Disordered graphene and boron nitride in a microwave tight-binding analog
介绍了利用微波测量技术对六方结构石墨烯进行测量的实验。夹在两块金属板之间的耦合介质盘的最低横向电共振建立了紧束缚配置。研究了具有少量圆盘的系统的最近邻耦合近似。利用高灵活性的磁盘的位置，在狄拉克点上的石墨烯晶格中引入的无序的后果进行了研究。使用两种不同类型的磁盘，氮化硼类结构（具有两个原子基础的六边形晶格）被实现，显示出带隙的外观。
2013-01-03 cond-mat.mes-hall
High-frequency gate manipulation of a bilayer graphene quantum dot
我们报告了双栅双层石墨烯量子点的输运数据。在库仑阻塞测量中，发现栅介质Cytop（TM）即使在低温下也提供显著的电子稳定性。此外，我们证明了门操作与方形电压脉冲在频率高达100 MHz，并表明，信号幅度不受电容耦合背栅的存在。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall
Manipulation of Valley Isospins in Strained Graphene for Valleytronics
石墨烯出色的机械性能有助于应变工程，允许未来的谷电子和纳米机电应用。在这项工作中，我们已经发现，在石墨烯pn结上的高斯形应变导致量子霍尔电导振荡由于在石墨烯扶手椅边缘的谷isospins之间的旋转角。此外，额外的Fano共振观察到的值的应变诱导的伪磁场的方法，外部磁场。由实磁场和伪磁场之间的相互作用产生的提升的谷简并导致清楚的谷分辨Fano共振。探索应变工程作为一种手段，以控制电导通过谷同位旋操纵被认为是打开大门，以潜在的石墨烯valleytronic设备。
2019-07-22 cond-mat.mes-hall
Optomechanical coupling between a multilayer graphene mechanical resonator and a superconducting microwave cavity
由诸如石墨烯的二维晶体制成的机械谐振器的低质量密度、高频率和高品质因数的组合使得它们对于力感测/质量感测中的应用以及探索机械运动的量子机制具有吸引力。具有超导腔的微波光力学提供了精确的位置灵敏度，并且能够在量子基态中制备和检测机械系统。在这里，我们展示了一个多层石墨烯谐振器与高$\textit{Q}$超导腔之间的耦合，其品质因数高达220，000。利用热机械噪声作为校准，我们实现了17 fm/ $\sqrt{\text{Hz}}$的位移灵敏度。光机械耦合表现为光机械诱导反射（OMIR）和吸收（OMIA）的微波光子。我们观察到17分贝的机械微波放大和强大的光机械反作用的签名。我们提取的协同$C$，耦合强度的表征，定量地从测量没有自由参数，并找到$C=8$，有希望的石墨烯运动的量子制度。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall
Nanolithography and manipulation of graphene using an atomic force microscope
我们使用原子力显微镜（AFM）在纳米尺度上操纵石墨烯薄膜。通过使用AFM的局部阳极氧化，我们能够将隔离沟槽构造成单层和少层石墨烯薄片，从而打开了桌面石墨烯基器件制造的可能性。利用这种技术可以获得宽度小于30 nm的沟槽尺寸。除了氧化，我们还显示了机械剥离和划痕的影响与原子力显微镜的几层石墨烯片放置在不同的基板。
2008-06-05 cond-mat.mes-hall
Microwave Photodetection in an Ultraclean Suspended Bilayer Graphene pn Junction
我们探索了双层石墨烯作为低温微波光电探测器的潜力，通过研究在8 K的温度下，在$1-5$ GHz的频率范围内，完全悬浮的清洁双层石墨烯PN结中的微波吸收。我们观察到一个独特的光电流信号，如果该设备被门控到pn制度，而几乎没有信号的单极掺杂的nn或pp制度。最令人惊讶的是，当结的一侧被选通到狄拉克点（电荷中性点CNP）时，光电流强烈地达到峰值，而另一侧保持在高掺杂状态。这与以前使用光辐射的结果不同。我们提出了一个新的机制的基础上的光热效应解释的大信号。它需要接触掺杂和两侧明显不同的传输机制：石墨烯的一侧是弹道的，另一侧是扩散的。通过设计部分扩散和部分弹道器件，光电流可以大大增强。
2017-02-06 cond-mat.mes-hall
Microwave manipulation of electrically injected spin polarized electrons in silicon
我们演示了微波操纵硅中电注入自旋极化电子的自旋态。虽然硅沟道的铁磁金属薄膜的边界，我们表明，适度的微波功率可以施加到设备，而不会改变设备的操作显着。共振微波辐射是用来诱导自旋极化的电子自旋旋转，因为它们穿越硅通道，并随后检测到由铁磁肖特基势垒自旋探测器所产生的自旋极化。这些结果表明，先进的电子自旋共振技术相结合，以补充标准的磁输运测量以外的半导体自旋电子器件的研究的潜力。
2013-12-12 cond-mat.mes-hall
Coupling graphene mechanical resonators to superconducting microwave cavities
石墨烯是用于纳米机械装置的有吸引力的材料，因为它允许特殊的性质，例如高频率和品质因数，以及低质量。然而，一个突出的挑战是获得运动和外部系统之间的大耦合，以实现有效的读出和操作。在这里，我们报告了一种新的方法，其中我们电容耦合高Q石墨烯机械谐振器（$Q \sim 10^5$）的超导微波腔。初始器件表现出$\sim 10$ Hz的大的单光子耦合。值得注意的是，我们可以静电改变石墨烯的平衡位置，从而调整单光子耦合，机械共振频率和观察到的Duffing非线性的符号和幅度。强的可调谐性开辟了新的可能性，例如在时间尺度上比腔线宽的倒数更快地调谐光机械耦合强度。随着现实的改进，应该有可能进入量子光学力学领域。
2014-04-25 cond-mat.mes-hall
Graphene Manipulation on 4H-SiC(0001) Using Scanning Tunneling Microscopy
利用扫描隧道显微镜（STM）研究了4 H-SiC（0001）衬底上外延生长的多层石墨烯的原子尺度形貌。在整个表面观察到比以前记录的小十倍的成束纳米脊，其形态使用一种相对较新的称为静电操纵扫描隧道显微镜的技术进行了系统的改变。转化的石墨烯形成有时会自发地恢复到其原始形态，而另一些则永久地改变。利用静电模型，我们计算出STM针尖施加的力高达约5 nN，改变约100 × 200 nm^2区域的几何形状需要约10 eV的能量。
2015-01-27 cond-mat.mes-hall
Spin Manipulation in Graphene by Chemically-Induced Sublattice Pseudospin Polarization
自旋操纵是实现自旋逻辑器件和自旋电子电路的关键挑战之一。石墨烯被认为是实现自旋操纵的理想材料，但到目前为止，新的范例和示范者有限。在这里，我们表明，某些杂质，如氟原子，局部打破亚晶格对称性，而不形成强磁矩，可能会导致自旋输运特性的显着变化。杂质共振能级被发现与长程亚晶格赝自旋极化相关，通过局部解耦自旋和赝自旋动力学，激发了巨大的自旋寿命电子空穴不对称性。在稀杂质的限制下，自旋寿命可以从几百皮秒静电调谐到几纳秒，提供了一个化学工程前所未有的自旋器件功能的协议。
2016-03-02 cond-mat.mes-hall
Tight-binding couplings in microwave artificial graphene
我们实验研究了微波在由介质谐振器制成的人工蜂窝晶格中的传播。这种倏逝波传播可以用紧束缚模型很好地描述，非常像电子在石墨烯中的传播。我们测量态密度，以及与每个本征频率相关的波函数。通过改变谐振器之间的距离，可以调制次近邻跳跃参数的幅度，并研究它们对态密度的影响。主要的影响是态密度变得不对称和狄拉克点的能量的移动。我们研究了基本元素：隔离谐振器、两能级系统和正方形晶格。我们的观测结果与相应无限格点的解析解符合得很好。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall
Dirac Point and Edge States in a Microwave Realization of Tight-Binding Graphene-like Structures
我们提出了一种微波实现有限紧束缚石墨烯类结构。这些结构是使用具有高折射率的盘来实现的。盘被放置在金属表面上，同时第二表面被调整在盘的顶上，使得耦合空气中的盘的波是渐逝的，导致紧密结合行为。在反射测量中，如果测量在样品内部进行，则观察到狄拉克点和接近狄拉克点的线性增加。如果测量是在边缘或在角落的情况下，一个断裂的苯环进行，由于边缘状态的共振被发现接近狄拉克点。
2010-09-22 cond-mat.mes-hall
Probing the current-phase relation of graphene Josephson junctions using microwave measurements
我们对嵌入微波电路中的石墨烯约瑟夫森结进行了广泛的分析。通过比较一个扩散结在15 mK的弹道在15 mK和1 K，我们能够重建的电流相位关系。
2020-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hierarchy of Electronic Properties of Chemically Derived and Pristine Graphene Probed by Microwave Imaging
使用微波阻抗显微镜进行局部电成像石墨烯在不同的模态，产生丰富的层次结构的局部电导率。低电导率氧化石墨及其衍生物显示出显著的电子不均匀性。对于导电化学石墨烯，残余缺陷导致微波信号的系统性降低。相比之下，原始石墨烯上的信号与集总元件电路模型吻合得很好。局部阻抗信息还可以用于验证重叠的石墨烯片之间的电接触。
2009-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Characterization and manipulation of intervalley scattering induced by an individual monovacancy in graphene
谷间散射涉及电子被纳米尺度上的原子级缺陷散射的微观过程。虽然中央，我们的理解材料的电子性质，直接表征和操纵的范围和强度的谷间散射引起的单个原子缺陷迄今为止一直难以捉摸。利用扫描隧道显微镜，我们可视化和控制从一个单独的单空位在石墨烯谷间散射。通过直接成像单空位谷间散射的影响范围，我们证明了它与能量成反比，即，它与无质量狄拉克费米子的波长成正比。由于单空位带电荷，观察到极大的电子-空穴不对称谷间散射。通过对单空位进一步充电，单空位周围的弯曲电子势软化了散射势，从而抑制了单空位的谷间散射。
2022-06-13 cond-mat.mes-hall
Graphene for Antenna Applications: Opportunities and Challenges from Microwaves to THz
将石墨烯用于天线和其他电磁无源器件可以带来显著的好处，例如极端小型化，与石墨烯RF纳米电子器件的单片集成，有效的动态调谐，甚至透明度和机械灵活性。虽然最近已经提出了不同的相关理论工作，相对较少的应用已经提出和现实的评估。在这次特邀演讲中，我们将简要回顾石墨烯的主要特性及其理论和实验表征的最新进展。然后，我们将讨论一些潜在的天线应用，从微波到太赫兹，在每种情况下提供的好处，限制和剩余的问题，对实际的现实生活中的实现的关键评估。在这里，我们简要概述了我们小组在演讲中讨论的不同设备和相关发展，包括微波和太赫兹的石墨烯天线和反射阵列，等离子体开关，各向同性和各向异性元表面，或石墨烯RF-NEMS。
2012-10-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Microwave Response of the Superconducting Diode Effect in Proximitized Bilayer Graphene Interferometers
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)（马德里材料科学研究所，西班牙国家科学研究委员会）；Quantum Advanced Research Center (QuARC), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)（量子先进研究中心，西班牙国家科学研究委员会）；Department of Physics, Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学物理系）；Beijing Key Laboratory of Quantum Devices, Peking University（北京大学量子器件北京市重点实验室）
本研究在宽驱动频率下探究双层石墨烯超导量子干涉器件的超导二极管效应微波响应，发现驱动频率可调控二极管效率对微波功率的响应特性，相关模拟能定性复现实验结果，确立该类器件为研究超导结动态特性的多功能平台。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Manipulation of Spin Transport in Graphene by Surface Chemical Doping
通过在真空中沉积金吸附物的非局域测量，研究了表面化学掺杂对石墨烯自旋输运的影响。我们证明了操纵的栅极依赖的非本地自旋信号作为金覆盖的函数。我们发现，带电杂质散射是不是在石墨烯自旋弛豫的主导机制，尽管它的重要性动量散射。最后，自旋寿命的意外增强说明了石墨烯中自旋弛豫的复杂性质。
2010-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of a Dirac point in microwave experiments with a photonic crystal modeling graphene
我们测量了由874个金属圆柱体组成的微波光子晶体的透射和反射光谱。这些光谱显示出狄拉克点的明显证据，狄拉克点是相对论性无质量费米子光谱的一个特征。事实上，狄拉克点是石墨烯电子能带结构的一种特殊性质，其性质因此可以由相对论狄拉克方程描述。在狄拉克点附近，测得的反射光谱类似于在石墨烯薄片的扫描隧道显微镜中通过电导测量获得的那些。
2010-05-25 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Manipulation of the Dirac cones and the anomaly in the graphene related quantum Hall effect
石墨烯中的量子霍尔效应被认为涉及与无质量狄拉克粒子相关的半整数拓扑数，由于狄拉克锥的加倍，这通常不明显。在这里，我们从理论上考虑两类晶格模型，其中我们操纵狄拉克锥与（a）两个狄拉克点，具有相互不同的能量，或（b）多个狄拉克锥具有不同的费米速度。通过对情况（a）的拓扑（Chern）数的显式计算和对情况（b）的绝热论证，我们已经表明，结果与单个狄拉克费米子贡献半奇整数序列的图像一致（.. -3/2，-1/2，1/2，3/2，.）当费米能穿过朗道能级时，霍尔电导率。
2010-09-10 cond-mat.mes-hall
Mechanical Manipulations on Electronic Transport of Graphene Nanoribbons
利用传输矩阵方法研究了单轴应变对异质结中两金属引线连接的石墨烯纳米带输运性质的影响。两个典型的GNRs与锯齿形和扶手椅的边界被认为是，和张力施加平行或垂直于带轴。结果表明，扶手椅型GNRs的电导数据的栅电压依赖性中缺少电子-空穴对称性，而在任何应变下，Z字形带都存在电子-空穴对称性。对于一个扶手椅GNR与垂直张力施加，电导的急剧下降附近的应变诱导量子相变，这使得可以确定临界应变准确地通过测量电导。在锯齿形带中，存在着一个范围内的栅极电压为零，电导是不敏感的小水平应变。计算了GNR的能带结构和低能性质，阐明了GNR的应变效应机制。我们希望我们的研究结果可以在开发石墨烯为基础的应变传感器。
2015-05-12 cond-mat.mes-hall
Manipulation of Spin Transport in Graphene/Transition Metal Dichalcogenide Heterobilayers upon Twisting
邻近效应是二维材料奇异现象和技术应用的支柱之一。然而，相互作用的性质强烈地依赖于所涉及的材料、它们的晶体对称性和界面性质。在这里，我们使用大规模的第一性原理计算来证明应变和扭转角是有效的旋钮，以定制石墨烯过渡金属二硫属化物异质双层中的自旋-轨道耦合。我们发现，通过选择30度的扭转角，自旋弛豫时间增加了两个数量级，打开了一条路径，以提高这些异质结构的自旋输运能力。此外，我们证明，应变和扭转角将修改valley-Zeeman和Rashba自旋轨道耦合的相对值，允许调整到一个理想的Dirac-Rashba制度的系统。这些结果使我们能够设想在不同的实验中发现的自旋-轨道耦合的可变性的答案，并具有显着的后果依赖于多晶性，其中晶粒形成在不同的取向的应用程序。
2021-08-27 cond-mat.mes-hall
Thermal self-oscillations in monolayer graphene coupled to a superconducting microwave cavity
超导谐振电路中的非线性现象在量子技术领域具有重要意义。我们观察到单层石墨烯薄片耦合到钼铼超导谐振器中的热自振荡。石墨烯薄片形成耦合到具有强温度依赖性电阻的谐振器的SINIS结。在一定的泵浦功率和频率条件下，这种非线性导致热自振荡出现在具有很强的温度依赖性和门可调谐性的腔传输测量中的边带。实验结果与基于热不稳定性的理论模型吻合得很好。振荡边带的建模提供了一种方法来评估在低能量下无序石墨烯样品中的电子声子耦合。
2022-05-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Manipulation of Dirac Cones in Mechanical Graphene
研究了具有蜂窝结构的弹簧-质量模型--机械石墨烯。通过仅控制一个参数，即平衡时的弹簧张力，振动谱发生显著变化。在谱中，在K点和K '点处总是存在Dirac锥。随着张力的改变，额外的狄拉克锥成对地产生和湮灭。当时间反演对称性被系统的均匀旋转破坏时，狄拉克锥的产生和湮灭导致适当定义的陈数的跳跃。然后，手征边缘模式的传播方向发生翻转，这给出了一个实验方法来检测拓扑转变。这是经典系统的体-边对应。我们还证明了另一个重要的概念，对称性保护的拓扑状态，是在工作中的经典系统。对于时间反演不变的情形，固定边界条件下存在拓扑边缘模，而自由边界条件下不存在拓扑边缘模。这种反差源于自由边界上的对称破缺。
2015-05-25 cond-mat.mes-hall
Quantum noise limited microwave amplification using a graphene Josephson junction
约瑟夫森结（JJ）及其可调谐特性（包括非线性）构成了超导电路量子电动力学（cQED）的核心。在量子线路中，微波微弱信号的低噪声放大是必不可少的，约瑟夫森参量放大器（JPA）是应用最广泛的器件。现有的JPA基于在超导量子干涉装置几何结构中实现的Al-AlOx-Al隧道结，其中磁通量是用于调谐频率的旋钮。最近的实验实现的2D范德华JJ提供了一个机会，实现各种cQED设备的额外优势，调整结的属性和使用栅极电位的工作点。虽然已经证明了可能的2D范德华cQED架构的其他组件-量子噪声限制放大器，一个重要的组件，尚未实现。在这里，我们使用石墨烯JJ实现量子噪声限制JPA，其具有3.5 GHz的线性谐振门可调谐性。我们报告了24 dB放大，10 MHz带宽和-130 dBm饱和功率;性能与最好的单结JPA不相上下。重要的是，我们的门可调JPA工作在量子限制的噪声机制，这使得它成为一个有吸引力的选择，高灵敏度的信号处理。我们的工作对新型测辐射热计具有影响-石墨烯的低热容量与JJ非线性一起可以导致嵌入量子噪声限制放大器内的极其灵敏的微波测辐射热计。总的来说，我们的工作将通过将传感器与量子放大器集成，开辟2D范德华材料的可扩展器件架构的探索。
2022-04-05 cond-mat.mes-hall
Multi-dimensional microwave sensing using graphene waveguides
本文提出了一种电解选通宽带微波传感器，原子级薄的石墨烯层集成到共面波导中，并与微流体通道耦合。测试溶液与石墨烯表面之间的相互作用导致石墨烯的DC和AC电导率的材料和浓度特异性改变。此外，在波导中的波传播被修改的介电性质的材料在其附近通过边缘场，导致在一个组合的传感机制，导致增强的S参数响应相比，金属微波传感器。通过电解门进一步控制石墨烯导电性的可能性使得一种新的多维方法能够合并化学场效应传感和微波测量方法。通过控制和同步频率扫描，电化学门控和微流体通道中的液体流动，我们生成多维数据集，从而能够对所研究的溶液进行彻底的调查。作为概念的证明，我们功能化石墨烯表面，以识别分散在磷酸盐缓冲盐水溶液中的特定单链DNA序列。我们实现了一个完美匹配的DNA链的检测限~1阿托摩尔每升和一个3分贝/十年的亚pM浓度的灵敏度。这些结果表明，我们的设备代表了一种新的和准确的化学和生物传感器。
2022-09-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
A Table-Top Formation of Bilayer Quasi-Free-Standing Epitaxial-Graphene on SiC(0001) by Microwave Annealing in Air
我们提出了一种在SiC（0001）上制备双层准自支撑外延石墨烯（QFSEG）的方法。通过在空气中对在SiC（0001）上生长的单层外延石墨烯（EG）施加微波退火，缓冲层从SiC衬底解耦并且变成第二EG层，如通过低能电子衍射、高分辨率透射电子显微镜、拉曼散射光谱、X射线光电子能谱学和角度分辨光电子能谱学所确认的。去耦的最可能的机制是由SiC表面的氧化给出的，这与在空气中的常规退火方法中发生的情况非常相似，但是处理时间少一个数量级以上。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain manipulation of Majorana fermions in graphene
提出了具有诱导超导性、塞曼耦合和有限Rashba自旋轨道耦合的功能化石墨烯，以显示具有Majorana端模的拓扑超导相。通过计算Chern数、能带结构和波函数，得到了石墨烯和纳米石墨烯的相图。石墨烯中的电子掺杂、外加磁场和应变诱导赝磁场都可以导致拓扑相变。另外，应变对拓扑非平凡相的稳定性（无论是均匀的还是非均匀的）都有负面影响，破坏了Majorana费米子的存在，这为Majorana费米子的转移、产生和融合提供了一种新的途径.同时介绍了一些实验方案来裁剪功能化石墨烯，制备各种应用于拓扑量子计算的器件。
2016-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrical manipulation of the edge states in graphene and the effect on the quantum Hall transport
我们研究了在垂直磁场作用下，当外加面内偏压时，有限石墨烯样品中狄拉克电子的新性质。Hofstadter谱和边缘型波函数的数值分析证明了在电场的影响下出现的捷径边缘状态的存在。这些状态的特征在于特定的空间分布，其仅部分地遵循周边，并且表现出石墨烯片晶的相对侧的捷径脊。在光谱的不同区域发现了两种这样的状态，它们的特定空间定位与揭示其手性的抗磁矩一起显示。通过模拟一个四引线霍尔器件，我们研究了输运性质，并观察到新的，非常规的平台的整数量子霍尔效应，这是与存在的捷径边缘状态。的贡献的新的状态的透射矩阵，确定新的传输特性。由n=0朗道能级分裂产生的捷径边缘态是一种特殊情况，产生了非平凡的横向和纵向电阻。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall
Proposal for all-electrical spin manipulation and detection for a single molecule on boron-substituted graphene
自旋态的全电写入和读出因其在高能效自旋电子学器件中的应用前景而备受关注。在这里，我们表明，严格的第一性原理计算的基础上，自旋性质可以操纵和检测的分子spinterfaces，其中铁四苯基卟啉（FeTPP）分子沉积在硼取代的石墨烯（B-G）。值得注意的是，通过栅电极实现$S=1$和$S=3/2$状态之间的可逆自旋切换。我们可以将其起源追溯到Fe- $d_{{z}^2}$和B- $p_z$轨道之间的强杂化。结合密度泛函理论和非平衡格林函数理论，我们提出了一个实验上可行的三端体系来探测自旋态。此外，我们展示了如何在平面内的量子输运的B-G，这是非自旋极化，可以被修改的FeTPP，产生一个显着的传输自旋极化附近的费米能（$>10\%$的典型覆盖）。我们的工作为利用分子自旋界面实现全电自旋电子学器件铺平了道路。
2022-06-07 cond-mat.mes-hall
Transport Conductivity of Graphene at RF and Microwave Frequencies
我们测量了石墨烯共面波导从直流（DC）到13.5GHz，并表明，表观电阻（在寄生阻抗的存在下）具有二次频率依赖性，但本征电导率（没有寄生阻抗的影响）是频率无关的。因此，在我们的设备中，复数交流电导率的实部与DC值相同，虚部为~0。石墨烯通道被建模为平行的磁阻-电容网络，其频率依赖性与动量弛豫时间约为2.1 ps的Drude电导率相同，突出了交流（AC）电子输运对石墨烯电磁特性的影响。这可以导致高速模拟场效应晶体管、混频器、倍频器、低噪声放大器和辐射探测器的优化设计。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot Carrier Thermalization and Josephson Inductance Thermometry in a Graphene-based Microwave Circuit
本文利用耦合微波谐振器的多端超导器件测量 hBN 封装石墨烯的电子温度，高精度揭示电子和空穴热化规律及界面共振电子—声子冷却机制。
2022-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unusual Microwave Response of Dirac Quasiparticles in Graphene
最近的实验已经证明，石墨烯中的准粒子服从狄拉克方程。在这里，我们表明，微波是一个很好的探测其不寻常的动态。当化学势较小时，带内响应可以在零频率$Ω$附近表现出尖点，并且通过增加化学势$|μ|$，这种不寻常的线形变为Drude状，宽度也随着$μ$线性增加。T=0时的带间贡献是一个常数，与$Ω$无关，在$2 μ$处具有较低的截止值。如果石墨烯中的相互作用诱导的现象导致间隙$Δ$的打开，则会发生明显不同的行为。在大磁场$B$下，小$Ω$下的对角电导率和霍尔电导率变得与$B$无关，但保持非零，并显示与最低朗道能级相关的结构。这是因为在狄拉克理论中，这个能级的能量$E_0 = \pm Δ$与场无关，这与传统的情况形成鲜明对比。
2006-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Manipulation of Giant Faraday Rotation in Graphene Metasurfaces
法拉第旋转是用于各种光学控制和磁场传感技术的基本磁光现象。最近，它表明，一个巨大的法拉第旋转可以实现在低太赫兹制度由一个单一的单原子石墨烯层。在这里，我们证明了这种特殊的性质可以通过适当的纳米图案化来操纵，特别是实现高达6THz的巨大旋转，其特征不小于100 nm。通过一个简单的物理模型预测了周期性图案化对法拉第旋转的影响，然后通过精确的全波模拟对其进行验证和改进。
2012-11-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Manipulation of graphene's dynamic ripples by local harmonic out-of-plane excitation
使用精心设计的分子动力学模拟，我们演示了通过施加局部面外正弦激励来调谐自支撑石墨烯中的动态波纹。根据边界条件和外部调制，我们显示控制的本地动态形态，包括平坦化和稳定的波纹图案。除了研究原子薄层对外部时变激励的动态响应外，我们的研究结果还为通过局部动态形态控制来调制其特性提供了有趣的可能性。
2012-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Manipulation and Characterization of the Valley Polarized Topological Kink States in Graphene Based Interferometers
谷极化拓扑扭结态广泛存在于六角晶格系统的畴壁中，在实验中得到了确认，但只给出了非常有限的物理性质。利用由石墨烯畴壁构成的Aharanov-Bohm干涉仪，通过调节磁场或费米能级，研究了纯谷电流在大范围内的周期性调制.对于单层石墨烯器件，存在一个拓扑扭结态，透射系数的振荡具有单周期性。从透射数据中可以提取出$π$ Berry相位和扭结态的线性色散关系。对于双层石墨烯器件，存在两个具有两个振荡周期的拓扑扭结态。我们的建议提供了一个实验上可行的路线来操纵和表征经典波和电子石墨烯型晶体系统中的谷极化拓扑扭结态。
2018-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emission and Coherent Control of Levitons in Graphene
本研究针对传统电子飞行量子比特相干性弱的问题，在高迁移率单层石墨烯量子霍尔边缘沟道中实现了Leviton单电子飞行量子比特的按需注入与布洛赫球相干操控，为量子比特实现提供了新的可行方向。
2024-12-13 cond-mat.mes-hall
Electrical spin manipulation in graphene nanostructures
我们提出了一种机制，以驱动单重态-三重态自旋跃迁电，在一个广泛的类的石墨烯纳米结构，目前对间隙零模式，本地化在相对的亚晶格。实例是具有短锯齿形边缘的矩形纳米石墨烯、具有拓扑间隙状态的扶手椅带异质结和具有sp $^3$官能化的石墨烯岛。零模的杂化和库仑排斥之间的相互作用导致有利于单重态基态的对称交换相互作用。向石墨烯纳米结构施加离面电场产生额外的Rashba自旋轨道耦合，这导致混合$S=0$和$S=1$流形的反对称交换相互作用。我们表明，调制的时间无论是离面电场或所施加的磁场允许进行电驱动的自旋共振在一个系统中具有很长的自旋弛豫时间。
2017-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single Spin Localization and Manipulation in Graphene Open-Shell Nanostructures
预测表明，石墨烯可以从其$π$ -电子的库仑排斥中自发地产生磁性，但其实验验证一直是一个挑战。在这里，我们报告的观察和操纵的个别磁矩本地化的石墨烯纳米结构上的Au（111）表面。使用扫描隧道光谱，我们检测到的存在下，通过近藤效应的碳骨架的某些锯齿形网站本地化的单电子自旋。两个附近的自旋被发现耦合到一个单重态基态，和他们的交换相互作用的强度通过单重态-三重态非弹性隧道电子激发测量。理论模拟表明，电子关联导致自旋极化自由基态的实验观察到的空间分布。与这些自由基结合的氢原子会淬灭它们的磁矩，这使得我们能够用显微镜的尖端来切换纳米结构的自旋。
2018-08-22 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Graphene-like nanoribbons connected by four-/five- membered rings on pentacene/picene precursors, Au(110) surface
本文在Au(110)表面通过并五苯/苉前驱体自组装与退火制备石墨烯类纳米带，并利用STM针尖实现二聚体无损操纵，为石墨烯基量子计算架构和精确纳米制造提供新平台。
2025-02-08 cond-mat.mes-hall
Electrical manipulation of plasmon-phonon polaritons in heterostructures of graphene on biaxial crystals
天然各向异性晶体中的声子极化激元在红外纳米光学中有着巨大的应用前景。然而，这些极化激元的直接电控制是困难的，阻碍了有源极化激元器件的发展。本文提出了在双轴晶体（α-相三氧化钼）平板上石墨烯的异质结构，并从色散关系、等频线和量子自旋霍尔效应三个方面理论研究了与石墨烯费米能级相关的杂化等离子体-声子极化激元.我们证明了不同的等离子体声子极化激元模式的波长可调谐性和光学拓扑从开放（双曲线）到封闭（蝴蝶结状）等频率轮廓的增加的费米能级的石墨烯。此外，我们观察到等离子体声子极化激元的量子自旋可调霍尔效应，表现出通过费米能级调谐石墨烯的传播方向切换。我们的发现为新型电调谐极化激元器件和可编程量子光网络提供了机会。
2022-06-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Microwave Imaging of Edge Conductivity in Graphene at Charge Neutrality and Quantum Hall States
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Washington（华盛顿大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
研究通过微波阻抗显微镜探测单层石墨烯边缘态导电性，揭示电中性点及量子霍尔态中边缘信号与 bulk 间隙的演变差异，提供费米能级穿越石墨烯独特 Landau 能级谱的微观图像。
2026-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mechanical Manipulation of Graphene Auto-Kirigami with an AFM tip
提出一种基于AFM的压痕与硬敲击方法，实现石墨烯自折纸带的成核、操控和动态成像，适用于常规AFM，有望用于NEMS器件。
2026-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of chemical potential on the reflectance of graphene in the infrared and microwave domains
在狄拉克模型的框架下，考虑到石墨烯的实际性质，如非零的化学势和带隙，在任何温度下，石墨烯的反射率进行了研究。为此目的，已经使用了石墨烯片上的电磁波的精确反射系数，该反射系数通过极化张量并且最终通过石墨烯的电导率来表示。石墨烯的反射率被计算为在不同温度和带隙参数值下的频率和化学势的函数。在红外区域，石墨烯的电导率虚部消失的点处，反射率达到最小值。对于带间隙的石墨烯，在电导率的虚部发散的点处达到等于1的最大反射率。计算结果表明，带隙和化学势之间的一个有趣的相互作用，在它们的反射率的组合效果。具体地，存在宽的频率间隔，其中石墨烯的反射率随着化学势的增加和带隙的减小而增加。数值计算发现，在其适用范围内的解析渐近表达式是在很好的协议。列出了几个技术领域，其中所获得的结果可以使用。
2018-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of a single charge in a double quantum dot
我们利用微波激发在一个完全可调的双量子点中操纵一个单电子。在共振条件下，微波驱动双点的（1，0）和（0，1）电荷状态之间的跃迁。局部量子点接触电荷检测器使得能够直接测量光子引起的电荷态占据的变化。从电荷传感测量，我们发现T1~16 ns和下限估计为T2* 的400 ps的电荷二能级系统。
2004-08-06 cond-mat.mes-hall
Phase-dependent dissipation and supercurrent of a graphene-superconductor ring under microwave irradiation
由正常金属耦合的两个超导体的结具有Andreev束缚态，其能谱是相位相关的，并且呈现出minigap，从而产生周期性的超导电流。由于Andreev束缚态的弛豫，在有限频率下也会出现相位相关耗散。虽然耗散和超电流与相位的关系以前已经在热平衡附近测量过，但它们在非平衡状态下的行为仍然难以捉摸。通过测量石墨烯-超导体结在微波辐照下的交流磁化率，发现当辐照频率大于弛豫速率时，超导电流响应偏离绝热交流约瑟夫森效应。值得注意的是，当照射频率进一步增加到高于小间隙时，耗散在相位0处增强，其中小间隙最大，并且耗散在平衡时最小。我们认为，这是证据的非平衡分布函数，允许额外的能级跃迁的同一侧的minigap。这些结果揭示了相控耗散比超导电流对微波辐射更敏感，为研究近场化超导系统中的光子辅助物理提供了一种新的方法。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave Experiments Simulating Quantum Search and Directed Transport in Artificial Graphene
最近已经提出了一系列量子搜索算法，与从$N$到$\sqrt{N}$的经典搜索算法相比，提供了代数加速，其中$N$是搜索空间中的项目数。特别是，设计搜索规则格已成为流行的扩展Grover的原始算法的空间搜索。在紧束缚系统中，理论上可以证明，如果晶格谱具有狄拉克点，则在物理相关的2维和3维中进行搜索是可能的。我们在这里提出了一个证明的原理实验，实现波搜索算法和定向波运输的石墨烯晶格安排。这个想法是基于使局部搜索状态与低谱密度的能量区域中的扩展晶格状态共振-即在狄拉克点或附近。该实验是在微波装置中使用经典波来实现的，该微波装置包含以蜂窝布置放置的弱耦合介质谐振器，即，人造石墨烯此外，我们使用线性链实验研究的标度行为。
2015-03-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of supersymmetric pseudo-Landau levels in strained microwave graphene
使用一个阵列的耦合微波谐振器排列在一个变形的蜂窝晶格，我们实验观察到伪朗道能级的形成在整个交叉从消失到大的伪磁场强度。这是通过利用一个可适应的设置在一个几何形状，是兼容的伪朗道水平在所有的场强。所采用的方法能够观察到完全形成的平带伪朗道水平光谱的光子态密度的尖峰，并在空间上图像相关联的波函数，在那里我们提供了明确的证据，反映了以前难以捉摸的超对称性的特征节点结构在底层的低能量理论。特别是，我们解决了完整的亚晶格极化的异常第0伪朗道水平，这揭示了一个深刻的连接到锯齿形边缘状态在无应变的情况下。
2020-01-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of Resistively Detected Hole Spin Resonance and Zero-field Pseudo-spin Splitting in Epitaxial Graphene
石墨烯中的电子载流子在室温下显示出高的载流子迁移率。因此，该系统被广泛认为是一种潜在的未来基于电荷的高速电子材料，以补充或取代硅。同时，石墨烯的自旋性质表明了基于自旋的电子学或自旋电子学以及基于自旋的量子计算的改进能力。因此，自旋的检测、表征和输运已经成为石墨烯中感兴趣的主题。在这里，我们报告了一个微波光激发的单层和三层石墨烯的输运研究，揭示了一个意想不到的强大的微波诱导的电响应和双微波诱导的共振直流电阻。结果表明，自旋共振的电阻检测，并提供了一个测量的g因子，自旋弛豫时间，和亚晶格简并分裂在零磁场。
2012-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Generation and Manipulation of Spin Current in Graphene Nanodisks: Robustness against Randomness and Lattice Defects
三角形锯齿形石墨烯纳米盘具有磁性，其自旋与纳米盘的边长成正比。它的自旋可以从1/2设计到一个巨大的值。自旋形成准铁磁体，其具有介于单自旋和铁磁体之间的中间性质。换句话说，铁磁有序具有相对较长的寿命，但纳米盘的自旋可以通过外部磁场或电流旋转。我们考虑一个纳米盘连接两个引线。这个系统就像金属-铁磁体-金属结中的自旋过滤器一样。这样我们就可以产生一个自旋流。此外，我们还可以利用石墨烯纳米盘制成的自旋阀、自旋开关等自旋电子器件来操纵自旋电流。我们还表明，纳米盘自旋是强大的对网站的能量，转移能量和晶格缺陷的随机性的影响。
2010-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fast, low-power manipulation of spin ensembles in superconducting microresonators
我们演示了使用高Q超导共面波导（CPW）微谐振器进行快速操纵随机分布的自旋系综使用非常低的微波功率（400 nW）。这种功率与稀释制冷机兼容，使得自旋系综的微波操纵对于量子计算应用是可行的。我们还描述了使用绝热微波脉冲，以克服微波磁场（$B_{1}$）固有的CPW谐振器的不均匀性。这允许对随机分布的自旋系综进行均匀控制。报告的灵敏度数据显示了对$10^{7}$自旋或$3 \times 10^{4}$自旋/ $\sqrt{Hz}$（带平均值）的Single Shot（无信号平均值）灵敏度。
2014-05-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strain manipulation of Majorana fermions in graphene armchair nanoribbons
研究了具有扶手椅边缘的石墨烯纳米带的外部增强，但现实的参数值：由于接近过渡金属二硫属化物如WS $_{2}$而增强的Rashba自旋轨道耦合，以及由于在施加的磁场下与磁性绝缘体如EuS交换耦合而增强的塞曼场。s-波超导性的存在下，诱导的接近或装饰与碱金属原子，如Ca或Li，导致拓扑超导相与马约拉纳端模式。拓扑相位对单轴应变的应用高度敏感，在远低于$0.1\%$的临界应变之上过渡到平凡状态。这种灵敏度允许通过应用非均匀应变分布来对马约拉纳费米子进行真实空间操纵。通过应用非均匀塞曼场或化学势也可以进行类似的操作。
2017-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Microwave spectroscopic evidence of a moiré-commensurate electron crystal in monolayer graphene
Villanova University（维拉诺瓦大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）
研究通过微波光谱探测莫尔对齐单层石墨烯的电导率，发现莫尔公度电子晶体的特征，在s=1/3处观测到对应广义维格纳晶体的极小值，为该晶体的存在提供了实验证据。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
