First-principles study on the electronic and transport properties of periodically nitrogen-doped graphene and carbon nanotube superlattices
基于最近关于$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$石墨烯超晶格中存在谷间相互作用的报道，我们利用第一性原理计算研究了周期性氮掺杂石墨烯和碳纳米管纳米结构的电子性质.在这些结构中，氮原子以精确的周期性取代原始六方晶格中六分之一的碳原子，形成石墨烯和碳纳米管的完美$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$超晶格。探索了$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$石墨烯带和碳纳米管的多种纳米结构，并且所有配置都显示出金属和金属行为。利用非平衡格林函数方法结合密度泛函理论计算了$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$石墨烯和碳纳米管超晶格的输运性质。在一定条件下，原始和$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$扶手椅型碳纳米管异质结构的透射光谱表现出量子化行为。
2017-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical and photogalvanic properties of graphene supperlattices formed by periodic strain
从理论上研究了周期应变作用下石墨烯超晶格的形成。结果表明，电子能谱由超晶格布里渊区边界处的圆锥折叠所形成的微带组成，该超晶格布里渊区具有很窄的反交叉区。直接的interminiband跃迁下的光吸收被证明是依赖于频率和二向色性。掺杂的石墨烯超晶格表现出巨大的吸收二向色性。非对称石墨烯超晶格充当量子棘轮，允许在吸收垂直入射光时产生光电流。计算了不同非对称性掺杂超晶格的螺旋度相关光电流谱。
2011-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppression of coherent thermal transport in quasiperiodic graphene-hBN superlattice ribbons
纳米结构超晶格由于其物理性质的可调性，是一种很有前途的新型电子器件材料。周期性超晶格由于在材料之间的边界处的相长波干涉而促进了相干声子的热输运。然而，通过调节超晶格周期，可以诱导从相干到非相干输运状态的交叉。我们最近观察到这种交叉周期性石墨烯-氮化硼纳米带的长度增加的个别域。在一般情况下，输运性质占主导地位的平移对称性和非常规对称性的存在导致不寻常的输运特性。在这里，我们进行非平衡分子动力学模拟研究声子热输运的石墨烯-hBN超晶格以下的斐波那契准周期序列，其中周期性和无序结构之间的。我们的模拟表明，准周期性可以抑制这些超晶格中的相干声子热输运。这种行为与随着斐波那契代的增加，每个晶胞的界面数量增加有关，阻碍了沿着超晶格的声子相干性。石墨烯-hBN超晶格中的相干热传输的抑制使得能够在纳米尺度下对热传导进行更高程度的控制，并且显示出在新型热管理器件的设计中的应用潜力。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Real Space Raman Spectroscopy of Graphene Isotope Superlattices
报道了化学气相沉积法制备的12 C/13 C石墨烯同位素超晶格的拉曼光谱。在大的周期的拉曼光谱对应于批量12 C和13 C的贡献的总和。然而，在小的周期，我们观察到的混合12 C/13 C模式的拉曼过程，涉及两个声子，这导致在2D和2D'拉曼峰的三倍的形成。在实空间拉曼光谱的框架中可以很好地理解这种三倍，其中两个发射的声子来自超晶格的不同区域。混合峰的强度随着超晶格半周期接近光激发电子-空穴对的平均自由程而增加。通过在6和225 nm之间改变超晶格周期，我们可以直接测量光激发电子平均自由程，发现悬浮石墨烯为18 nm，SiO2衬底上石墨烯为7 nm。
2020-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of a gap opening on the conductance of graphene superlattices
利用传输矩阵方法计算了带隙石墨烯超晶格的电子传输和电导。我们所研究的系统由一系列的电子掺杂的石墨烯作为阱和空穴掺杂的石墨烯作为势垒组成。我们表明，在某些临界值的差距，传输概率接近统一。我们还发现，有一个区域附近的临界间隙值的系统的电导达到其最大值。
2009-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-Valley Engineering in Graphene Superlattices
石墨烯中的两个不相等的谷排除了由Z2拓扑绝缘体相的奇数个狄拉克锥特性提供的对谷间散射的保护。在这里，我们提出了一种方法，工程师的手征单谷金属相与二次交叉在蜂窝晶格通过定制的\sqrt{3} N * \sqrt{3} N或3N *3N超晶格。提出了在吸附原子修饰的石墨烯超晶格中通过赝塞曼场调节谷极化的可能性以及Dresselhaus型谷轨道耦合的出现。这种谷操纵机制和金属相也可以在蜂窝光子晶体中找到应用。
2015-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inducing a topological transition in graphene nanoribbons superlattices by external strain
扶手椅型石墨烯纳米带在形成超晶格时，可以分为不同的拓扑相，有或没有边缘状态。通过紧束缚和经典分子动力学模拟，我们研究了这些超晶格的电子和力学性质。MD表明，调制超晶格的断裂是脆性的，为未调制的带，发生在较薄的区域，与交错超晶格实现更大的断裂应变。我们发现了一个一般的机制，以诱导与应变的拓扑转变，有关的电子性质的超晶格的每一段，并通过研究亚晶格极化，我们能够描述的过渡和这些国家的应变的响应。对于这里详细研究的情况，拓扑转变发生在$\sim$ 3-5 \%应变，远低于断裂应变。超晶格的拓扑状态-如果存在的话-即使接近断裂也对应变是鲁棒的。与在石墨烯纳米带的锯齿形边缘中发现的零能量边缘状态不同，超晶格状态显示出即使在真实空间中也对无序特别不敏感的特征。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
$\textit{Zitterbewegung}$ near new Dirac points in graphene superlattice
当周期势作用于石墨烯时，新的Dirac点出现，并且在这些新的Dirac点附近有许多有趣的效应。本文研究了石墨烯超晶格中新狄拉克点附近高斯波包描述的费米子的$\textit{Zitterbewegung}$效应。不同狄拉克点附近的$\textit{Zitterbewegung}$具有相似的特性，而新狄拉克点附近的费米子在$x$ -和$y$ -方向上具有不同的群速度，这导致了新狄拉克点附近的$\textit{Zitterbewegung}$具有不同的特性。我们还研究了所有Dirac点对$\textit{Zitterbewegung}$效应的影响，得到了随势变化的演化规律。我们的深入研究结果表明，石墨烯超晶格可能提供一个合适的系统，以研究$\textit{Zitterbewegung}$效应附近的新的狄拉克点的实验。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimized Fabrication Procedure for High-Quality Graphene-based Moiré Superlattice Devices
本文提出一种基于改进干法转移的优化制备流程，通过精确控制位置、角度和温度并结合严格筛选与激光烧蚀，解决了石墨烯莫尔超晶格器件中扭转角不均匀和异质应变等难题，实现了高均匀性器件。
2025-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional satellite resistance peaks in moiré superlattice of h-BN/ AB-stacked tetralayer-graphene heterostructure
大多数关于由h-BN和石墨烯堆叠形成的莫尔超晶格的研究都集中在单层石墨烯上;对多层石墨烯的了解较少。在这里，我们表明，多层石墨烯的莫尔超晶格显示出由超晶格结构影响的各向异性费米表面产生的新特征。h-BN/AB堆叠的四层石墨烯异质结构的莫尔超晶格表现出电阻率峰，其显示出对垂直电场的复杂依赖性。这些峰不是由于二次狄拉克锥的形成，而是由于各向异性费米面的折叠而导致的能隙的打开。此外，超晶格峰是由轻质量和重质量的双层带通过超晶格势混合而产生的。间隙不是在超晶格布里渊区的边界上打开，而是在其内部打开，这反映了多层石墨烯费米表面的各向异性。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Symmetry-induced gap opening in graphene superlattices
我们研究了石墨烯中缺陷的nxn蜂窝超晶格。所考虑的缺陷是缺失的p_z轨道，可以通过在给定位置引入C原子空位或化学结合简单原子物种来实现。利用对称性论证，我们证明了当n= 3 m +1，3 m +2（m的整数）时如何可能打开一个能隙，并估计其值与缺陷浓度x=1/n^2的平方根近似相关。紧束缚计算证实了这些发现，并表明诱导能隙可以相当大，例如，x~10^{-3}时约为100 meV。对吸附在石墨烯上的H原子所形成的超晶格进行了修正的密度泛函理论计算，结果与紧束缚的结果吻合得很好，从而表明所提出的结构可以在实践中用于打开石墨烯中的间隙。
2009-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flat bands in bilayer graphene induced by proximity with polar $h$-BN superlattices
本文通过第一性原理与紧束缚模型结合Wannier函数方法，证明极性h-BN超晶格的静电邻近效应可在AB堆叠双层石墨烯中诱导出分离良好的平带，并揭示了原子排列对能带结构的关键影响。
2023-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nearly Free Electron States in Graphene Nanoribbon Superlattices
近自由电子（NFE）态是低维系统中一类重要的未占据态。尽管人们对它进行了深入的研究，但关于它的物理起源及其对外部扰动的响应行为仍然没有一个清晰的描述。我们基于石墨烯纳米超晶格的系统的第一性原理研究表明，实际上存在两种NFE态，这可以通过简单的Kronig-Penney势模型来理解。通过电子掺杂可以获得无原子散射的NFE传输通道，其可以用作概念上新的场效应晶体管。
2010-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of a graphene superlattice with a modulated Fermi velocity
利用有效类Dirac-like哈密顿量研究了由两个具有不同费米速度、能隙和静电势的周期区域组成的石墨烯超晶格的电子结构.必须预期的是，石墨烯超晶格的一个区域中的费米速度的改变等效于改变该区域的宽度而保持费米速度不变，只要载流子穿过该区域所花费的时间相同。然而，这里表明，这两个系统是不等价的。我们发现了额外的狄拉克点诱导的周期势和它们的位置在\textbf{k}空间。结果表明，费米速度调制打破了电子和空穴的微带之间的对称性，它是可能的额外的狄拉克点的行为进行控制。所得结果可用于石墨烯基电子器件的制备。
2015-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Velocity renormalization and Dirac cone multiplication in graphene superlattices with various barrier edge geometries
一维石墨烯超晶格的电子性质强烈依赖于原子的尺寸和一维周期性势的取向。使用紧束缚的方法，我们表明，扶手椅和锯齿形方向在这些超晶格有不同的影响的各向异性速度的载流子的重整化。对于对称的势垒，垂直于势垒的速度被修改为扶手椅方向，而在锯齿形的情况下保持不变。对于不对称的障碍，初始对称性之间的前向和后向动量的狄拉克锥对称性被打破的速度垂直（扶手椅的情况下）或平行（锯齿形的情况下）的障碍。最后，电荷中性点处的狄拉克锥乘法只发生在锯齿形几何中。相反，带隙出现在具有扶手椅方向势垒的石墨烯超晶格的电子结构中。
2015-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Designing graphene/hexagonal boron nitride superlattice monolayer with high thermoelectric performance
我们设计了一种石墨烯/六方氮化硼超晶格杂化单层膜，并利用密度泛函理论和Boltzmann输运方程研究了其热电性能，其中弛豫时间通过电子-声子耦合计算得到精确处理.与原始石墨烯相比，超晶格结构的晶格热导率降低了两个数量级以上，这是由于混合键特性引起的增强的三声子散射过程。此外，费米能级附近轻重带的共存导致了Z字形方向上的高功率因数，在1100 K时n型系统的ZT值最高可达~2.5.此外，应注意，价带最小值附近的载流子输运几乎完全由超晶格的石墨烯部分贡献。结果表明，适当的磷取代氮原子可以使p型系统的热电性能提高到与n型系统相当，这可以抑制晶格热导率，但对空穴输运几乎没有影响。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-dependent Pseudospin Mixing in Graphene/Boron Nitride Moire Superlattices
石墨烯中的电子由具有双组分赝自旋的相对论性Dirac-Weyl旋量描述1 -12。狄拉克电子独特的赝自旋结构导致了新出现的现象，如无质量的狄拉克锥2，反常量子霍尔效应2，3和克莱因隧道4，5在石墨烯。操纵电子赝自旋的能力对于新型石墨烯电子学是高度期望的，并且它需要精确控制以在原子水平上区分两个石墨烯子晶格。石墨烯/氮化硼（石墨烯/BN）莫尔超晶格，其中由于B-N原子导致的快速子晶格振荡叠加在缓慢莫尔周期上，提供了一种有吸引力的方法来设计石墨烯中的电子赝自旋13 -18。这种不寻常的莫尔超晶格导致旋量势与不寻常的电子赝自旋杂交，这可以直接通过红外光谱探测，因为光学跃迁对激发态波函数非常敏感。在这里，我们进行石墨烯/BN异质结构的显微红外光谱，并证明莫尔超晶格势是由一个pseudospin-mixing组件类似于一个空间变化的伪磁场占主导地位。此外，我们表明，旋量势敏感地依赖于栅极诱导的载流子浓度在石墨烯，表明从电子-电子相互作用的旋量势的强重整化。我们的研究提供了更深入的理解下旋量莫尔势的石墨烯赝自旋结构，以及令人兴奋的机会，以控制赝自旋在二维异质结构的新型电子和光子纳米器件。
2014-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electromagnetic Waves Reflectance of Graphene -- Magnetic Semiconductor Superlattice in Magnetic Field
在考虑耗散过程的Faraday几何下，对置于磁场中的石墨烯-磁性半导体-石墨烯超晶格的电动力学性质进行了理论研究。采用传输矩阵法计算了不同周期数和不同周期尺寸的超晶格对电磁波的反射率、透射率和吸收率随频率和场的变化关系。石墨烯-磁性半导体-石墨烯超晶格的电动力学性质的有效控制的可能性已经被证明。
2014-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electronic structure of a graphene superlattice with massive Dirac fermions
我们利用有效的狄拉克方程从理论上研究了石墨烯基超晶格的电子和输运性质。超晶格由施加在沉积在衬底上的单层石墨烯上的周期性电势组成，该周期性电势在其电子结构中打开$2Δ$的能隙。我们发现，在一定条件下，电子能带结构中出现了额外的狄拉克点，从而有可能使导带和价带之间的间隙闭合。通过改变周期势，可以在$0\leq E_g \leq 2Δ$范围内调节能隙$E_g$.我们分析了接触点附近的低能电子结构，发现有效费米速度具有很强的各向异性，并依赖于能隙。我们表明，额外的狄拉克点在这里获得的行为不同，以前研究的系统相比。
2015-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superlattice structures in twisted bilayers of folded graphene
双层石墨烯的电子性质强烈依赖于两个原子晶格的相对取向。虽然Bernal堆叠的石墨烯是最常研究的，但层间的旋转失配开辟了一个全新的丰富物理学领域，特别是在小的层间扭曲时。在这里，我们报告的磁输运测量扭曲的石墨烯双层，通过折叠的单层制备。这些揭示了一个强烈的依赖于扭转角，这可以通过样品的几何形状来估计。在小的旋转，超晶格的波长在10 nm的顺序出现，并通过摩擦原子力显微镜观察。在这个小角度制度的磁输运测量显示卫星朗道风扇的形成。这些都归因于额外的狄拉克奇性的能带结构和讨论相对于广泛的层间耦合模型。
2014-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Bloch oscillation in bilayer graphene gradient superlattices
利用转移矩阵方法研究了双层石墨烯梯度超晶格中的电子Bloch振荡。通过引入两种沿电子传输方向的方势垒梯度势，我们发现在电子传输方向上可以产生高达太赫兹的布洛赫振荡。Wannier-Stark阶梯是Bloch振荡的对应物，它是由一系列等距离的透射峰组成，电子波函数的局域化也是Bloch振荡的特征. Bloch振荡的周期随势垒梯度的增大而线性减小。
2014-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence for Superlattice Dirac Points and Space-dependent Fermi Velocity in Corrugated Graphene Monolayer
最近的研究表明，周期势可以在石墨烯中产生能量为（是石墨烯的费米速度，G是倒易超晶格矢量）的超晶格狄拉克点。在这里，我们进行扫描隧道显微镜和光谱研究的波纹石墨烯单层铑箔。我们发现，纳米波长的准周期波纹的波纹石墨烯引起弱的一维（1D）电子势，从而导致超晶格狄拉克点的出现。超晶格的狄拉克点的位置是空间依赖的，并显示出广泛的分布值。我们证明了超晶格空间相关的狄拉克点与空间相关的费米速度密切相关，这可能是由于波纹石墨烯中的局域应变和强电子-电子相互作用的影响。
2012-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic band gaps and transport properties in periodically alternating mono- and bi-layer graphene superlattices
研究了周期交替单层和双层石墨烯超晶格的电子能带结构和输运性质。在这种MBLG SL中，存在对晶格常数不敏感的零平均波矢量（零- $\overline{k}$）间隙。这种零- $\overline{k}$间隙可以通过改变双层石墨烯的势宽比和层间耦合系数来控制。我们还表明，存在额外的狄拉克点，这些额外的狄拉克点的条件解析。最后，通过调节单层和双层周期性石墨烯的层间耦合和宽度比，我们证明了MBLG SL中前两个能带的电子输运性质和能隙是可调的.
2015-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Imaging Strain-field Vortex Networks in Twisted Bilayer Graphene Magnified by Moiré Superlattices
在二维扭曲双层膜中，范德华（vdW）层间相互作用通过局部旋转晶格在界面处引入原子尺度的重构，从而在其莫尔超晶格中形成应变场涡旋网络。然而，直接成像应变场涡旋的微小局部晶格旋转需要极高的空间分辨率，是实验中的一个突出挑战。在这里，引入了最顶部的小周期石墨烯莫尔图案，以放大晶格的亚埃扭曲和底层扭曲双层石墨烯（TBG）中的微小局部晶格旋转。通过对底层TBG的原子尺度重构，最顶层石墨烯莫尔图案的局部周期和低能van Hove奇点在空间上被修改，从而实现应变场涡旋网络的真实空间成像。我们的研究结果表明，结构重建的vdW系统可以提供一个独特的衬底空间工程支持的二维材料的结构和电子性能。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac point formation revealed by Andreev tunneling in superlattice-graphene/superconductor junctions
石墨烯超晶格由一维周期势形成，其特征在于电子结构中出现新的狄拉克点。石墨烯的无质量狄拉克费米子在新点的群速度急剧降低，导致电导光谱中的可测量效应。我们在这里表明，隧道光谱使用超导混合结是更敏感的狄拉克点的形成在石墨烯超晶格的光谱由于额外的贡献Andreev过程。我们研究了基于石墨烯的超晶格-超导体混合结的输运性质，并证明了超晶格势可以与邻近诱导的超导关联共存。这两种效应都有助于改变石墨烯的子带隙能量谱，因此，归一化的隧穿电导具有与原始和新生成的狄拉克点之间的能量分离成比例的电压的急剧变化。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Band engineering in graphene with superlattices of substitutional defects
我们研究了氮和硼取代缺陷的石墨烯超晶格，并通过使用对称性参数和电子结构计算，我们展示了如何使用这种超晶格来修改石墨烯能带结构。具体来说，根据超晶格对称性，这里考虑的结构可以保留狄拉克锥（D_{6h}超晶格）或打开带隙（D_{3h}）。相关的能带参数（载流子有效质量，群速度和间隙，当存在时）被发现依赖于超晶格常数n为1/n^{p}，其中p是在1-2的范围内，这取决于所考虑的情况。总体而言，这里给出的结果显示了如何通过修改几个超晶格参数来在很大程度上调整石墨烯能带结构。
2011-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric hysteresis in singly aligned graphene-hBN moiré superlattices
CIC nanoGUNE（纳米科技联合研究中心）；University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；Centro de Física de Materiales (CFM-MPC) Centro Mixto CSIC-UPV/EHU（物质物理中心（CFM-MPC）CSIC-巴斯克大学联合中心）
通过霍尔测量和温度依赖性实验，证实单层石墨烯-六方氮化硼莫尔超晶格中存在铁电响应，并揭示其源于莫尔超晶格能带导致的异常电荷屏蔽，自发极化从2K持续至室温。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kekulé distortions in graphene on cadmium sulfide
本研究发现将石墨烯置于硫化镉表面可生成Kekulé超晶格，DFT计算证实CdS起伏表面改变在位能和C-C键，产生两种表现出自旋轨道耦合的超晶格，并模拟了电子衍射和显微图像以指导实验实现。
2024-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Have Mysterious Topological Valley Currents Been Observed in Graphene Superlattices?
我们提供了一个关键的讨论有关的索赔拓扑谷电流，驱动全球Berry曲率和谷霍尔效应在最近的文献中提出的。在指出了解释巨非局域电阻的理论方案的主要不一致性之后，我们讨论了各种可能的替代解释和开放的研究方向，以解决石墨烯超晶格中非局域输运的奥秘。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Intrinsic $i$-wave altermagnetism in 2D graphene superlattices
Aalto University（阿尔托大学）
本文通过 symmetry-guided 设计原则，在石墨烯抗点超晶格中工程化i波替代磁性，揭示了特定单层和双层石墨烯超晶格中替代磁态的出现，结合第一性原理方法和原子紧束缚模型，展示了由二维石墨烯抗点超晶格内在磁不稳定性引起的交互诱导i波替代磁分裂。
2026-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Strain-engineering of twist-angle in graphene/hBN superlattice devices
通过用六方氮化硼（hBN）代替SiO $_2$作为衬底以及通过在石墨烯/hBN异质结构中形成超晶格的能力，已经能够观察到石墨烯中的新物理现象，例如霍夫施塔特蝴蝶、拓扑电流和非常规超导性。这些器件通常通过将石墨烯蚀刻成具有金属触点的霍尔棒形状来制造。金属电极的沉积、接触的设计和特定配置可以对器件的电子性质具有深远的影响，甚至可能影响石墨烯/hBN超晶格的排列。在这项工作中，我们探测hBN上的石墨烯的应变配置与两种类型的金属接触，二维（2D）的顶部接触和一维（1D）的边缘接触。我们发现，顶部接触诱导应变的石墨烯层沿两个相对的引线，导致一个复杂的应变模式，整个器件的通道。边缘接触，相反，不显示这样的应变模式。有限元建模模拟用于确认所观察到的应变模式是由夹持到石墨烯的金属触点的机械作用产生的。热退火显示出减少总体掺杂，同时增加总体应变，表明石墨烯和hBN之间的相互作用增加。令人惊讶的是，我们发现，这两个接触配置导致不同的扭曲角的石墨烯/hBN超晶格，热退火后收敛到相同的值。这一观察结果证实了石墨烯/hBN超晶格在应变梯度存在下的自锁机制。我们的实验可能对基于异质结构的未来电子器件的发展产生深远的影响，并提供了一种新的机制来诱导二维材料中的复杂应变模式。
2018-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
An Effective Medium Approach to Electron Waves: Graphene Superlattices
我们开发了一种有效的介质方法来表征周期性结构中物质波的传播，如石墨烯或半导体超晶格。证明了在空间局域化程度不超过结构特征周期的态的时间演化可以用有效哈密顿量精确描述，并且系统的电子能带结构可以由有效哈密顿量精确确定.作为该方法应用的一个例子，我们表征了石墨烯超晶格的介观响应。结果表明，这些结构可以简单地使用两个有效的参数：色散势，和表征赝自旋的各向异性张量。我们的模型预测，一个石墨烯超晶格的特点是一个不确定的各向异性张量-这样的张量的本征值具有相反的符号-可以允许完美的隧穿的所有固定状态的能量的特定值时，它与一个双石墨烯超晶格与正定各向异性张量配对。
2012-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Large Bandgap Opening Between Graphene Dirac Cones Induced by Na Adsorption onto an Ir Superlattice
利用角分辨光电子能谱和扫描隧道显微镜研究了Na的吸附对Ir（111）上裸露和Ir团簇超晶格覆盖的外延石墨烯电子结构的影响。在Na饱和覆盖下，从钠原子到石墨烯的大量电荷迁移使石墨烯费米能级相对于其中性点提高约1.4eV。我们发现，Na吸附在石墨烯层的顶部，当共吸附到Ir簇超晶格上时，它导致与Ge的带隙相当的Δ = 740 meV的大带隙的开放，并且保留了载流子的高群速度。
2011-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Minimum thermal conductance in graphene and boron nitride superlattice
在石墨烯和氮化硼超晶格中，当$d_{s}$远低于声子平均自由程时，超晶格的最小热导率随超晶格尺寸的变化（$d_{s}$）被揭示出来。在$d_{s}/L\approx 5%$的恒定比率下达到最小值，其中$L$是超晶格的总长度;因此$d_{s}$的最小点取决于$L$。这一现象归因于超晶格的局域化特性和有限模的数目。随着$d_{s}$的增加，受限模的局域化程度增强，受限模的数目减少，直接导致热导最小。
2011-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Superlattices Consisting of "Lines" of Adsorbed Hydrogen Atom Pairs on Graphene
从理论上描述了氢分子吸附在石墨烯上形成的新超晶格的结构和电子性质。结果表明，具有线性排列的H原子对的（n，0）Z字形超晶格具有与（n，0）碳纳米管光谱相似的能带结构。同时，具有吸附的H原子对的“阶梯”的（n，n）型超晶格基本上是金属的，在费米能级处具有高密度的电子态，并且该性质将它们的光谱与相应的（n，n）纳米管的光谱区分开。光谱的特征具有Van Hove形式，这是每个单独的超晶格的特征。讨论了使用这种具有纳米厚度的平面结构的可能性。
2007-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Rotation misorientated graphene moire superlattices on Cu(111): classical molecular dynamics simulations and scanning tunneling microscopy studies
铜上的石墨烯是一种具有高技术相关性的系统，因为Cu是用于石墨烯的CVD生长的最广泛使用的基底之一。然而，人们对它们相互作用的细节知之甚少。获得这些信息的一种方法是研究由于两个晶格失配而出现的超晶格。然而，铜上的石墨烯是一种低波纹系统，使得它们的实验和理论研究都极具挑战性。在这里，我们报告了一个新的旋转莫尔超晶格的CVD石墨烯在Cu（111），其特征在于周期性的$1.5 \pm 0.05$ nm和周期性的$0.15 \pm 0.05$ $\hboxÅ$，通过扫描隧道显微镜测量。为了理解所观察到的超晶格，我们已经开发了一个新的参数化的石墨烯/Cu（111）界面的Tersoff势适合于非局域范德华密度泛函理论（DFT）计算。的界面力场与时间推移CMD提供超晶格在良好的定量协议的实验结果，为$10.4 \pm 0.5,^{\circ}$的取向差角，没有任何进一步的参数调整。此外，CMD模拟预测存在两个非等效的高对称性方向的莫尔图案，也可以在实验STM图像中识别。
2014-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Time-lapsed graphene moiré superlattice on Cu(111)
石墨烯（gr）莫尔超晶格由于衬底和gr-覆盖层晶格之间的失配而出现的详细研究是不可避免的，因为它具有很高的技术相关性。然而，很少有人知道的云纹超晶格的动力学在gr。在这里，我们报告的第一个经典的分子动力学模拟（CMD）的云纹超晶格的石墨烯在Cu（111）使用一个新的参数化的Tersoff势的石墨烯/Cu（111）界面，本文拟合到非局域范德华密度泛函理论（DFT）计算。界面力场与时间推移CMD提供了超晶格在很好的定量协议与现有的实验结果。还对具有非等效莫尔丘的$2 \times 2$和$3 \times 3$的长程符合超原胞进行了鉴别和分析。莫尔超晶格表现出一种动态的图案，而不是静态地钉在支撑物上，并且主要可以通过时间流逝来观察。已经在低温下的周期性莫尔图案的瞬时快照是弱无序的，缺乏时间平均图案和扫描隧道显微镜图像的明显清晰度。这表明在静态（第一阶）和动态（第二阶）莫尔超结构之间存在竞争的阶数。所揭示的随机高度波动可能限制负载石墨烯的重要电子性质，例如载流子的迁移率。
2015-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Quasicrystalline 30° Twisted Bilayer Graphene as an Incommensurate Superlattice with Strong Interlayer Coupling
层间耦合可用于设计范德华异质结构（超晶格）的电子结构，以获得单一材料中不可能的特性。到目前为止，异质结构的研究一直集中在具有长程莫尔周期的公度超晶格上。具有旋转对称性但不具有平移对称性的无公度异质结构（类似于准晶）不仅在自然界中罕见，而且由于缺乏相位相干性，层间相互作用通常被认为是可以忽略的。本文报道了在Pt（111）衬底上成功生长的准晶态30°扭曲双层石墨烯（30°-tBLG），并揭示了其电子结构。低能电子衍射和1383 cm $^{-1}$处的谷间双共振喇曼模式证实了30°-tBLG。此外，每个石墨烯层的布里渊区内部镜像狄拉克锥的出现以及区边界处的间隙开口表明这两个石墨烯层经由广义Umklapp散射机制耦合，即一个石墨烯层中的狄拉克锥通过另一个石墨烯层的倒易晶格矢量的散射。我们的工作突出了层间耦合在无公度准晶超晶格中的重要作用，从而将能带结构工程扩展到无公度超结构。
2018-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Some effective operators for graphene monolayer superlattices, from variational perturbation theory
CY Cergy Paris Université（塞吉-蓬图瓦兹大学）
本文通过变分微扰理论和多尺度方法，为石墨烯单层超晶格在费米能级下的有效算子提供了精确计算。
2026-10-30 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
The Tip-Induced Twisted Bilayer Graphene Superlattice on HOPG: Capillary Attraction Effect
我们利用扫描隧道显微镜（STM）的针尖，通过人为增加针尖与样品在潮湿环境中的相互作用，在高取向热解石墨（HOPG）表面上操纵单个弱结合的纳米片。用这种方法可以将石墨片沿台阶方向撕开，折叠到HOPG表面上，从而得到六方对称的加芬超晶格。详细讨论了针尖与样品表面的相互作用，包括范德华力、静电力和由于针尖与样品之间形成高度弯曲的流体弯月面而产生的拉普拉斯压力引起的毛细吸引力，以了解针尖诱导石墨超晶格的形成机理。特别是在湿度条件下，毛细力是控制石墨表面层的关键。该方法为制备可控超晶格和石墨烯纳米带提供了一条简单可行的途径，同时也补充和发现了利用针尖在HOPG表面生成石墨烯超晶格的理论。
2014-05-05 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Electronic band gaps and transport properties in aperiodic bilayer graphene superlattices of Thue-Morse sequence
研究了Thue-Morse序列双层石墨烯超晶格的电子能带结构和输运性质。有趣的是发现零$\bar{k}$能隙中心对层间耦合$t'$敏感，所有能隙中心随$t'$线性移动.在$k_{y}\ne$ 0处可能出现额外的Dirac点，当额外的Dirac点成对产生时，电子电导服从扩散规律，Fano因子随Thue-Morse序列阶数的增加而趋于1/3.我们的研究结果提供了一种灵活有效的方法来控制石墨烯的输运性质。
2013-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Imaging graphene moiré superlattices via scanning Kelvin probe microscopy
范德瓦尔斯异质结构中的莫尔超晶格正受到越来越多的关注，因为它们提供了新的机会，可以在堆叠具有小扭曲角的二维材料时定制和探索独特的电子现象。在这里，我们揭示了与堆叠域在扭曲双层石墨烯（TDBG）莫尔超晶格的局部表面电位。使用横向压电响应力显微镜（LPFM）和扫描开尔文探针显微镜（SKPM）的组合，我们区分伯纳尔（ABAB）和菱面体（ABCA）堆叠的石墨烯，并直接将这些堆叠配置与局部表面电位。我们发现，ABCA域的表面电位比ABAB域的表面电位高约15 mV（功函数较小）。基于密度泛函理论的第一性原理计算进一步表明，ABCA和ABAB畴之间不同的功函数是由堆积依赖的电子结构引起的.我们发现，虽然通过LPFM可视化的莫尔超晶格可以随时间变化，但通过SKPM成像的表面电位分布似乎更稳定，使得ABAB和ABCA域的映射没有尖端样品接触引起的效应。我们的研究结果提供了一种新的手段来可视化和探测局域堆积在莫尔超晶格随着其对电子性质的影响。
2021-02-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Universal Features of Landau Fans of Twisted Bilayer Graphene with Large Superlattices
目前对不同的扭曲双层石墨烯（TBG）样品的实验已经发现了不同的绝缘相。尽管有这种多样性，这些绝缘相的许多特征似乎是普遍的。它们包括朗道风扇远离电荷中性的分散，减少朗道风扇简并从预期值在电荷中性，和进一步减少这种简并时，跨越绝缘相与奇数个电子在超晶格晶胞。我们指出，所有这些行为以及在一些绝缘状态下观察到的铁磁行为表明了一个潜在的“理想”模式，在不同的实验中，不同的样品中实现了不同的部分。我们进一步表明，这种模式可以占一个哈伯德一样的超晶格模型增强了一组化学势依赖的平均场，打破了内部的八个自由度的对称性连续。Mott类物理学和平均场物理学的同时重要性可能是具有大超晶格的扭曲2D电子材料的一般特征，不一定限于石墨烯。
2019-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
