Effective Dirac Hamiltonian for anisotropic honeycomb lattices: optical properties
本文导出了具有各向异性跳跃参数的蜂窝晶格的低能哈密顿量。采用已报道的各向异性蜂窝晶格的Dirac哈密顿量，得到了它的电导率张量和线偏振光垂直入射时的透射率。此外，我们表征了由于各向异性光学吸收的二向色性。作为我们的一般性研究结果的应用，再现均匀应变的石墨烯的情况下，我们研究了非机械变形下的石墨烯的光学性质。
2015-11-30 cond-mat.mes-hall
Dirac and Weyl Fermions in 3D Hopf-linked Honeycomb Lattices: Hopfene
碳的同素异形体如金刚石、纳米管、富勒烯和石墨烯具有独特的晶格对称性，但这些在拓扑学上是微不足道的。我们已经提出了一种拓扑非平凡的同素异形体，命名为Hopfene，它具有三维（3D）阵列的霍普夫链接，以结合2D石墨烯片垂直和水平。在这里，我们描述了Hopfene的电子结构通过简单的紧束缚计算。我们证实了2D石墨烯的原始狄拉克点在引入霍普夫链接后受到拓扑保护，并且低能激发由1D，2D和3D狄拉克和外尔费米子描述。
2019-05-06 cond-mat.mes-hall
Clar Sextet Analysis of Triangular, Rectangular and Honeycomb Graphene Antidot Lattices
原始石墨烯是一种半金属，因此没有带隙。通过在石墨烯片中制造纳米级周期性孔阵列，可以形成带隙;通过调整晶格的参数可以控制带隙的大小。孔直径、孔几何形状、晶格几何形状和孔的间隔是在确定带隙的尺寸中都起重要作用的参数，对于技术应用，带隙的尺寸应当至少为十分之一eV的量级。我们研究了四种不同的孔结构：矩形，三角形，旋转三角形和蜂窝晶格。结果发现，晶格的几何形状起着至关重要的作用的带隙的大小：三角形的安排总是显示一个相当大的差距，而对于其他类型只有特定的孔分离导致一个大的差距。我们用Clar六重态理论解释了这一现象，发现六重态的数量超过晶胞中六边形总数的三分之一是大间隙的充分条件。此外，我们研究非等腰三角形结构，以探讨三角形晶格中的间隙对几何形状的微小变化的敏感性。
2011-06-22 cond-mat.mes-hall
Strain-tunable band parameters of ZnO monolayer in graphene-like honeycomb structure
我们提出的从头计算结果表明，直接带隙，有效质量和载流子在ZnO单层（ML-ZnO）的石墨烯蜂窝结构中的费米速度都是可调的应用面内均匀双轴应变。在我们模拟的$\pm 10$ %的应变极限内，带隙保持直接，并显示出随应变的强非线性变化。此外，未应变的ML-ZnO中的电子的平均费米速度与石墨烯中的相同数量级。研究结果表明，ML-ZnO在机电/应变电子学和其他纳米器件如纳米机电系统（NEMS）和纳米光机械系统（NOMS）中具有潜在的应用前景。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy engineering edge magnetism in zigzag honeycomb nanoribbons
研究表明，锯齿形蜂窝状纳米带具有很好的边缘磁性。本文采用两种大尺度量子蒙特卡罗模拟方法研究了锯齿形蜂窝纳米带中各向异性对边缘磁性的影响。锯齿形蜂窝纳米带中的各向异性由一个方向上的最近邻跳跃积分$t_{1}$和另一个方向上的最近邻跳跃积分$t_{2}$的比率表征。考虑到电子-电子相关性，研究表明，随着$t_{2}/|t_{1}|$从$1$增加到$3$，边缘铁磁性大大增强，这不仅为控制这种磁性提供了途径，而且为进一步探索新纳米材料的新磁性提供了有益的参考.
2019-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Epitaxial graphene on SiC(0001): More than just honeycombs
石墨烯影响下一代电子产品发展的潜力重新引起了人们对其生长和结构的兴趣。六方SiC表面的石墨化为石墨烯的合成提供了一种可行的替代方案，现在可以在SiC（0001）上制备晶片尺寸的外延石墨烯。尽管最近取得了这一进展，但石墨烯-SiC界面的确切性质以及石墨烯是否具有半导体间隙仍然存在争议。使用扫描隧道显微镜与功能化的提示和密度泛函理论计算，在这里，我们表明，界面是一个扭曲的碳片组成的三重六边形五边形七边形复合物周期性地插入到蜂窝晶格。这些缺陷缓解了石墨烯层和SiC衬底之间的应变，同时仍然保留了每个碳原子的三重配位。此外，这些缺陷破坏了蜂窝的六重对称性，从而自然地诱导出间隙：计算出的界面能带结构是半导体的，并且在费米能级以下的K附近存在两个局域态，解释了光电发射和碳芯能级数据。在下一层石墨烯的狄拉克点处发现了非线性色散和33 meV的间隙，从而深入了解了SiC（0001）上外延石墨烯间隙起源的争论。这些结果表明，SiC（0001）上的外延石墨烯的界面不仅仅是死缓冲层，而是积极地影响后续石墨烯层的物理和电子性质。
2010-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elastic and plastic deformation of graphene, silicene, and boron nitride honeycomb nanoribbons under uniaxial tension: A first-principles density-functional theory study
本研究的弹性和塑性形变的石墨烯，硅烯，氮化硼（BN）蜂窝纳米带在单轴拉伸下确定其弹性常数，并揭示有趣的功能。在弹性范围内的拉伸过程中，电子和磁性可以强烈地改变。特别是，它示出的带隙的一个特定的扶手椅nanoriginates在应变和最高价和最低的导带被线性化下被关闭。这样，即使在半导体纳米晶体中也可以获得无质量的狄拉克费米子行为。在塑性形变下，蜂窝结构不可逆地改变，并提供许多新的结构和功能。笼状结构，甚至悬浮的原子链可以在两个蜂窝状薄片之间衍生。本工作阐述了最近的实验[C. Jin，H.兰湖，澳-地彭，K. Suenaga和S. Iijima，Phys. Rev. Lett. 102，205501（2009）]，从石墨烯衍生碳链。此外，从BN和Si纳米带的原子链的类似的形成进行了预测。
2010-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of edge and impurities sites properties on their localized states in semi-infinite zigzag edged 2D honeycomb graphene sheet
采用三对角方法区分边缘模和面积模，研究了边缘位置性质对半无限锯齿形二维石墨烯蜂窝片边缘局域态的影响.结果表明锯齿形石墨烯的边缘局域态对边缘位置性质的依赖性是真实的，这解释了石墨烯边缘局域态密度测量的实验结果，同时消除了在制造GNR的实验数据中发现的半导体行为与预期的理论半导体性能之间的不一致性。在不考虑边缘特性对边缘局域态影响的情况下计算的金属行为。
2011-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Interactions and phase transitions on graphene's honeycomb lattice
推导并讨论了石墨烯二维蜂窝晶格上电子相互作用的低能理论。特别地，在大N极限下的哈伯德模型在Gross-Neveu模型的普适类中具有半金属-反铁磁绝缘体量子临界点。同样的等价性被证明在N=2的物理情况下也成立，并检验了它对各种物理量的影响。讨论了长程库仑相互作用和磁场的影响。
2006-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Fabrication of Artificial Graphene in a GaAs Quantum Heterostructure
本研究在超高品质GaAs/AlGaAs量子阱中制备出周期50nm的高分辨率人工石墨烯，采用电子束光刻定义蜂窝掩模与优化的各向异性反应离子刻蚀工艺，为首次在人工半导体中观测无质量狄拉克费米子提供了可能。
2015-07-17 cond-mat.mes-hall
Zero modes, energy gap, and edge states of anisotropic honeycomb lattice in a magnetic field
通过引入磁场中蜂窝晶格紧束缚模型跳跃积分的各向异性效应，系统地研究了零模和能隙。零模式存在的条件解析推导。根据该条件，发现石墨烯的微小各向异性足以在磁场中在零能量附近打开间隙。该间隙作为磁场的函数表现为非微扰和指数形式。对于磁场的非解析行为可以理解为出现在蜂窝晶格中的两个Dirac零模附近的能级之间的隧穿效应，并且在这些Dirac零模的合并点附近通过WKB方法得到了零能附近的带隙的显式形式.研究了各向异性对带边界蜂窝晶格的影响。解析地导出了磁场中零能边态存在的条件。在此条件的基础上，我们认识到跳跃积分的各向异性会引起零能边缘态数目的突变，而这种突变敏感地依赖于边缘的形状。
2009-08-10 cond-mat.mes-hall
Quartic energy band engineering in artificial semiconductor honeycomb lattices
İzmir Institute of Technology（伊兹密尔理工大学）；Bilkent University（比尔肯特大学）
本文通过分析建模和数值计算，研究了人工石墨异质结构中四次方能量色散的出现，识别了三种不同的四次方带类型，并探讨了晶格几何对能带特性的影响。
2026-01-23 cond-mat.mes-hall
Wave functions and edge states in rectangular honeycomb lattices revisited: nanoflakes, armchair and zigzag nanoribbons and nanotubes
一般来说，由于拓扑和非拓扑的原因，材料的体积和边界的性质可以非常不同。最简单的边界问题之一是有限蜂窝晶格上无相互作用电子的紧束缚问题。尽管它很简单，但这个问题相当丰富，并且与石墨烯的物理学直接相关。我们重新审视这个长期研究的问题，并提出了一个分析推导的电子光谱和波函数的石墨烯矩形衍生物。我们提供了一个精确的分析描述的扩展和本地化的状态，它们之间的过渡，和一个特殊的情况下，本地化的状态时，波函数是非零的边缘网站。后一种状态具有零能量，我们讨论了它在锯齿形纳米带中的存在，锯齿形纳米管沿着锯齿形边缘的站点数可被4整除，以及矩形石墨烯纳米片沿着锯齿形和扶手椅边缘的站点数为奇数。
2022-08-25 cond-mat.mes-hall
All-carbon approach to inducing electrical and optical anisotropy in graphene
由于其一系列独特的性质，石墨烯是一种有前途的材料，用于各种各样的应用。由于是二维的，石墨烯的性质也很容易通过接近其他材料来调整。在这项工作中，我们研究了通过将石墨烯与其他各向异性碳系统（包括纳米多孔石墨烯和石墨烯纳米带阵列）连接来诱导石墨烯中的电学和光学各向异性的可能性。我们发现，这种材料确实在石墨烯中诱导了这种各向异性，同时还保留了石墨烯的狄拉克能带结构所提供的独特性质，即其优越的电荷传输和长波长光吸收。光学各向异性使得这种异质结构对于它们在与长波长偏振测量相关的应用中的使用感兴趣，而电各向异性对于增强石墨烯光电热电探测器的性能可能是有价值的。
2021-11-08 cond-mat.mes-hall
Thermal expansion in 2D honeycomb structures: Role of transverse phonon modes
石墨烯及其衍生物（包括六方BN）因其在很宽的温度范围内的大的负热膨胀而臭名昭著，这是非常不寻常的。我们试图分析这种不寻常的行为的基础上的声子模式的字符。采用密度泛函微扰理论（DFPT）在准谐近似下研究了二维蜂窝结构纯石墨烯、h-BN和B/N掺杂石墨烯的线性热膨胀系数（LTEC）.用VASP程序与声子谱程序接口计算了系统的动力学矩阵和声子频率。首先将该方法应用于纯石墨烯以计算热膨胀。结果与以前的计算结果一致，使用类似的方法。在此基础上，我们研究了B/N掺杂对LTEC的影响，并与h-BN片的LTEC进行了比较。石墨烯的LTEC在所研究的整个温度范围（0- 1000 K）内为负值，室温（RT）值为-3.51 X 10 - 6 K-1。室温下的LTEC值随着石墨烯中的B/N掺杂以及对于h-BN片变得更负。为了深入了解负热膨胀的原因，我们计算了单个声子振动模式的贡献。我们注意到，负热膨胀主要是ZA（横向声学）模式造成的。结果表明，二维六角晶格中的横模对二维结构的热力学性质有重要影响。
2016-07-14 cond-mat.mes-hall
Spin and the Honeycomb Lattice: Lessons from Graphene
自旋为1/2的粒子（如电子）由狄拉克方程描述，该方程允许两种自旋本征值（向上或向下）和两种类型的能量本征值（正或负，对应于电子和正电子）。在石墨烯的蜂窝晶格中，电子从一个原子跳到另一个原子的模型给出了低能电子激发，其服从形式上与2+1维狄拉克方程相同的关系。石墨烯的自旋等价物，“赝自旋”，是由蜂窝晶格的每个单元格的两个不等价原子位置引入的简并引起的。以前，人们认为通常的电子自旋和石墨烯亚晶格状态的赝自旋只是类似物。这里我们证明了赝自旋也是一个实角动量。这种识别解释了碳纳米管中电子背散射的抑制和石墨烯对光吸收的角度依赖性。此外，它还表明，像夸克和轻子那样的半整数自旋可以来自隐藏的子结构，而不是粒子本身，而是这些粒子所处的空间。
2011-05-07 cond-mat.mes-hall hep-lat hep-th
Topological states in multi-orbital HgTe honeycomb lattices
对石墨烯的研究揭示了蜂窝晶格中出现的显著现象。然而，由于自旋轨道耦合不够强，在石墨烯和其他轻元素蜂窝结构中无法观察到在K点预测的量子自旋霍尔效应。在这里，我们从理论上表明，二维蜂窝晶格的碲汞可以结合蜂窝几何形状和强自旋轨道耦合的影响。实验上可通过掺杂获得的导带可以通过如石墨烯中的紧束缚晶格模型来描述，但是包括多轨道自由度和自旋轨道耦合。这将导致非常大的拓扑间隙（高达35毫电子伏）和一个平坦的带脱离他人。由于这种平坦的能带和相当大的库仑相互作用，HgTe的蜂窝结构构成了一个有前途的平台，用于观察分数陈绝缘体或分数量子自旋霍尔相位。
2015-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Triangular antiferromagnetism on the honeycomb lattice of twisted bilayer graphene
我们给出了与三角晶格的三子晶格平面反铁磁序具有相同对称性的态的电子能带结构。如果自旋密度波位于键上，这种状态也可以定义在蜂窝晶格上。我们确定的情况下，是一致的观察扭曲的双层石墨烯：一个相关的绝缘体与能隙，产生一个单一的双退化费米表面后，空穴掺杂。我们还讨论了扩展到金属状态，保持自旋旋转不变性，波动的自旋密度波和散装$\mathbb{Z}_2$拓扑秩序。
2018-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Kekulé valence bond order in the Hubbard model on the honeycomb lattice with possible lattice distortions for graphene
本研究通过无偏量子蒙特卡洛方法，发现蜂窝晶格Hubbard模型在Peierls耦合下，Kekulé二聚化的价键固体相作为半金属与反铁磁Mott绝缘体之间的中间相出现，表明应变可驱动石墨烯进入该相并打开能隙。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant anisotropy of Gilbert damping in a Rashba honeycomb antiferromagnet
巨吉尔伯特阻尼各向异性被确定为一个签名的强Rashba自旋轨道耦合在一个蜂窝晶格上的二维反铁磁体。这种现象起源于自旋轨道诱导分裂的传导电子子带，强烈抑制某些自旋翻转过程。因此，自旋轨道相互作用被证明支持一个无阻尼的非平衡动力学模式，对应于一个超快的面内Néel矢量旋进和恒定的非平面磁化。这种现象的基础上说明的二维$s$ - $d$样模型。自旋轨道扭矩和电导率也计算微观这个模型。与吉尔伯特阻尼这些量显示，揭示只有一个弱的各向异性，这是有限的半导体制度对应的费米能量留在附近的反铁磁间隙。
2019-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Robust Dirac Point in Honeycomb Structure Nanoribbons with Zigzag Edges
通过密度函数理论计算发现，锯齿形边缘石墨烯纳米颗粒是一种反铁磁绝缘体，在锯齿形边缘掺杂N和B后，其显示出一个强的狄拉克点.更有趣的是，我们发现，强大的狄拉克点是一个共同的特点，蜂窝结构的纳米粒子与适当的边缘网站。因此，锯齿形边缘的蜂窝状纳米结构有望为材料的设计和开发提供一个非常有用的平台。
2010-04-20 cond-mat.mes-hall
Inhomogeneous magnetic catalysis on graphene's honeycomb lattice
通过数值计算均匀和非均匀磁场下电荷密度波序参量的Hartree自洽解，研究了石墨烯蜂窝晶格上相互作用（简单来说，无自旋）费米子的有序不稳定性.对于均匀场，序参量的整体行为符合连续介质理论。在非均匀的情况下，序参量的空间分布在性质上类似于磁场本身的形式，至少当相互作用不太强时是这样。我们发现，在零场临界点的无限系统的局部序参量规模的平方根的局部强度的磁场，显然独立的假设场的轮廓。有限的尺寸对各种参数的影响，如临界相互作用和普遍的振幅比的相互作用诱导的间隙的朗道能级能量在临界状态也得到解决。
2011-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Giant Spin Lifetime Anisotropy in Graphene Induced by Proximity Effects
我们报告与过渡金属二硫属化物（TMDC）的石墨烯界面的自旋动力学的基本方面。通过使用从第一原理导出的现实模型，我们计算自旋寿命各向异性，定义为指向石墨烯平面外的自旋与指向平面内的自旋的寿命之比。在强的谷间散射的存在下，各向异性可以达到前所未有的几十到几百的值，而它减少到1/2弱无序。这种行为是由自旋谷锁定介导的，自旋谷锁定在TMDC中很强，并被印在石墨烯上。这种巨大的自旋输运各向异性，由邻近效应驱动，为设计新的自旋器件功能提供了一个令人兴奋的范例。
2017-11-15 cond-mat.mes-hall
Twistronics of Kekulé Graphene: Honeycomb and Kagome Flat Bands
研究了具有Kekulé-O序的扭转双层石墨烯，发现在特定参数下可在honeycomb和kagome格子上产生非平庸平坦能带，为强相关物态提供了新平台。
2024-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Characterization of graphene through anisotropy of constant-energy maps in angle-resolved photoemission
我们从理论上展示了如何用角分辨光电子发射强度的恒能图来测试石墨烯中的波函数对称性。对于单层石墨烯，我们证明了所观察到的ARPES光谱的各向异性是最近被称为电子手性的表现。对于双层石墨烯，我们表明，各向异性的恒定能量的地图可以用来提取信息的大小和符号的层间耦合参数和对称性破缺造成的双层底层基板。
2007-11-29 cond-mat.mes-hall
Optical properties of honeycomb photonic structures
我们研究，理论和实验，不同类型的蜂窝光子结构，也被称为“光子石墨烯”的光学特性。首先，我们采用双光子聚合的方法来制备蜂窝结构。在实验中，我们观察到一个强大的衍射从有限数量的元素，从而提供了一个独特的工具来定义的精确数量的散射元素的结构，通过肉眼。然后，我们从理论上研究了蜂窝单层和二维平行介质圆棒结构的透射谱。当棒材料$\varepsilon$的介电常数增加时，我们揭示了当最低TE ${}_{01}$ Mie带隙在最低布拉格带隙以下打开时，二维光子石墨烯结构转变为超材料。我们还观察到两个狄拉克点的二维光子石墨烯的能带结构中的$K$点的布里渊区和演示的狄拉克透镜TM偏振的表现。狄拉克透镜的性能是，2D光子石墨烯层将来自点源的波转换成具有平坦相位表面的光束，该光束在狄拉克频率下用于TM偏振。
2017-07-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Mott transition in the Hubbard model on anisotropic honeycomb lattice with implications for strained graphene: Gutzwiller variational study
由于高压导致的原子间距离的改变导致奇异现象，包括金属性，超导性和磁性，在正常条件下不显示这些性质的材料中观察到。在二维晶体中，例如石墨烯，通过施加面内应变，原子键长可以改变10%以上，即，而不会在本体中产生高压。本文利用Gutzwiller波函数（GWF）和Gutzwiller近似（GA）的不同变形，研究了蜂窝晶格上应变诱导的Mott相变，得到了电子临界哈伯德排斥（$U$）的上、下界.对于扶手椅方向的单轴应变的带隙是不存在的，和电子相关性起主导作用。预测临界Hubbard $U$的显著降低。模型的考虑映射到单层石墨烯的紧束缚哈密顿由辅助苏-Schrieffer-Heeger模型的声学声子，假设在垂直于所施加的应变的方向上的应力为零。我们的研究结果表明，石墨烯，虽然停留在半金属相，即使在极高的单轴应变，可能会显示出可测量的签名的电子相关性，如带变窄和双占位减少。
2023-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological phase transition in magnon bands in a honeycomb ferromagnet driven by sublattice symmetry breaking
铁磁蜂窝系统在次近邻Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（dzyaloshinskiii-Moriya interaction，dzyaloshinski-Moriya interaction）的存在下会表现出磁振子拓扑相。受亚晶格磁各向异性控制的最新进展的启发，我们研究了蜂窝铁磁单层和双层的磁振子带的拓扑相位，由于不同的各向异性能量，蜂窝铁磁单层和双层的亚晶格对称性破缺。我们证明了在拓扑磁振子绝缘体和拓扑平凡磁振子相之间存在一个拓扑相变，这种相变是由磁振子相对尺寸的变化和子晶格间的各向异性差异所驱动的.提出了磁振子霍尔热导率作为磁振子拓扑的实验探针。
2022-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Graphene: Free electron scattering within an inverted honeycomb lattice
石墨烯物理学的理论进展在很大程度上依赖于一个简单的最近邻紧束缚模型的应用，该模型能够预测这种材料的许多电子特性。然而，包括电子-空穴不对称性和基本石墨烯纳米结构的详细电子带（例如，具有不同边缘终端的纳米带）超出了这种简单模型的能力。在这里，我们表明，一个类似的简单的平面波解决方案的单电子状态的原子为基础的二维潜在的景观，由一个单一的拟合参数（散射势）定义，表现优于标准的紧束缚模型，并在正确地再现详细的能带结构的各种石墨烯纳米结构的密度泛函理论的水平。特别是，我们的方法确定了三个层次的非金属扶手椅纳米带，以及双退化的独立锯齿形纳米带的对称性破缺产生的能量分裂的平坦带。目前简单的平面波方法具有很大的潜力，深入了解石墨烯纳米结构和其他二维材料的电子状态和电光特性与完整或有间隙的Dirac类色散。
2018-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of flat bands in gated semiconductor artificial graphene
布里渊区中M点附近的平坦带是人造石墨烯（AG）中蜂窝对称性的关键特征，其中电子可以凝聚成新的相关相。本文报道了在GaAs量子阱晶体管中观察到AG的范霍夫奇性偶极，这为半导体AG的平带提供了证据。在背栅电压调谐的光致发光光谱中出现的两个峰探测了AG平带的奇异双峰，并证明了它们对费米能级的可达性。当费米能级穿过双峰时，光谱显示出对电子密度的戏剧性的稳定性，表明电子-电子相互作用和蜂窝对称性之间的相互作用。我们的研究结果提供了一个新的灵活的平台，探索有趣的平带物理。
2021-03-26 cond-mat.mes-hall
Delocalized-localized transition in a semiconductor two-dimensional honeycomb lattice
本文报道了调制掺杂AlGaAs/GaAs异质结构中二维电子气在横向势作用下的磁输运性质。通过施加栅极电压，显示了磁阻的周期性振荡和离域-局域化转变。我们认为，电子在这样的人工石墨烯晶格提供了一个很有前途的方法模拟库仑相互作用所决定的量子相位。
2010-07-19 cond-mat.mes-hall
Anisotropy of the Stone-Wales Defect and Warping of Graphene Nano-ribbons: A First-principles Analysis
与晶体中的位错类似，Stone-Wales（SW）缺陷在$sp^2$键合碳基材料的力学行为中起着重要作用。在这里，我们使用第一性原理计算表明，当这种缺陷存在于石墨烯纳米带的边缘附近时，SW缺陷之间的相互作用中的显著各向异性具有有趣的后果：取决于它们相对于边缘的取向，它们导致压缩或拉伸应力，并且前者负责石墨烯纳米带的凹陷或翘曲。这种弯曲导致缺陷态中电子的离域。
2010-03-01 cond-mat.mes-hall
Incompressible States of Dirac Fermions in Graphene with Anisotropic Interactions
研究了量子化磁场和各向异性相互作用下石墨烯中狄拉克费米子的不可压缩态的性质。我们引入必要的形式主义，将系统中的各向异性。发现石墨烯中的不可压缩态在各向异性参数达到临界值时仍然存在。各向异性还在相应的Laughlin态的集体激发中引入了两个分支。它强烈地影响不可压缩基态中对关联函数的短程行为。
2013-06-11 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional honeycomb-kagome V2O3: a robust room-temperature magnetic Chern insulator interfaced with graphene
在量子反常霍尔效应（QAHE）中，不需要外加磁场就可以获得无耗散的手征边缘态，这在电子学和自旋电子学领域具有巨大的应用潜力。实现室温磁性陈氏绝缘体的最大障碍是找到一种结构稳定的材料，具有足够大的能隙和居里温度，可以很容易地在电子器件中实现。基于第一性原理的研究表明，V2 O3单原子层的蜂窝状晶格是结构稳定的，具有自旋极化的狄拉克锥，通过原子的原位自旋轨道耦合（SOC）产生室温QAHE.此外，通过应变和衬底研究，发现量子反常霍尔系统对小变形是鲁棒的，并且可以由石墨烯衬底支撑。
2021-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological aspects of graphene: Dirac fermions and the bulk-edge correspondence in magnetic fields
我们讨论了石墨烯的电子性质的拓扑方面，包括边缘效应，蜂窝晶格上的紧束缚模型及其扩展，以显示以下内容：（i）无质量狄拉克色散对的出现，这是包括特殊量子霍尔效应（QHE）在内的反常性质的起源，对蜂窝结构来说不是偶然的，但是对于在正方形和$π$通量晶格之间插入的一类二维晶格来说是相当一般的。特殊QHE的持久性被解释为拓扑稳定性。(ii)虽然我们只有在E=0附近才有无质量的狄拉克色散，但与狄拉克锥相关的反常QHE意外地在很宽的化学势范围内持续存在。范霍夫奇点的范围是有界的，在这一点上，我们预测一个过渡到普通的费米子行为伴随着巨大的跳跃在QHE与符号的变化。(iii)对于边缘，我们建立了体中的量子霍尔效应与边缘态的量子霍尔效应之间的重合，这是拓扑体-边缘对应的表现。我们还明确地证明了零磁场中的蜂窝结构中的E=0边态在磁场中仍然存在。
2007-01-18 cond-mat.mes-hall
Topological creation and destruction of edge states in photonic graphene
我们从理论上和实验上证明了经典光在“光子石墨烯”中的拓扑转变：蜂窝几何形状排列的波导阵列。由于系统是单轴应变（压缩），两个独特的狄拉克点（存在于传统石墨烯的光谱中）合并并相互湮灭，形成带隙。结果，边缘状态在锯齿形边缘上被创建，并且在胡须边缘上被破坏。这些结果适用于任何2D蜂窝型结构，从碳基石墨烯到光子晶格和晶体。
2012-11-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
A new magnetic field dependence of Landau levels on a graphene like structure
考虑了磁场中蜂窝晶格上的紧束缚模型。对于特殊值的跳跃积分，色散关系是线性的一个方向和二次在其他。我们发现，在这种情况下，朗道能级的能量随场B的变化为E_n（B）~ [（n+γ）B]^{2/3}。这一结果是在低场条件下对磁场中蜂窝晶格的紧束缚谱（Hofstadter谱）的研究以及在低场连续近似下的计算中得到的。后者将新的谱与修改后的四次振子的谱联系起来。发现所获得的值$γ=1/2$是由Berry相位的消除产生的。
2007-08-31 cond-mat.mes-hall
p Orbital flat band and Dirac cone in the electronic honeycomb lattice
理论预测，蜂窝晶格中的面内px，py轨道导致新的和潜在有用的量子电子相。到目前为止，p轨道带仅在光晶格中的冷原子和在光子晶体中的光和激子-极化激元中实现。对于电子，平面内的p轨道物理学很难获得，因为天然的电子蜂窝晶格，如石墨烯和硅烯，显示出强的s-p杂化。在这里，我们报告了在扫描隧道显微镜中在Cu（111）表面上制备的电子蜂窝晶格，通过设计，显示（几乎）纯轨道带，包括p轨道平带和狄拉克锥。
2020-07-10 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
Artificial Graphene: Unconventional Superconductivity in a Honeycomb Superlattice
人工晶格已经成为研究非常规超导物理的平台。我们研究半导体人造石墨烯--一种强加在半导体异质结构上的蜂窝状超晶格--它承载了石墨烯的狄拉克物理学，但具有可调的周期性势强度和晶格间距，允许控制电子-电子相互作用的强度。我们证明了一种新的机制，超导由于排斥相互作用，需要一个强大的晶格势和最小的掺杂远离狄拉克点。该机制依赖于出射狄拉克费米子的贝里相位，它导致狄拉克点附近的反向运动电子对相消干涉，减少库仑排斥，从而产生有效的吸引力。相互作用的吸引力的组成部分是增强了一种新的反屏蔽效应，反过来，增加与掺杂，因此有一个最小的掺杂超过超导秩序一般encountered。主导的超导状态具有手性$p$波对称性的空间调制间隙。微观计算表明，可能的临界温度相对于低载流子密度是大的，对于一系列实验现实的参数。
2020-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Periodic Behavior of Topology in Graphene with Nanohole Array
Institute for Quantum Science and Technology, and Department of Physics, Shanghai University（上海大学量子科学与技术研究院及物理系）；School of Engineering, Institute of Science Tokyo（东京科学大学工程学院）
研究通过超结构晶格常数直接诊断石墨烯纳米孔阵列的带拓扑，揭示三角和蜂窝状孔阵列中拓扑周期性行为，为拓扑电子态材料设计提供指导。
2026-05-14 cond-mat.mes-hall
Spin Hall effect in a system of Dirac fermions in the honeycomb lattice with intrinsic and Rashba spin-orbit interaction
我们考虑了石墨烯晶格中无质量狄拉克费米子系统的自旋霍尔效应。两种类型的自旋-轨道相互作用，有关的石墨烯晶格，被考虑在内-的内在和Rashba条款。在理想晶格的假设下，计算了自旋霍尔电导率的拓扑贡献。当这两种相互作用存在时，它们的相互作用被证明会导致自旋霍尔电导率对费米能级的依赖性的一些特殊性。
2009-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous topological transitions in a honeycomb lattice of exciton-polariton condensates due to spin bifurcations
我们从理论上探讨非共振泵浦的极化激元石墨烯，一个系统组成的蜂窝晶格的微柱在政权的强轻物质耦合。我们表明，根据结构的参数，如泵的强度和柱之间的耦合强度，该系统表现出丰富的各种宏观有序，包括类似物的铁磁，反铁磁，和共振价键相。这些阶段之间的过渡与戏剧性的重塑与拓扑秩序的自发出现连接的系统的频谱。
2020-01-15 cond-mat.mes-hall
Exotic edge states of C3 high-fold fermions in honeycomb lattices
本研究针对含C₃高折叠费米子的推广蜂窝晶格模型，以三角烯晶体为参考探究其边缘态，发现了三类传统蜂窝模型不存在的奇异边缘态，揭示了高折叠能带非平凡特性与边缘态的关联。
2024-07-11 cond-mat.mes-hall
Frictional anisotropy of metal nanoparticles adsorbed on graphene
采用经典的分子动力学模拟研究了银和镍纳米颗粒在石墨烯片上不同横向剪切时的摩擦力。结果表明，两种金属都存在摩擦各向异性。在大多数情况下，摩擦力的最大值大约是最小值的两倍。摩擦力分量的瞬时值对纳米岛的质心位置的相应横向分量的依赖性的形式强烈地依赖于滑动方向，在滑动方向和不规则方向之间变化。提出了基于“补丁”模型的定性解释的结果。
2013-03-18 cond-mat.mes-hall
Quasi-energy spectra of graphene dots under intense ac field: field anisotropy and photon dressed quantum rings
研究了石墨烯量子点在强交流磁场和静态弱磁场作用下的量子点结构。从紧束缚的角度来看，应用傅立叶-弗洛奎变换和重整化过程，我们观察到石墨烯-本质上各向异性-揭示了准态密度的场极化特征。当交流场沿扶手椅方向极化时，修饰电子结构呈现出一种突现性质：交流场诱导量子环。这是由随磁场增加而周期性调制的能带的取向依赖性形成推断的，与量子环谱的行为完全类似。
2009-03-19 cond-mat.mes-hall
Anisotropy of Conductivity in Bilayer Graphene with Relatively Shifted Layers
在紧束缚模型的框架下研究了双层石墨烯（BLG）中相对位移层的能带结构的变化。BLG被证明保持在实验可达到的位移的整个范围内的零间隙材料，但导电带和价带之间的接触点的位置基本上取决于移动方向。该位移导致带谱的相当大的各向异性，这反过来又导致BLG中的电导率的显著（10-20%）各向异性。讨论了在高灵敏度的机械张力传感器中使用这种各向异性的可能性，以及在电子的平均自旋和平均电流都等于零的情况下，在多路各向异性BLG中产生纯谷电流的可能性。
2014-01-04 cond-mat.mes-hall
Spontaneous symmetry breaking in a honeycomb lattice subject to a periodic potential
基于扭曲双层石墨烯莫尔超晶格的最新研究进展，我们采用有限温度Wilson-Fisher动量壳层重整化群（RG）方法研究了周期势作用下蜂窝晶格中电子-电子相互作用的影响.我们从这样一个系统的低能有效理论开始，首先讨论了没有点群对称性被所施加的势保持的最一般的情况，然后重点讨论了势保持$D_3$点群对称性的特殊情况。在双层石墨烯的类似研究中，我们发现，虽然描述相互作用的耦合常数在某个“临界温度“$T=T_c$或以下发散，但事实证明，这些常数的比率仍然是有限的，实际上提供了关于系统变得不稳定的类型的信息。然而，在这些以前的研究相比，我们只发现孤立的固定射线，这表明这些订单可能是不稳定的扰动的耦合常数。我们的RG分析导致定性的结论，即在这个模型系统中，并且因此可能通过在扭曲双层石墨烯中的扩展，出现的相互作用引起的破坏性相一般是不稳定和脆弱的，并且因此可能表现出强烈的样品依赖性。
2020-05-26 cond-mat.mes-hall
Planar phonon anisotropy, and a way to detect local equilibrium temperature in graphene
本文通过耦合蒙特卡洛电荷输运模拟与声子玻尔兹曼方程数值解，研究平面声子各向异性对石墨烯热电行为的影响，并提出利用电流密度测量识别局域平衡温度的新方法，为石墨烯器件热管理提供实验可行的方案。
2023-05-29 cond-mat.mes-hall
Phase separation of hydrogen atoms adsorbed on graphene and the smoothness of the graphene-graphane interface
采用改进的Falicov-Kimball模型，在蜂窝晶格上研究了附着氢原子的石墨烯片的电子性质.结果表明，在基态，该系统分为两个阶段：完全氢化的石墨烯（石墨烷）和无氢石墨烯。石墨烯-石墨烯边界获得正的界面张力。因此，石墨烯-石墨烯界面变成一条直线，由于热波动而略微波动。光滑界面可用于制造介观石墨烯基器件。
2011-11-04 cond-mat.mes-hall
Edge states in a ferromagnetic honeycomb lattice with armchair boundaries
研究了扶手椅边界铁磁蜂窝晶格中磁振子边缘态的性质。与费米子石墨烯相比，我们发现了新的边缘状态，由于沿边界网站的失踪键。在最外层引入一个在位势后，我们发现边缘态的能谱是可调的。此外，当引入非平凡的能隙时，我们发现一些边缘态是拓扑保护的，也是可调的。我们的结果可以解释最近在光子晶格中观察到的新的边缘态的起源。我们也讨论了这些边缘态的行为，以便进一步的实验证实
2017-09-06 cond-mat.mes-hall
Determination of the spin-lifetime anisotropy in graphene using oblique spin precession
我们确定了石墨烯中自旋极化载流子的自旋寿命各向异性。与现有方法相比，我们的方法不需要大的面外磁场，因此对于低和高载流子密度都是可靠的。我们首先通过常规的自旋进动测量与垂直于石墨烯平面的磁场来确定面内自旋寿命。然后，为了评估面外自旋寿命，我们在产生面外自旋布居的斜磁场下实施自旋进动测量。我们发现，氧化硅上的石墨烯的自旋寿命各向异性是独立的载流子密度和温度下降到150 K，比以前报道的弱得多。事实上，在实验的不确定性，自旋弛豫是各向同性的。连同自旋寿命的栅极依赖性，这表明自旋弛豫是由磁性杂质或随机自旋轨道或规范场驱动的。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
Observation of spin-valley coupling induced large spin lifetime anisotropy in bilayer graphene
我们报告的第一个观察到的大自旋寿命各向异性的双层石墨烯（BLG）完全封装在六方氮化硼之间。我们用倾斜Hanle自旋进动表征了平面外（$τ_\perp$）和平面内（$τ_\parallel$）自旋寿命。在75 K和电荷中性点（CNP），我们观察到$τ_\perp/τ_\parallel$ = 8 $\pm$ 2的强各向异性.该值与石墨烯/TMD异质结构相当，而我们的高质量BLG提供高达9 ns的$τ_\perp$，大于两个数量级的自旋寿命。在n = $6\times 10^{11}~$ cm $^{-2}$的载流子密度下，各向异性降低到3.5 $\pm$-1。温度相关的测量表明，高于75 K的$τ_\perp/τ_\parallel$随着温度的升高而降低，达到接近室温的各向同性情况。我们解释了我们的研究结果与电场诱导的自旋谷耦合所产生的小的内在自旋轨道场在12~ $μ$ eV的BLG在CNP。
2018-05-31 cond-mat.mes-hall
Width-tuned magnetic order oscillation on zigzag edges of honeycomb nanoribbons
量子限制和干涉经常在纳米结构中产生奇异特性。最近的一个亮点是在约7 nm的临界带宽度处的带边缘的石墨烯纳米带中的磁性相变的实验指示[G. Z. Magda等人，Nature \textbf{514}，608（2014）]。在这里，我们从理论上表明，随着进一步增加的带的宽度，两个边缘的磁关联可以表现出一个有趣的反铁磁和铁磁之间的振荡行为，通过获得两个边缘之间的正相干性，以降低自由能。振荡效应在所施加的磁场中是容易调谐的。这些新的性质表明石墨烯纳米带中边缘磁性有序的新实验表现，并增强了在室温下工作的石墨烯类自旋电子纳米器件的希望。
2017-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
