Cooperative domain type interlayer $sp^3$-bond formation in graphite
利用经典分子动力学和半经验Brenner势，我们从理论上研究了石墨晶体在可见光激发下的层间σ键形成的协同非线性现象.我们已经发现了几种情况下，其中某些晶格位点的激发导致新的层间键，即使在非激发位点。我们还发现，一个新的层间键是更容易形成周围的键，如果它已经存在。随着更多的位点将被激发，层间键的数量随着激发位点的数量而非线性地增加。这种非线性显示激发位点总数的1.7次方，对应于大约三或四光子过程。
2010-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced optical conductivity and many-body effects in strongly-driven photo-excited semi-metallic graphite
本文通过强光激发石墨范霍夫奇点附近的载流子，利用阿秒软X射线光谱发现光电导率增强近十倍量子电导，并揭示该强驱动非平衡态由平带载流子激发和相干光学声子介导的多体效应主导。
2023-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Electronic excitations and electron-phonon coupling in bulk graphite through Raman scattering in high magnetic fields
我们利用偏振磁拉曼散射研究了石墨中的纯电子激发和电子-声子耦合。在4.2 K的温度和磁场高达28 T，我们观察$K$点电子激发涉及朗道带与$Δ|n|=0$和$Δ|n|=\pm2$，可以通过控制激发激光和散射光的角动量来选择。磁声子效应涉及$E_{2g}$光学声子和$K$点间朗道带电子激发与$Δ|n|=\pm1$内的模型，考虑到充分的$k_z$色散揭示和分析。这些极化分辨的结果解释的Slonczewski-Weiss-McClure（SWM）模型，直接允许量化的电子-空穴不对称性的框架。
2011-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of the unusual dependence of Raman D band on excitation wavelength in graphite-like materials
我们重新讨论了类石墨材料中拉曼无序诱导D带色散随激光激发光子能量E $_L$的变化这一尚未解决的难题。我们提出D模是Brillioun带K点处的光学声子和声学声子的组合，声学声子的动量由双共振条件唯一地确定。用双共振模型对实验数据进行拟合，得到A $_{2}$跃迁对应的电子-空穴对的约化有效质量为0.025 m $_{e}$，与其他实验结果一致.该模型还可以解释$ω_S$和$ω_{AS}$之间的差异D和D $^{\star}$模式，并预测其依赖于拉曼激发频率。
2001-10-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Low energy excitations in graphite: The role of dimensionality and lattice defects
利用高分辨角分辨光电子能谱（ARPES）研究了石墨的电子性质。我们发现，石墨中的低能激发的性质是特别敏感的层间耦合以及晶格无序。作为层间耦合的结果，我们首次观察到在布里渊区角K附近的$π$带被$\approx$ 0.7 eV分裂。在低结合能下，我们观察到具有线性色散的无质量狄拉克费米子的特征（如石墨烯的情况），与具有抛物线色散和有限有效质量的准粒子共存。我们还报告了第一ARPES签名的电子-声子相互作用在石墨：一个扭结的分散和散射率的突然增加。此外，晶格无序强烈地影响低能激发，在费米能级附近产生新的局域态。这些结果为石墨的电子和输运性质的不寻常性质提供了新的见解。
2006-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Polarization resolved magneto-Raman scattering of graphene-like domains on natural graphite
在$T=\unit{4.2}{K}$和室温下，在高达29 T的磁场中，研究了天然石墨表面类石墨烯位置的显微拉曼散射响应.两种不同的偏振配置，共圆和交叉圆，以确定拉曼散射选择规则。观察到几个不同的系列的电子激发，我们讨论他们的特征形状和振幅。特别是，我们报告了一个明确的分裂与朗道能级间的激发$-n\rightarrow+n$的信号。此外，我们观察到显着的相互作用的带中心E $_{\text{2g}}$ -声子与三种不同的电子激发。这些石墨烯状夹杂物的块状石墨表面上的可能的起源进行了讨论。
2012-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Secondary Electron Emission by Plasmon Induced Symmetry Breaking in Highly Oriented Pyrolitic Graphite (HOPG)
用关联电子对的双粒子谱建立了高取向热解石墨的次级电子谱、$(π+σ)-$等离子体激元峰和空带结构之间的因果关系。等离子体激元光谱相对于所涉及的带间跃迁被解析，并且清楚地表现出终态效应，特别是由于沿$Γ$ A方向的层间共振之间的能隙。相应的终态效应也可以在次级电子谱中识别。解释的结果进行的基础上的密度泛函理论和紧束缚计算。等离子体激元的激发扰乱了系统的对称性，并导致层间共振沿$ΓA$方向与类原子$σ^*$带的杂化。这些混合态具有高的态密度以及沿石墨$c$ -轴的足够的迁移率，导致在整个文献中报道的发射的次级电子的光谱中的尖锐的$\sim$ 3 eV共振。
2020-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Roller-Coaster in a Flatland: Magnetoresistivity in Eu-intercalated Graphite
磁性插层石墨中的新现象一直是一个研究课题，由M.~ S. G.~ Dresselhaus和其他许多人在20世纪80年代。那个时代最神秘的发现之一是EuC $_6$化合物中磁电阻率的戏剧性过山车般的行为，其中磁性Eu $^{2+}$离子形成与石墨蜂窝平面相称的三角形晶格。在这项研究中，我们提供了一个期待已久的{ \it微观}解释这种行为，表明EuC $_6$的电阻率占主导地位的自旋激发在Eu平面和他们的高度非平凡的演变与磁场。结合我们的理论分析，本研究展示了合成2D材料的力量，作为对奇异自旋激发性质的潜在重要见解的来源。
2022-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Challenging the nature of low energy plasmon excitations in CaC$_6$ using electron energy-loss spectroscopy
低能等离子体激元激发的性质对于理解不同超导化合物如CaC $_6$的低能电子性质和耦合机制具有重要作用。最近的从头算研究预测的载流子带内等离子体与低能量声学等离子体。在这里，我们研究了低能量的电子激发的CaC $_6$使用高分辨率的电子能量损失谱在低温下的传输。芯能级激发的分析得出的结论是，石墨和钙态之间的杂化在这种石墨插层化合物中起着至关重要的作用。关于低能量的等离子体激元激发，我们观察到形成的带内（载流子）等离子体激元与负色散在约3.5 eV的声音与理论一致。最后，可以观察到一个弱的激发约1.2 eV的几乎线性的色散关系，如预测的声等离子体，可能介导的超导耦合在CaC $_6$。然而，它的光学极限在~1 eV的挑战的理论预测和安全地排除了电子超导耦合机制在CaC $_6$。
2013-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Robust Floquet-induced gap in irradiated graphite
Tsinghua University（清华大学）；State Key Laboratory of Low-Dimensional Quantum Physics, Tsinghua University（清华大学低维量子物理国家重点实验室）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）
本研究通过强红外泵浦揭示了石墨中鲁棒的Floquet诱导间隙，展示了在层间耦合和光激发存在下，电子态的相干调控与Dirac费米子的相干操控。
2026-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature-induced Coulomb excitations in rhombohedral 3D graphene
用紧束缚模型研究了ABC叠层石墨的低能电子性质。有线性和抛物线带和没有简并。它们表现出强烈的各向异性色散。ABC叠层石墨是一种半金属，这是由于导电带和价带之间在费米能级附近有轻微的重叠。层间相互作用可以改变体系的能量色散、态简并度以及能带交叉和带边态的位置。态密度呈现出肩状结构，这是由于在高对称点附近或高对称点处的带边态。在无规相位近似下，进一步研究了不同转移动量（${\bf q}'$ s）下的低频库仑激发特性。在平行转移动量（${\bf q}\perp \hat z$）作用下，朗道阻尼太大，无法观测到三维光学等离子体。然而，即使对于垂直转移动量（${\bf q}\parallel \hat z$），由于热激发的充分协助是必要的，以诱导沿$z$轴的集体电荷振荡。能量损失谱中的温度诱导等离子体激元峰的高度和位置随温度的升高而显著增加，但对不同的转移动量的依赖性很弱。这些特征与AA-和AB-堆叠石墨非常不同。
2021-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Momentum-Resolved Probing of Plasmon Thermal Dynamics with Free Electrons
超快电子显微镜的最新进展使得将纳米结构的光学泵浦和电子束探测与亚纳秒和飞秒时空分辨率相结合成为可能。我们提出了一个理论，预测这种技术可以揭示石墨烯和石墨样品中等离子体激元激发的丰富的非平衡动力学。在一个颠覆性的偏离传统的探测纳米级激发的基础上识别的光谱特征的传输电子，我们表明，角度分辨，能量集成的非弹性电子散射的测量可以跟踪这些结构中的等离子体激元的时间演变，并提供动量分辨模式识别，从而避免了需要高度单色的电子束和使用电子光谱仪。这种以前未探索过的研究光激发超快动力学的方法对于理解和操纵2D半导体和其他表现出强烈热光响应的材料中的极化激元可能是有意义的。
2020-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast momentum-resolved visualization of the interplay between phonon-mediated scattering and plasmons in graphite
本研究开发时间-动量分辨电子能量损失谱技术，揭示石墨中不同尺寸光激发电子-空穴口袋对等离激元重整化的作用机制，验证了声子介导散射的贡献，为研究电子散射微观过程提供新手段。
2024-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman scattering from the CaC6 superconductor in the presence of disorder
本文报道了CaC_6超导体的偏振喇曼散射。我们确定了两个三个拉曼活性Eg声子模式在440和1508 cm-1预期的R-3 m空间群的CaC 6。这些一阶散射模式与1300 cm-1和1600 cm-1附近的D和G带一起出现，它们的起源与普通石墨中的相应带相似。CaC 6中D和G带的强度与无序程度相关。D带由双共振拉曼散射过程产生;其频率作为激发能的函数以约35 cm-1/eV偏移。双共振喇曼散射探测有限波矢q的声子激发。我们估计的结构缺陷的特征间距约为100埃的规模通过比较的D带和1508 cm-1的Eg模式在CaC 6的校准强度比在无序石墨类似的频带。在Tc以下观察到一个24 cm-1的超导相干峰。
2009-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Excitation spectrum and high energy plasmons in single- and multi-layer graphene
在本文中，我们研究了单层和多层石墨烯的激发光谱超越狄拉克锥近似。采用全$π$能带紧束缚模型计算了石墨烯的动力学极化率，并考虑了层间跳跃的可能性。在无规相位近似下考虑了电子-电子相互作用的影响。我们进一步讨论了光谱中的无序效应，这导致了吸收峰的拖尾。我们的研究结果表明，相对于石墨的单层石墨烯的$π$ -等离子体激元分散的红移，与实验结果一致。在多层石墨烯的动力学哈密顿量中包含层间跳跃被发现对于适当地捕获激发光谱的低能区域是非常重要的。
2011-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Novel behaviors of monolayer quantum gases on Graphene, Graphane and Fluorographene
本文讨论了亚单层量子膜（He和H2）在石墨烯和新发现的石墨烯衍生表面上的行为。在这些基底中有石墨烷（缩写为GH），其具有键合到每个C原子的H原子，以及氟代石墨烯（GF）。对于石墨的情况下，广泛的实验和理论研究表明，玻色气体4 He和para-H2的相图是定性相似的，不同的主要是在一个更高的特征温度范围为H2比他。这些膜在原始石墨烯的一侧或自支撑石墨烯的两侧上的相行为预计与石墨上的相行为类似。我们指出了在石墨烯上吸附的新现象的可能性，与石墨烯片的大的柔性有关，与吸附在片的相对侧上的原子之间的不可忽略的相互作用以及与吸附层对狄拉克电子的扰动效应有关。相比之下，在GF和GH表面上预测的行为与在石墨上的行为非常不同，这是由于不同的取向，即，这些气体所经历的电势的横向变化。由于这种新颖的几何形状和潜力，观察到独特的属性。例如，4 He薄膜在石墨上的基态是与衬底相当的二维（2D）晶体;而在GF和GH上，它被预测为各向异性超流体。在GF上，各向异性是如此极端，以至于旋转子激发是非常各向异性的，就好像玻色子沿着蜂窝晶格的键在多连通空间中移动。这种新相以前在任何基底上都没有被预测或观察到。此外，在3 He的情况下，薄膜的基态是流体，从而提供了研究具有可调密度的各向异性费米流体的可能性。
2013-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
