Anomalous, spin, and valley Hall effects in graphene deposited on ferromagnetic substrates
基于格林函数理论和线性响应理论，对石墨烯基杂化结构中的自旋、反常和谷霍尔效应进行了理论研究。详细考虑了两种不同类型的混合系统：（i）石墨烯/氮化硼/钴（镍），和（ii）石墨烯/YIG。主要的兴趣集中在邻近诱导的石墨烯和磁性衬底之间的交换相互作用和邻近增强的自旋轨道耦合。邻近效应被证明有显着的影响，石墨烯的电子和自旋输运性质。为了找到自旋，反常和谷霍尔电导率，我们采用某些有效的哈密顿最近已提出的混合系统下的考虑。当费米能级位于电子能谱的能隙内时，反常和谷霍尔电导率都具有普适值。
2017-05-09 cond-mat.mes-hall
The role of the disorder range and electronic energy in the graphene nanoribbons perfect transmission
基于紧束缚近似下的递归格林函数方法，对具有高斯散射体的无序石墨烯纳米带的无量纲电导$g$进行了数值计算.研究了从短程无序到长程无序的转变对$g$的影响以及它对形成理想导电沟道的影响。我们还研究了电子能量对理想导电通道的依赖性。我们提出并计算了一个后向散射估计，以建立完美的导电通道（与$g=1$）和谷间散射量之间的连接。
2012-10-28 cond-mat.mes-hall
Coulomb drag between carbon nanotube and graphene
我们报道了在石墨烯中的二维（2D）电子气和由碳纳米管组成的一维（1D）线之间的库仑阻力的观察。我们发现，当石墨烯的大部分是导电的，但强烈抑制在量子霍尔制度时，磁场限制导电电子的石墨烯的边缘和远离纳米管的阻力。非平衡和非线性阻力测量显示了1D和2D导体之间有趣的相互作用。这些新颖的几何形状的混合电子器件可能导致范德华电子学的潜在应用
2017-10-18 cond-mat.mes-hall
Approaching quantum anomalous Hall effect in proximity-coupled YIG/graphene/h-BN sandwich structure
在足够强的交换作用和自旋轨道相互作用下，量子反常霍尔态有望在Dirac电子系统（如石墨烯）中出现。在原始石墨烯中，两种相互作用都不存在;然而，如异常霍尔效应所揭示的，通过将石墨烯耦合到磁性绝缘体（MI）可以获得两种相互作用。在这里，我们展示了通过在亚铁磁绝缘体钇铁石榴石（YIG）和六方氮化硼（h-BN）之间嵌入石墨烯来增强的磁邻近耦合，所述六方氮化硼也用作顶栅电介质。通过扫描顶栅电压，我们观察到费米能级依赖的反常霍尔电导。当从电子和空穴两侧接近狄拉克点时，反常霍尔电导达到量子反常霍尔电导2 e ~ 2/h的1/4。的交换耦合强度被确定为高达27毫电子伏的诱导磁相的转变温度。YIG/graphene/h-BN是一种很好的异质结材料，可以用来研究二维电子系统中的邻近诱导相互作用。
2017-10-11 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
Anomalous Non-linear Optical Response Of Graphene Near Phonon Resonances
本文利用相干反斯托克斯拉曼光谱研究了石墨烯、六方氮化硼及其异质结构的三阶非线性光学性质。当两个输入场的能量差与声子能量相匹配时，如通常所预期的，h-BN中的反斯托克斯发射强度增强，而对于石墨烯，观察到异常降低。这种行为可以用电子连续谱和离散声子态之间的q耦合来理解。我们还测量了石墨烯/h-BN异质结构，并证明石墨烯中的异常效应主导异质结构的光学响应。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Valley filters, accumulators, and switches induced in graphene quantum dots by lines of adsorbed hydrogen atoms
我们提出了电子结构和量子输运计算，预测导电通道诱导石墨烯量子点的吸附线的氢原子作为高效的，实验上可实现的谷过滤器，开关和开关。基本的物理学是石墨烯狄拉克点共振（DPR）的一种新性质，即，在给定方向上通过DPR介导的导电通道的电流仅由两个石墨烯谷中的一个的电子携带。我们的预测适用于吸附在石墨烯量子点上的氢原子线，石墨烯量子点是独立的或支撑在六方氮化硼衬底上。
2019-09-27 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
Chiral orbital current and anomalous magnetic moment in gapped graphene
我们提出了一个低能有效质量理论来描述带隙石墨烯及其相关材料中的手征轨道电流和反常磁矩。我们发现，布洛赫电子通常包含一个异常的电流密度，由于带间矩阵元素，它描述了与磁矩的手征电流循环。在带隙石墨烯中，手性电流在不同的谷之间是相反的，相应的磁矩解释了朗道能级的谷分裂。特别地，在带隙双层石墨烯中，谷依赖的磁矩负责带底处的顺磁磁化率的发散，并且在相对小的磁场范围内实现全谷极化。该公式也适用于三维拓扑绝缘体的带隙表面态，其中异常电流与空间调制电位下的磁电响应有关。
2011-09-13 cond-mat.mes-hall
Effect of Temperature and Doping on Plasmon Excitations for an Encapsulated Double-Layer Graphene Heterostructure
我们进行了全面的分析时出现的一对片材被限制在导电材料之间的石墨烯等离子体的光谱。通过调节石墨烯层之间的间隔、能带隙以及二维（2D）层周围的导电介质中的载流子的浓度，可以在纳米尺度上的光操纵中采用相关联的增强的局部场。我们提出了一种理论形式主义，基于表面响应函数的计算，用于确定封装的2D层对的等离子体光谱，并将其应用于石墨烯。我们解决的耦合方程，涉及的连续性的电势和不连续的电场在界面分离的混合结构的组成部分。我们比较了封装的带隙和无隙石墨烯的等离子体激元模式。耦合到“三明治”系统的相关非局域石墨烯等离子体光谱显示出线性声学等离子体模式以及对应于相邻2D电荷密度的同相振荡的低频模式。这些计算是相关的研究通过等离子体激元激发时，石墨烯被限制在一对厚的导电材料的能量转移。
2017-09-01 cond-mat.mes-hall
Anomalous thermoelectric transport of Dirac particles in graphene
我们报告了石墨烯在零磁场和外加磁场中的热电研究。作为无质量粒子的线性色散的直接结果，我们发现塞贝克系数Sxx发散1 /，其中n2 D是载流子密度。我们观察到一个非常大的能斯特信号Sxy（~ 50 uV/K在8 T）在狄拉克点，和振荡的依赖性Sxx和Sxy在低温下对n2 D。我们的研究结果强调了石墨烯中的异常热电输运，这可能是一个高灵敏度的探针附近的狄拉克点的杂质带。
2009-04-02 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled topological conducting channels in bilayer graphene
在二维六角晶格的动量空间中存在不等价的谷K和K'提供了一个新的电子自由度，对它的操纵可能导致新类型的电子学，类似于电子自旋所起的作用。在具有破缺的反转对称性的材料中，例如电选通双层石墨烯，动量空间Berry曲率$Ω$在K和K'谷中具有相反的符号。沿着片材的内部边界的$Ω$的符号反转产生用相反的谷指数编码的反向传播的一维导电模式。这些金属态在没有谷混合散射的情况下在拓扑上被保护免受背散射，因此可以弹道地携带电流。在双层石墨烯中，$Ω$的反转可以发生在AB和BA堆叠结构域的结构域壁处，或者发生在两个相反门控区域的线结处。后一种方法可以提供可扩展的平台来实现valleytronic操作，例如阀和波导，但实现起来在技术上具有挑战性。在这里，我们制造了一个双分裂栅结构的双层石墨烯和证明预测的金属状态的运输证据。在没有磁场的情况下，它们具有高达几百纳米的平均自由程。垂直磁场的应用抑制背散射显着，并使400纳米长的结表现出电导接近4 $e^2/h$在8特斯拉的弹道极限。我们的实验为实现门控弹道谷输运和原子级薄材料中谷电子应用的发展铺平了道路。
2016-11-01 cond-mat.mes-hall
Anomalous behavior of 1/f noise in graphene near the charge neutrality point
我们研究了单层石墨烯器件中从平衡态到远离平衡态的噪声，发现1/f噪声与源漏偏置电压（VSD）存在异常的依赖关系。虽然Hooge关系不是在电荷中性点附近的情况下，我们发现，它是恢复在很低的VSD区域。我们认为，在有限的VSD诱导的电子-空穴池的脱钉，这可以解释这种异常的噪声行为。
2016-03-15 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall effect in graphene coupled to skyrmions
Skyrmions是拓扑保护的自旋纹理，其特征在于拓扑缠绕数N，在某些磁性材料中自发发生。最近的实验已经证明了在Fe/Ir上生长石墨烯的能力，Fe/Ir是一种表现出二维Skyrmion晶格的系统。在这里，我们表明，在石墨烯和二维Skyrmion晶格与$N = \pm 1$之间的狄拉克电子的弱交换耦合驱动石墨烯进入量子反常霍尔相，带隙的散装，陈数${\cal C}=2N$和手征边缘状态与完美的量子化电导$G = 2N\frac{e^2}{h}$。我们的研究结果表明，Skyrmion晶格的拓扑性质可以印在石墨烯的狄拉克电子。
2015-09-29 cond-mat.mes-hall
Anomalous Exciton-Condensation in Graphene Bilayers
在普通的半导体双层膜中，激子凝聚出现在总朗道能级填充因子$ν_{T}=1$处。我们预测，类似的状态将发生在Bernal堆叠的石墨烯双层在许多非零整数填充因子。对于$ν_{T} = -3,1$，我们发现当层密度不平衡时，激子凝聚体的超流密度为零，并出现有限温度涨落引起的一级各向同性-近晶相变.双层石墨烯激子凝聚体的这些反常性质是由于具有$n=0$和$n=1$轨道特征的Landau能级的简并。
2009-09-08 cond-mat.mes-hall
Anomalous Dynamical Behavior of Freestanding Graphene Membranes
我们报告亚纳米，高带宽测量的平面外（垂直）运动的原子在独立的石墨烯使用扫描隧道显微镜。通过在长时间段内跟踪垂直位置，在测量原子级薄膜的时空动态的能力上实现了比当前最先进的成像技术提高1000倍。我们观察到，石墨烯膜的垂直运动表现出罕见的长尺度偏移，其特征在于异常均方位移和柯西-洛伦兹幂律跳跃分布。
2016-09-20 cond-mat.mes-hall
Universal scaling of the Anomalous Hall voltage of magnetic layer with the adjacent conducting layer
State Key Laboratory of Semiconductor Physics and Chip Technologies, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所半导体物理与芯片技术国家重点实验室）；Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电技术学院）
本研究结合实验与理论，揭示磁性异质结构反常霍尔电压随相邻非磁性导电层厚度、电阻率的普适标度关系，明确其机制为串联电阻效应，为相关自旋电子现象研究提供关键信息。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Phonons and Thermal Conducting Properties of Borocarbonitride (BCN) Nanosheets
卤代硼碳氮化物（BCN）是一类二维材料，具有优异的催化分解水的活性。在这里，我们报告的热稳定性，声子和热导率的BCN单分子膜在很宽的温度范围内使用经典的分子动力学模拟的分析。我们的研究结果表明，在对比的情况下，石墨烯和氮化硼单层，在BCN单层的面外声子诱导的声子态密度在所有温度下的不对称性。尽管与石墨烯和BN单层相比具有较低的导热性能，但在200-1000 K的研究温度范围内，BCN纳米片的热导率损失不像石墨烯和BN那么多，因此，BCN纳米片适用于宽温度范围内的热界面器件应用。除了它们在水分解中的有前途的作用外，上述结果还突出了BCN 2D材料在热管理应用和热电器件中扩大使用的可能性。
2018-10-16 cond-mat.mes-hall
Nonlinear anomalous Hall effects probe topological phase-transitions in twisted double bilayer graphene
非线性反常霍尔效应是指在纵向电场或温度梯度作用下，由Berry曲率偶极子感应的二阶霍尔电压或温度差。这些是时间反演对称系统中突出的霍尔响应。在这里，我们研究了扭曲双层石墨烯莫尔系统中的二阶非线性异常霍尔效应家族，即电、热电和热非线性霍尔效应。我们证明了非线性反常霍尔信号可以用来探测由垂直电场引起的莫尔系统中的拓扑相变。具体来说，我们表明，整个家庭的非线性异常霍尔响应进行了跨拓扑相变的符号反转。
2022-05-30 cond-mat.mes-hall
Anomalous Enhancement of the Boltzmann Conductivity in Disordered Zigzag Graphene Nanoribbons
利用玻尔兹曼方程方法研究了无序锯齿形石墨烯纳米带在非相干态下的导电性。锯齿形纳米带的能带结构包含两个能谷，每个能谷都有一个多余的单向通道。关键的一点是，由于存在多余的单向通道，两个传播方向的导电通道的数量是不平衡的，在每个谷。有人指出，作为这种不平衡的结果，一个完美的传导通道是稳定的相干制度，如果谷间散射是不存在的。我们表明，即使在非相干制度，电导率是有害的增强，如果谷间散射是非常弱的。特别地，在没有谷间散射的极限下，无量纲电导随着带长的增加而趋于统一，就好像存在一个完美的导电通道。我们还发现，在存在电场的情况下，电子密度出现异常的谷极化。
2010-02-12 cond-mat.mes-hall
Arrays of one-dimensional conducting channels in minimally twisted bilayer graphene
针对最小扭曲双层石墨烯中拓扑螺旋态传播本质的争议，提出基于双端纳米片输运器件的方案，通过计算证明其自构建为独立传播的一维拓扑锯齿模式，并发现近量子化电导平台，在二维平台上实现了一维导电通道阵列。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall
Crossover to the Anomalous Quantum Regime in the Extrinsic Spin Hall Effect of Graphene
最近关于化学修饰石墨烯中自旋-轨道耦合增强的报道为研究无质量手性费米子的自旋霍尔效应打开了大门。本文从理论上研究了自旋轨道耦合石墨烯中非本征自旋霍尔效应的相互作用和杂质浓度依赖性。我们提出了一个非微扰量子图解计算的自旋霍尔响应函数在强耦合制度，包括斜散射和异常杂质密度无关的贡献平等的基础上。自旋霍尔电导率依赖于费米能量和电子-杂质相互作用强度揭示了实验可访问的区域中异常量子过程占主导地位的存在。我们的研究结果表明，自旋轨道耦合石墨烯是一个理想的模型系统，用于探测半经典和真正的量子散射机制之间的竞争的自旋霍尔效应。
2016-10-24 cond-mat.mes-hall
Ferromagnet with a noncollinear antiferromagnetic order and anomalous Hall effect
L.D. Landau Institute for Theoretical Physics（列夫·朗道理论物理研究所）
本文提出了一种具有非collinear反铁磁序的铁磁体模型，其通过非collinear反铁磁序产生异常霍尔效应，无需自旋轨道耦合。
2026-01-26 cond-mat.mes-hall
Graphene disk in a solenoid magnetic potential: Aharonov-Bohm effect without a two-slit-like setup
Aharonov-Bohm效应允许人们通过在零磁场区域中通过电流来证明磁矢势的物理意义。在标准的（{ \em two-slit-like}）装置中，用磁通量穿透导电环，观察到电子同时通过两个环臂时的量子干涉。在这里，我们表明，通过分析通过倏逝波的运输，弹道Corbino磁盘在石墨烯受到螺线管磁势可能会表现出的Aharonov-Bohm类型的电导振荡，虽然电流只流过一个单一的导电元件。
2020-04-06 cond-mat.mes-hall
Origin of Anomalous Water Permeation through Graphene Oxide Membrane
由于对低维碳结构中的水的流动和结构以及它的实际影响的基本兴趣，水在低维碳结构中受到了认真的考虑。最近，水通过氧化石墨烯膜的异常完美渗透被证明，尽管该膜对于其他液体甚至气体是不可渗透的。还报道了氧化石墨烯在水存在下的不寻常的拉胀行为。基于第一性原理计算，我们建立了水和氧化石墨烯混合体系的原子模型，揭示了水在氧化石墨烯中的反常行为.我们发现，形成的六边形冰双层之间的薄片，以及融化过渡的冰在薄片的边缘是至关重要的，以实现完美的水渗透整个堆叠结构。相邻层之间的距离，可以通过氧气还原过程或压力控制，以确定水流，从而突出了一个独特的水动力学随机连接的二维空间。
2013-07-24 cond-mat.mes-hall
Engineering the Quantum Anomalous Hall Effect in Graphene with Uniaxial Strains
从理论上研究了单轴应变对石墨烯量子反常霍尔效应的调控。Chern数和Hall电导的值表明，在Rashba自旋轨道耦合和交换场的存在下，对于消失的内禀自旋轨道耦合，应变石墨烯具有非平凡的拓扑相位，这对应变的方向和模量是鲁棒的。此外，我们还发现Rashba和内禀自旋轨道耦合的相互作用导致了应变石墨烯的拓扑相变。值得注意的是，当应变强度增加超过约7%时，用于触发量子反常霍尔相变的交换场的临界参数显示出明显的行为-对于沿Z字形（扶手椅）方向的应变减小（增加）。我们的研究结果开辟了一个新的平台，通过实验可访问的应变变形的石墨烯结构的QAHE的操作，具有广阔的应用前景的新型量子电子器件具有高能效性能。
2013-11-13 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effects in Graphene from Proximity-Induced Uniform and Staggered Spin-Orbit and Exchange Coupling
我们研究了一种时间反演对称性破缺的邻近改性石墨烯（或类石墨烯材料）的有效模型。我们预测的外观量子反常霍尔相位通过计算体带隙和陈数的基准组合的系统参数。在Chern数为$C=1$的平面石墨烯中，引入交错交换场可以实现量子反常霍尔效应.我们明确显示锯齿形和扶手椅纳米带的边缘状态，并探讨其本地化行为。值得注意的是，交错的内在自旋轨道和均匀交换耦合的组合给出了拓扑保护（不像时间反演系统）的伪螺旋状态，其自旋在相对的锯齿形边缘相反。将磁化从平面外旋转到平面内使得系统微不足道，从而允许控制拓扑相变。利用密度泛函理论，我们还提出了一种在Ising反铁磁MnPSe $_3$上的石墨烯作为实现交错交换（赝自旋塞曼）耦合的材料平台.
2020-04-03 cond-mat.mes-hall
Anomalous magnetic transport in ferromagnetic graphene junctions
我们研究了铁磁/正常/铁磁石墨烯结中的磁输运，其中栅电极连接到正常段。它示出的电荷电导可以是最大的反平行配置的磁化。此外，我们证明了自旋转移矩的大小和符号都可以通过正常段的栅电压来控制。以这种方式，本系统构成自旋转移矩晶体管。这些反常现象归因于交换场和石墨烯的狄拉克色散的综合作用。我们的预测开辟了移动畴壁的可能性平行或反平行的电流在一个可控的方式通过一个本地的栅极电压。
2011-01-27 cond-mat.mes-hall
Anomalous criticality in the quantum Hall transition at $n=0$ Landau level of graphene with chiral-symmetric disorders
我们数值研究了手征对称性是否是决定无序石墨烯量子霍尔跃迁临界性的唯一因素。当无序遵守手征对称性时，在$n=0$朗道能级处的平台到平台跃迁被示出为变得异常（即，类阶梯函数）。然而，令人惊讶的是，异常是强大的，对包括均匀的次近邻跳跃，这降低了晶格模型的手征对称性。我们还表明，交流（光学）霍尔电导率表现出一个强大的平台结构时，无序尊重的手征对称性。
2010-08-16 cond-mat.mes-hall
Tunable quantum anomalous Hall octet driven by orbital magnetism in bilayer graphene
量子反常霍尔（QAH）效应-零磁场下手性能带拓扑的宏观表现-仅通过拓扑绝缘体的磁性掺杂（1 - 3）和莫尔异质结构的精细设计（4 - 8）在实验上实现。然而，长期以来，人们一直预测没有磁性掺杂或莫尔工程的看似简单的双层石墨烯具有QAH效应的竞争有序态（9 - 11）。在这里，我们探索的状态，在双层石墨烯的电导率为2电子2/小时，不仅生存下来，以惊人的小磁场和高达5 K的温度，但也表现出磁滞。总之，实验签名提供了令人信服的证据，轨道磁驱动的QAH行为与陈数可调通过电场和磁场以及载波符号。所观察到的QAH相的八重态是不同于以前的观察，由于其独特的亚铁磁和亚铁电秩序，其特征在于量子化的异常电荷，自旋，谷，和自旋谷霍尔行为。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall
Anomalous thermopower oscillations in graphene-InAs nanowire vertical heterostructures
热电测量有可能揭示低维材料的态密度。在这里，我们提出了单层石墨烯-纳米线（NW）异质结构的异常热电行为，显示出作为掺杂浓度的函数的大振荡。我们的器件由InAs NW和石墨烯垂直异质结构组成，它们通过薄（$\sim$ 10 nm）六方氮化硼（hBN）层电隔离。与传统的热电测量相比，其中加热器放置在样品的一侧，我们使用InAs NW（直径$\sim 50$ nm）作为放置在石墨烯通道中间的局部加热器。我们测量了由于NW中的焦耳加热引起的石墨烯中的热电势作为温度（1.5K -50 K）和载流子浓度的函数。在双层石墨烯（BLG）- NW异质结的热电电压显示出的狄拉克点附近的符号变化，由莫特的公式预测。相比之下，在单层石墨烯（MLG）-NW异质结构上测量的热电电压显示出狄拉克点周围的异常大振幅振荡，这在来自同一设备上测量的电导率的莫特响应中看不到。异常振荡是由NW的静电势在MLG中修改的态密度的签名，其在NW-BLG器件中弱得多。异质结堆叠的热计算表明，温度梯度在NW下方的石墨烯区域中占主导地位，并且因此对导致热电电压中的异常振荡的状态密度的修改敏感。此外，与应用程序的磁场，我们检测到修改的状态密度由于在MLG和BLG的朗道能级的形成。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall
Anomalous Cyclotron Motion in Graphene Superlattice Cavities
我们认为石墨烯超晶格微带费米子探测磁输运实验中的电子干涉。通过对观测到的Fabry-Pérot干涉图样和相应的量子输运模拟进行解码，我们发现来自超晶格微带的狄拉克准粒子不经历常规的回旋运动，而是遵循更微妙的轨迹。特别地，在低磁场下的动力学的特征在于特殊的、直的轨迹段。我们的研究结果提供了新的见解超晶格微带费米子，并开辟了新的可能性，在电子光学实验中使用周期性电位。
2020-06-26 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
Anomalous Ballistic Transport in Disordered Bilayer Graphene: Dimer Vacancies induced Dirac Semimetal
我们报告了在双层石墨烯中存在随机分布的结构空位时的反常量子输运特征。通过使用一个有效的实空间Kubo-Greenwood输运方法，不同密度的二聚体与非二聚体空位的影响进行了研究，在非常大规模的无序模型。虽然非二聚体的空缺被示出诱导本地化制度，二聚体的空缺结果在一个意想不到的弹道制度，其能量窗口令人惊讶地随着杂质密度的增加而扩大。这种反常的现象被解释为在双层能带结构中形成了有效的线性色散，这是由二聚体空位驱动的对称性破缺效应引起的，并提供了一种新的高维Dirac半金属的实现.
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
Anomalous Electrodynamics and Quantum Geometry in the Dirac-Harper model for a Graphene Bilayer
采用Dirac-Harper模型研究了层间应变反对称的石墨烯双层膜，模型中的一对单层Dirac哈密顿量由一维莫尔周期性的层间隧穿振幅耦合而成.这个模型主机低能量，几乎无色散带附近的电荷中性，支持其电荷多极分布的异常极化。这些分析引入广义贝瑞曲率编码的场诱导动力学的多极场允许在手征介质与时间反演对称。该公式确定了层对称和层反对称面内电场的响应之间的互易关系，并揭示了由莫尔尺度上的带反转的空间图案产生的动量空间量子振荡。
2021-08-12 cond-mat.mes-hall
Anomalous Optical Phonon Splittings in Sliding Bilayer Graphene
利用第一性原理计算和一个模型哈密顿量研究了双层石墨烯中两层滑动时电子-声子耦合的变化及其光谱后果。我们的研究表明，长波长的光学声子模式的变化在一个敏感的和不寻常的方式依赖于对称性以及奇偶性的滑动原子结构，相应地，拉曼和红外激活的光学声子模式上的滑动的方向和大小表现不同。声子模的层间电子耦合的重整化被证明是至关重要的，以解释他们的异常行为后的滑动。此外，我们表明，由于滑动的晶体对称性的变化会影响偏振斯托克斯拉曼散射强度，这可以用来检测石墨烯层使用光谱工具的微小错位。
2013-07-24 cond-mat.mes-hall
Imaging field-tuned quantum Hall broken-symmetry orders and quantum Hall conducting channel in charge-neutral graphene WSe2 heterostructure
石墨烯中的第零朗道能级（0 LL）已经成为一个平带平台，通过简单地调整磁场的强度和/或方向，可以以前所未有的控制探索不同的多体相。当石墨烯中的OLL被半填充时，预测在高磁场中实现具有不同晶格尺度破缺级的丰富的量子霍尔铁磁（QHFM）相1 - 8，13 -16。在这里，我们报告了一个场调谐的连续量子相变的不同谷排序QHFM的电荷中性石墨烯绝缘二硒化钨（WSe 2）。在半充满的0 LL中，反常的依赖于场的能隙清楚地揭示了相变。通过对相变过程中电子波函数的原子分辨率成像，我们观察到了场调谐的连续变化的谷极化和谷反转的微观特征，这是出乎意料的，超出了目前的理论预测。此外，拓扑量子霍尔导电沟道的石墨烯直接成像时，衬底（WSe 2）引入带弯曲的OLL。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Collective Excitations of Quantum Anomalous Hall Ferromagnets in Twisted Bilayer Graphene
提出了一种扭曲双层石墨烯中量子反常霍尔铁磁体（QAHF）的集体激发的微观理论。通过求解Bethe-Salpeter方程，计算了自旋磁振子谱和谷磁振子谱，验证了QAHF的稳定性。我们提取的自旋刚度从无隙自旋波色散，并估计的skyrmion-antiskyrmion对的能量成本，这被发现是可比的能量与Hartree-Fock间隙。谷波模是带隙的，这意味着谷偏振态比谷相干态更有利。使用非线性西格玛模型，我们估计的谷排序温度，这是从平均场转变温度，由于谷波的热激发大大减少。
2019-11-19 cond-mat.mes-hall
Chiral anomaly and anomalous finite-size conductivity in graphene
石墨烯是一个单层的碳原子被包装成一个六边形晶格，以容纳两对无质量的二维狄拉克费米子，在没有或具有可忽略的自旋轨道耦合。已知在约化动量空间中存在非零电极化的强度，这与隐藏的手征对称性相关，将导致锯齿形纳米晶体的零能量平坦带。在有限宽的受限带中，可以实现Adler-Bell-Jackiw手征反常或手征电荷在不同谷的不守恒。在横向扩散制度，有限尺寸校正电导率总是积极的，并与横向尺寸W的平方成反比，这是从W从边界模式的有限尺寸校正成反比不同。这种反常的有限尺寸电导率揭示了石墨烯中手性异常的特征，并且是实验可测量的。
2017-02-15 cond-mat.mes-hall
Cavity Quantum-Electrodynamical Chern Insulator: Route Towards Light-Induced Quantized Anomalous Hall Effect in Graphene
我们表明，一个能隙诱导在石墨烯中的光物质耦合到一个圆偏振的光子模式在一个腔。使用多体微扰理论，我们计算的电子光谱表现出光子修饰的边带类似于Floquet边带的激光驱动材料。与Floquet拓扑绝缘体相比，在Floquet拓扑绝缘体中，光只在高频极限下的非共振驱动下才引起严格量子化的霍尔响应，而腔中的光子修饰狄拉克费米子则表现出以整数陈氏数为特征的量子化霍尔响应。特别是对于石墨烯，我们预测，可以在低温极限下诱导$2 e^2/h$的霍尔电导。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Anomalous thermodiffusion of electrons in graphene
我们揭示了一个戏剧性的离开，在固体中的电子热扩散相对于普遍接受的理想自由电子气模型的图片。特别是，我们表明，与晶格和杂质的相互作用，结合强烈的材料依赖性的电子色散关系，导致违反直觉的扩散行为，我们确定通过比较单层二维电子气（2DEG）和石墨烯。当受到温度梯度$\nabla T$时，石墨烯中的无质量狄拉克电子的热扩散表现出异常行为，电子沿着$\nabla T$移动并在热区域中积累，这与具有抛物线色散的2DEG中的正常电子扩散相反，其中观察到针对$\nabla T$的净运动，伴随着热区域中的电子耗尽。这些发现对于理解新兴材料中的空间电子动力学具有根本的重要性，与处理非均匀温度条件下电子系统的物理学其他分支建立了密切的关系。
2020-06-15 cond-mat.mes-hall
Velocity renormalization and anomalous quasiparticle dispersion in extrinsic graphene
利用多体图解微扰理论，我们考虑了库仑电子-电子相互作用效应引起的掺杂或门控石墨烯的载流子密度和衬底依赖的多体重整化。我们定量计算的多体光谱函数，重整化准粒子的能量色散，重整化石墨烯速度使用的领先阶自能在动态屏蔽库仑相互作用的环图近似。我们预测实验可检测的多体签名，这是增强的载流子密度和基板的介电常数降低，发现一个有趣的不稳定性在低波矢量的石墨烯激发光谱中的相互作用完全破坏了所有的非相互作用的线性色散的颗粒状特征。我们还对电子-电子相互作用引起的石墨烯速度重整化的载流子密度和波矢依赖性进行了实验相关的定量预测。我们比较了在环图近似内的壳和离壳自能近似，发现尽管石墨烯中的相互作用的一般弱耦合性质，但它们的预测速度重整化校正之间存在实质性的定量差异。
2013-02-08 cond-mat.mes-hall
Charge transfer mediated anomalous photoluminescence enhancement in monolayer MoS2 graphene heterostructure via polystyrene assisted wet transfer
Nanomagnetism and Microscopy Laboratory, Department of Physics, Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）；Tata Institute of Fundamental Research Hyderabad（塔塔基础研究所海得拉巴分所）
研究通过聚苯乙烯辅助湿法转移将单层MoS2与单层石墨烯集成，实现光致发光增强。利用多种技术揭示电荷转移及相关机制，确立该转移为界面工程策略，可提升MoS2石墨烯异质结构在光电器件中的潜力。
2026-07-22 cond-mat.mes-hall
Spin-Valley Polarized Quantum Anomalous Hall Effect and a Valley-Controlled Half Metal in Bilayer Graphene
研究了双层石墨烯在反铁磁交换场、层间偏压和光照下的拓扑相。我们发现在有限的偏压和光强下，系统跃迁到一个未知的自旋谷极化量子反常霍尔（SVP-QAH）绝缘体态，其中一个自旋的子系统是谷霍尔拓扑绝缘体（TI），另一个自旋的子系统是QAH绝缘体.我们评估的TI阶段发生在系统中通过分析计算的自旋谷依赖陈数，并通过考虑在纳米尺度的边缘状态来表征它们。我们证明了SVP-QAH边缘态导致了畴壁中独特的自旋整流效应。沿着相边界，我们观察到Berry相为2π的体半金属态。
2020-04-28 cond-mat.mes-hall
Relaxation of optically excited carriers in graphene: Anomalous diffusion and Lévy flights
我们提出了一个理论分析的弛豫级联的光激发电子在石墨烯中存在RPA屏蔽的电子-电子相互作用。我们计算了高能量电子的弛豫速率和构成级联的无规行走的跳跃尺寸分布，该级联具有厚尾。我们发现，整个级联的统计描述的Lévy飞行常数漂移，而不是标准的漂移扩散的能量空间。Lévy飞行体现了级联时间中涨落的非平凡标度关系，这与Lévy过程的首次通过时间问题有关。此外，我们确定的瞬态差分传输的石墨烯的激光脉冲激发后，考虑到分数动力学的弛豫动力学。
2014-01-31 cond-mat.mes-hall
Anomalous insulator metal transition in boron nitride-graphene hybrid atomic layers
二维电子系统的研究在物理学中具有重要的基础性意义。石墨烯和六方氮化硼（h-BNC）杂化结构的原子层构成了一种新型的二维无序电子系统。在低温下在气相合成的h-BNC原子层中进行的磁电输运测量显示出在冷却时从绝缘到金属行为的清晰和异常的转变。所观察到的绝缘体到金属的转变可以通过电子和空穴掺杂以及通过施加外部磁场来调制。从头计算支持的这些结果表明，这种转变在h-BNC有明显不同的特性相比，其他2D电子系统，是两种不同的机制，即通过金属石墨烯网络和跳跃导电之间的边缘状态随机分布的绝缘h-BN域的渗透共存的结果。
2011-11-29 cond-mat.mes-hall
Impurity cyclotron resonance of anomalous Dirac electrons in graphene
我们研究了一个新的特点，杂质回旋共振共同的各种局域化的潜力的石墨烯。在石墨烯中，局域势可以以一种意想不到的方式与磁场相互作用。它可以导致形成异常的束缚态，在势内的概率密度中具有宽度为$R$的尖锐峰，而在势外具有尺寸为磁长度$\ell$的宽峰。我们研究了反常态的光学矩阵元，发现它们异常小，并且对磁场敏感。采用自洽含时Hartree-Fock方法（TDHFA）研究了多体相互作用对其光学电导率的影响。对于完全填充的朗道能级，我们发现一个激发的电子-空穴对，起源于两个反常杂质态之间的光学跃迁，与其它电子-空穴对几乎不相关，尽管它表现出很大的交换自能效应。这种相关性的缺乏是一个小的顶点校正的结果相比，在一个电子-空穴对近似计算的重整化跃迁能量之间的差异。然而，源自正常和异常杂质状态之间的光学跃迁的激发电子-空穴对可以与具有显著光学强度的其他电子-空穴状态基本上相关。
2014-06-26 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effect and Giant Rashba Spin-Orbit Splitting in Compensated n-p--Codoped Graphene
量子反常霍尔效应（QAHE）是凝聚态物理中一种基本的量子输运现象。到目前为止，唯一的实验实现的QAHE已被观察到的Cr/V掺杂的（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$，但在极低的观测温度，从而限制了其潜在的应用在无耗散量子电子学。采用第一性原理计算方法，研究了5个\textit{d}过渡金属和硼（B）原子的补偿\textit{n} - \textit{p}共掺杂石墨烯的电子结构.我们的调查结果如下。1)\textit{n} -和\textit{p} -型掺杂剂之间的静电吸引有效地增强了金属吸附原子的吸附并抑制了它们不期望的聚集。2)Hf-B和Os-B共掺杂的石墨烯系统可以建立长程铁磁有序和开放的非平凡的带隙，因为自旋轨道耦合与非零的Berry曲率托管QAHE。3)计算得到的Re-B和Pt-B共掺杂石墨烯体系的Rashba分裂能分别可达158和85~meV，比已报道的本征自旋轨道耦合强度高出几个数量级。
2018-05-06 cond-mat.mes-hall
Large Quantum Anomalous Hall Effect in Spin-Orbit Proximitized Rhombohedral Graphene
该研究在无磁性元素、无莫尔超晶格的菱方五层石墨烯/单层WS2异质结构中观测到C=±5的大量子反常霍尔效应，并将其归因于电子关联、栅极调控与Ising自旋轨道耦合的协同作用。
2024-04-26 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
Moiré Commensurability and the Quantum Anomalous Hall Effect in Twisted Bilayer Graphene on Hexagonal Boron Nitride
当扭曲双层石墨烯（tBG）与封装的六方氮化硼（hBN）层几乎对齐时，有时在扭曲双层石墨烯（tBG）中观察到量子反常霍尔（QAH）效应。我们提出，QAH效应在单个器件中的出现或不存在可能与石墨烯/石墨烯和石墨烯/hBN莫尔图案之间的可重复性有关。我们确定了一系列的点在$(θ_{\rm GG},θ_{\rm GBN})$扭转角空间的两个莫尔图案是相称的，允许莫尔带理论应用，并表明，在这种情况下，频带陈数是敏感的刚性面内hBN位移。鉴于这一性质，我们认为，QAH效应可能只有当i）的$(θ_{\rm GG},θ_{\rm GBN})$扭转角对是足够接近的一个相称的点，两个莫尔图案产生一个超莫尔图案具有足够长的长度尺度，和ii）的超莫尔有一个扩展的拓扑非平凡的QAH阶段。对于远离可折叠性的扭转角，hBN层充当可以破坏QAH效应的无序源。我们的建议可以解释一些目前的实验观察。进一步的实验研究，可以更直接地测试这个建议。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall
Layer-Dependent Quantum Anomalous Hall Effect in Rhombohedral Graphene
本文通过Hartree-Fock分析自旋轨道耦合菱方石墨烯的最小相互作用模型，揭示了陈数等于层数的量子反常霍尔态随位移场和层厚变化的规律，并发现五层结构最优及相反Ising自旋轨道耦合可增强该效应。
2025-03-11 cond-mat.mes-hall
Valley-Polarized Quantum Anomalous Hall Phase in Bilayer Graphene with Layer-Dependent Proximity Effects
在二维系统中实现某些拓扑相依赖于共同结合自旋轨道和磁交换相互作用的挑战。在这里，我们预测的形成和控制的一个完全谷极化的量子反常霍尔效应在双层石墨烯，通过分别印记自旋轨道和磁性邻近效应在不同的层。这导致导带和价带的自旋分裂不同，从而在单个狄拉克锥处产生拓扑能隙。拓扑相位可以由栅极电压控制，并通过反转交换相互作用的符号在谷之间切换。通过对无序系统的量子输运计算，证明了谷极化边缘态的手征性和弹性。我们的研究结果提供了一个很有前途的路线，工程师的拓扑相，可以使低功耗电子设备和valleytronic应用。
2021-10-22 cond-mat.mes-hall
Observation of Anomalous Phonon Softening in Bilayer Graphene
电子-空穴对与晶格振动的相互作用表现出许多有趣的物理现象。科恩反常是一个著名的例子，其中电子-声子耦合导致非解析声子色散在特定的动量嵌套费米表面。在这里，我们报告的另一种类型的声子异常的证据，发现在双层石墨烯的电荷密度调制的电场效应的低温拉曼光谱。这种异常，所产生的电荷可调调制的粒子-空穴对共振耦合到晶格振动，预计表现出对数发散的长波长光学声子能量。在石墨烯的非均匀双层中，对数发散被电荷密度不均匀性减弱，留下异常声子软化的痕迹。观察到的软化标志着第一次确认的声子异常的共振变形电位的电子-声子耦合的关键签名。声子软化对电荷密度不均匀性的高灵敏度为探索原子层中的基本相互作用和无序之间的相互作用创造了重要的场所。
2007-12-22 cond-mat.mes-hall
