat.mes-hall
Electric field induced structural changes of water confined between two graphene layers
外加电场使极性液体的永久偶极子重新取向，从而改变了极性液体的物理性质。例如，它应该显著影响限制在纳米通道中的水的物理性质。如果沿着纳米通道施加场，则后一种效应被深刻地增强。使用分子动力学模拟，我们预测，平行于通道施加的面内电场极化被限制在两个石墨烯层之间的水分子，导致在不同的铁电性和电滞后。我们发现电场改变了氢键的面内顺序：反转电场不会使系统恢复到非极性初始状态，而是在系统中保留了剩余的偶极矩。我们的研究提供了对水在纳米通道中的铁电状态的深入了解，并展示了如何通过电场进行调谐。
2016-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universality of plasmon excitations in Dirac semimetals
${\rm Cd_3 As_2}$和${\rm Na_3 Bi}$ Dirac半金属的最新实验发现使得在三维空间中研究手征准粒子的性质成为可能。如光电发射所示，狄拉克半金属的特征在于费米子准粒子的线性色散关系，因此代表石墨烯的三维类似物。虽然手性费米子的独特行为（例如克莱因隧道）在二维石墨烯中已经很明显，但三维手性物理学开辟了许多新的可能性。本文用相对论场论方法研究了Dirac半金属中集体等离子体激元激发的性质。我们发现了一个强而窄的等离子体激元激发，其频率在太赫兹（THz）范围内，这可能是重要的实际应用。由于准粒子的大简并度和小的费米速度$v_F \ll c$，等离子体激元的性质似乎对所有狄拉克半金属都是普遍的。这种普适性与“维度嬗变”现象非常相似，这是相对论性场论（如量子色动力学，现代核物理理论）中维度尺度出现的原因。
2014-12-18 cond-mat.mes-hall hep-ph nucl-th
Electrocrystallization of Supercooled Water Confined by Graphene Walls
由于水分子具有偶极矩，因此水的任何结构转变对外部电场敏感。研究了外加均匀电场对石墨烯平面间过冷水结晶的影响。这种系统的结晶是由亚稳相到有序（结晶）相的普通弛豫和由所施加的电场诱导的偶极对准引起的。我们发现，该系统在温度$T=268$ K，其中水的密度为$0.94$ g/cm $^3$和所施加的电场的大小为$E=0.5~\textrm{V}$ /埃，结晶成立方冰，几乎没有缺陷，并且结晶在时间尺度$\sim 5.0$ ns上进行。所得结果可直接用于开发水结晶驱油方法。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
