Spin Conductance of Diffusive Graphene Nanoribbons: a Probe of Zigzag Edge Magnetization
我们研究了具有清洁和粗糙锯齿形边缘的扩散石墨烯纳米带中的自旋输运，以及长程电势波动。沿着带边缘的长程场导致局部掺杂接近电荷中性点，形成具有局部磁矩的$p$ - $n$结，类似于干净的锯齿形石墨烯纳米带的预测磁性边缘。由此产生的随机边缘磁化极化电荷电流，并导致样品到样品的自旋电流波动服从普遍的预测。我们进一步表明，虽然平均自旋电导为零，施加横向面内电场可以产生有限的自旋电导。通过外部磁场对准边缘磁矩也可以实现类似的效果。
2014-03-28 cond-mat.mes-hall
Conductance response of graphene nanoribbons and quantum point contacts in the scanning probe measurements
我们提供了一个理论研究的电导响应系统的基础上石墨烯纳米粒子的扫描探针的电位。这项研究是基于量子传输边界方法的实施的紧束缚哈密顿量的朗道方法，并涵盖均匀的纳米带，它们的非对称窄化和量子点接触的各种配置文件。在低费米能量的响应图解决形成的n-p结引起的探测电位和存在的非均匀带的边缘的扶手椅段。对于纳米带的非对称变窄，扫描探针解决了与系统的较窄部分的最高子带内的反向散射相关的驻波的形成。包含长收缩的QPC支持形成局部共振，诱导在费米能量中重入的电导峰系统，具有可以通过电导映射解析的概率密度的形式。对于较短的收缩，探针诱导收缩内的平滑电导最小值。一般来说，除了低能输运能隙之外，在带的较宽部分中，系统的电导的变化与较窄部分相比是低的。
2015-05-13 cond-mat.mes-hall
Conductance of graphene flakes contacted at their corners
研究了由石墨烯薄片与附着在薄片角落处的纳米厚电极形成的结的线性电导。探索的结构具有高达20000个原子的大小和电导的研究作为一个函数的施加的栅极电压周围的费米能级变化。通过计算得到的发现是，由扶手椅边缘薄片与在锐角拐角处连接的电极形成的结阻挡了电子输运，而只有在钝角拐角处具有这样的电极的结倾向于提供金属GNR典型的高电导率。在锯齿形边缘的情况下的发现是类似的，除了一个相对较窄的栅极电压间隔，其中每个研究的结是高度导电的边缘状态介导的。导电设置和绝缘设置之间的对比度通常在它们的电导比方面是几个数量级。的文件的主要结果仍然在很大程度上有效，也在存在的边缘障碍。
2015-10-07 cond-mat.mes-hall
Superconductivity enhanced conductance fluctuations in few layer graphene nanoribbons
研究了超导（S）Ti/Al接触层与多层石墨烯纳米颗粒（FGNR）接触时介观无序诱导的均方根电导变化$δG$.通过扫描背栅电压，我们观察到明显的电导波动叠加在两端电导G的线性背景上。线性栅极电压感应响应可以通过一组层间和层内电容来建模。$δG$取决于温度T和源极-漏极电压$V_{sd}$。$δG$随着T和$|V_{sd}|$的降低而增加。当降低$|V_{sd}|$时，在对应于超导能隙$Δ$的电压处观察到明显的交叉。对于$|V_{sd}|\ltequiv Δ$，波动显著增强。用石墨烯-超导体（G-S）界面的电导方差$G_{GS}$表示，在230 mK的基础温度下获得的值为0.58 e^2/h。与正常状态相比，子带隙区域中的电导方差最多大1.4-1.8倍。所观察到的强烈增强是由于在纳米带超导体界面处的Andreev反射引起的相位相干电荷转移。
2009-12-02 cond-mat.mes-hall
Electronic transport through bilayer graphene flakes
我们研究了双层石墨烯片与两个单层纳米带接触时的电子输运性质。这种有限尺寸的双层薄片可以通过重叠两个半无限带或通过将单层薄片沉积到无限纳米颗粒上来构建。这两种结构具有互补的性质，我们用紧束缚方法和连续介质Dirac模型对它们进行了研究和分析。我们已经发现，对于某些能量范围和几何形状，这些系统的电导显着振荡之间的零和电导的最大值，允许机电开关的设计。我们对双层薄片中电子传输的理解可能提供一种测量双层石墨烯中层间跳跃的方法。
2010-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Combined effect of strain and defects on the conductance of graphene nanoribbons
我们研究了结构缺陷和单轴纵向应变对扶手椅型石墨烯纳米带的电子输运性质的综合影响，使用基于半经验紧束缚模型，Landauer形式主义和格林函数的递归方法的数值方法。我们计算了在量子相干状态下，不同缺陷类型和浓度的石墨烯纳米带的电导。此外，我们施加均匀的平面张力的非理想石墨烯带随机分布和取向的单，双空位和Stone-Wales缺陷。由于石墨烯纳米带的输运特性对边缘终止和纵横比非常敏感，并且已经表明能隙可以在临界应变下出现;需要研究这两种效应的相互作用。我们表明，带隙工程使用应变仍然是可能的非理想扶手椅带具有小的缺陷浓度，作为间隙的振荡行为被保存。
2013-09-27 cond-mat.mes-hall
First-principles study of the terahertz third-order nonlinear response of metallic armchair graphene nanoribbons
利用含时微扰理论计算了金属扶手椅型石墨烯纳米带的太赫兹三阶非线性电导。在很宽的温度范围内观察到本征三阶电导的显着增强的结果为非本征的2D单层石墨烯。我们还研究了|E_F| <<200 meV的非本征金属acGNR的非线性响应。我们发现，三阶电导表现出很强的费米能级依赖在低温下。克尔电导作为温度的函数的三阶临界场强为1和5 kV/m之间的计算。对于三次谐波电导，计算出的最小临界场约为5 kV/m。
2016-05-31 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized electric current in silicene nanoribbons induced by atomic adsorption
我们研究了硅烯扶手椅型纳米粒子的非平衡输运性质，该纳米粒子的顶点位置吸附原子随机分布。生长在纳米晶下方的铁磁绝缘体分裂自旋向上和自旋向下的电子带，并引起电导的自旋极化。当费米能级与吸附原子能级匹配时，由于吸附原子局域态与纳米晶体的连续谱的耦合，电导为零。这就是众所周知的Fano效应，导致电导中的自旋相关反共振。自旋向上和自旋向下电子的不同反共振能量导致电导在宽的能量窗口内完全自旋极化。这种自旋相关的Fano效应打开了在自旋电子学中使用它作为极化电子的可调谐源的可能性。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall
Generic suppression of conductance quantization of interacting electrons in graphene nanoribbons in a perpendicular magnetic field
在Hartree近似下研究了电子相互作用对石墨烯纳米带（GNRs）磁导的影响。我们发现，一个垂直的磁场导致的抑制，而不是预期的改善的量化。这种抑制可以追溯到相互作用引起的能带结构的修改，导致在GNRs中间形成可压缩的条带。它还表明，硬壁限制与电子相互作用相结合，产生前向和后向传播状态之间的重叠，这可能会显着增强现实GNRs的背散射。与现有的实验进行了讨论。
2010-07-23 cond-mat.mes-hall
Conductance modulation in graphene nanoribbon under transver-se asymmetric electric potential
我们从理论上研究了横向电势对扶手椅型石墨烯纳米带（AGNR）输运性质的影响.考虑单对和双对配置。我们还研究了中空（空间区域的碳原子空隙）在AGNR通道的效果。我们发现，当两对具有相反的栅极偏置极性时，在双对配置中使用中空的AGNR可以显着调制输运间隙。此外，我们发现，对于双栅系统，中空的AGNR通道表现出最佳的导通态与截止态电导的比例，由于较小的截止态电导相比，空间均匀的AGNR通道。我们的研究结果表明，横向栅极技术加上精心设计的中空几何形状可能会导致石墨烯为基础的电子器件中的应用。
2011-02-07 cond-mat.mes-hall
Quantum blockade and loop current induced by a single lattice defect in graphene nanoribbons
我们从理论上研究了具有原子诱导缺陷的窄石墨烯带中的电子输运性质。据发现，金属石墨烯纳米颗粒的最低电导步骤可能会发展一个下降，甚至下降到零，在某些值的费米能量由于缺陷。伴随着电导下降的发生，在缺陷周围产生了一个回路电流。我们展示了电导下降的性质如何取决于缺陷的参数，例如缺陷的相对位置和严重程度以及石墨烯带的宽度和边缘。特别地，对于金属扶手椅边缘石墨烯纳米带，电导下降是否出现，它们可以通过选择单个缺陷的位置来控制。
2009-03-05 cond-mat.mes-hall
Coulomb Gap in Graphene Nanoribbons
我们研究了具有不同纵横比的石墨烯纳米带的密度和温度依赖性电导。输运由由于无序而自发形成的量子点链主导。取决于带的长度、电子密度和温度，单个或多个量子点主导电导。在电导共振之间，在最低温度下的共隧穿输运在较高温度下转变为活化输运。密度依赖的激活能类似于库仑能隙的定量方式。个别共振在某些区域显示出多能级输运的特征，而在其他区域则显示出随机库仑阻塞的特征。
2011-10-08 cond-mat.mes-hall
Transport modulation of graphene nanoribbons with side-attached organic molecules
在这项工作中，我们解决的石墨烯纳米带（GNRs）的导电性的影响，在该有机分子是侧附在带端。为了简单起见，仅考虑扶手椅型（AGNRs）和锯齿型（ZGNRs）纳米带，并选择准一维分子，如线性聚芳烃（LPHC）和聚（对亚苯基）。GNRs的电导表现出特定的行为作为有机分子的长度的函数：准一维系统的能谱清楚地反映在GNRs的电导曲线。结果表明，GNRs可以用作光谱传感器设备。在这些体系的电导中，可以观察到奇偶宇称效应，它是连接分子长度的函数。纳米结构描述使用单带紧束缚哈密顿量和电子电导和系统的态密度计算内的格林函数形式主义的基础上的实空间重整化技术。
2007-11-15 cond-mat.mes-hall
Conductance Quantization in Graphene Nanoribbons
我们报道了石墨烯纳米带中电导量子化的实验观察，其中由于横向量子限制而形成了一维输运子带。我们表明，这种量子化的石墨烯纳米带可以观察到在温度高达80 K和通道长度长达1.7 $μ$ m。观测到的量子化与理论计算的结果一致。
2008-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Even-odd conductance effect in graphene nanoribbons induced by edge functionalization with aromatic molecules: Basis for novel chemosensors
我们从理论上研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带（GNRs）中的电子输运，这些石墨烯纳米带被对聚苯基和聚并苯基团化学功能化，并且长度不断增加。我们的最近邻紧束缚计算表明，取决于官能团中芳环的数量是偶数还是奇数，在与相应的孤立分子的能级相匹配的能量处产生的电导与原始GNR相比分别不受影响或减少恰好一个量子。这种偶奇效应被证明起源于客体分子的电子状态之间的微妙的相互作用，所述客体分子的电子状态在空间上定位于结合位点和那些主体纳米颗粒上。接下来，我们通过采用更精确的紧束缚哈密顿量和密度泛函理论计算来概括我们的发现，并批判性地讨论了所观察到的物理效应对所采用的理论水平的鲁棒性。我们的工作提供了一个全面的了解芳香族分子绑定到石墨烯纳米带的边缘对它们的电子传输特性的影响，这是一个问题，这是有助于实现基于石墨烯的化学传感器的前景。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall
Conductance across strain junctions in graphene nanoribbons
为了解决由石墨烯纳米结构中的局部应变区域引起的输运能隙的鲁棒性，在Landauer-Büttiker形式主义内研究了界面区域的无序和平滑的影响。在石墨烯纳米带的应变结和障碍的电子电导进行了数值计算，有和没有各种类型的障碍，并比较光滑和尖锐的应变结。石墨烯中的平滑应变势垒被认为在抑制低密度下的传输方面与尖锐的应变势垒一样有效，并且传输开始的临界密度（或能量）取决于相对于带的应变取向。此外，跳跃（或应变）的不均匀性和功函数不匹配的界面区域不明显降低的传输带隙。这些结果表明，在应变结处的应变诱导的输运间隙对于更现实的应变条件是稳健的。
2013-10-30 cond-mat.mes-hall
Intrinsic anisotropy of thermal conductance in graphene nanoribbons
采用非平衡格林函数方法对宽度为0.5 ~ 35 nm的石墨烯纳米带的热导率进行了系统研究。观察到各向异性的热导与锯齿形GNRs的室温热导高达~ 30%大于扶手椅GNRs。在室温下，各向异性被发现消失，直到宽度大于100 nm。这种本征各向异性源于带边缘不同的边界条件，并可用于调节热导率，这对GNRs在纳米电子学和热电学中的应用具有重要意义。
2009-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced modifications of transport in gated graphene nanoribbons
我们研究了均匀和非均匀形变以及边缘无序对栅控石墨烯纳米带电导的影响。在均匀应变增加的情况下，这种器件的电导在获得共振结构之前首先减小，并且最终在较大应变下被完全抑制。边缘无序诱导模式混合的接触区域，这可以恢复其弹道值的电导。由不均匀变形引起的谷反对称伪磁场导致形成附加的共振态，其源自于耦合到延伸通过系统的法布里-珀罗状态，或者源自于形成位于接触附近的状态，其中伪磁场最大。特别地，n=0的伪朗道能级通过靠近电荷中性点的两组电导共振来表现自己。
2014-09-23 cond-mat.mes-hall
Interfaces Within Graphene Nanoribbons
我们研究了两种类型的石墨烯纳米结构的电导：纳米管结的宽度从宽到窄的变化，和弯曲的纳米带。在宽-窄结构中，从宽-窄界面发生大量反射，这与大量研究的电子气波导的行为相反。在弯曲的纳米带中，电导对细节非常敏感，例如弯曲结构中是否包含半导体扶手椅纳米管的区域-这些区域强烈抑制电导。令人惊讶的是，这种抑制不是由于半导体纳米晶的带隙，而是与谷自由度有关。虽然我们在最简单的情况下研究这些效应，但可以预期它们会发生在更复杂的结构中，并且我们也显示了环的结果。我们的结论是，从电子气波导的经验不结转到石墨烯纳米结构。引起额外散射的内部界面由石墨烯结构的额外有效自由度（即谷和亚晶格赝自旋）引起。
2009-10-29 cond-mat.mes-hall
Third edge for a graphene nanoribbon: A tight-binding model calculation
在紧束缚模型的方法，一个扩展的线性缺陷嵌入在一个锯齿形纳米线的实际宽度的电子和输运性质进行了研究。我们的研究结果表明，这样的缺陷深刻地修改纳米晶体的属性，引入新的电导量子化值和修改的电导量子化阈值。沿着纳米取向的线性缺陷表现为系统的有效第三边缘，其显示出金属行为，产生了新的传导路径，可以在纳米级电路中用作量子线。
2011-04-25 cond-mat.mes-hall
First-principles study of heat transport properties of graphene nanoribbons
结合密度泛函理论和非平衡格林函数方法，研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带的热导率。由于石墨烯纳米带的声子色散的各向异性，锯齿形带具有比宽度相当的扶手椅带更高的热导率：锯齿形带中的低频带比扶手椅带中的低频带更分散。有和没有氢钝化的边缘修改的原子结构，并最终影响声子的热输运不同的两种带类型。
2011-08-04 cond-mat.mes-hall
Conductance recovery and spin polarization in boron and nitrogen codoped graphene nanoribbons
我们提出了一个从头算研究的结构，电子和量子输运性质的B-N复合边缘掺杂的石墨烯纳米带（GNRs）。我们发现B-N边共掺杂在能量上是一个非常有利的过程，而且可以获得单一的B或N掺杂所没有的新的掺杂效应。预计B和N之间的补偿效应通常会恢复原始GNR的优异电子输运性质。然而，对于锯齿形GNR，空间局域B-N缺陷态选择性地破坏掺杂侧自旋极化GNR的价带和导带边缘的边缘电流。我们表明，即使在完全铁磁金属态和异质结配置中，能量和空间自旋极化电流也存在。这表明了一种简单而有效的方案来实现有效平滑的GNR边缘和石墨烯基自旋电子器件。
2014-07-08 cond-mat.mes-hall
Effect of the edge states on the conductance and thermopower in Zigzag Phosphorene Nanoribbons
基于紧束缚模型和散射矩阵方法，数值研究了锯齿形磷烯纳米带（ZPNR）中边缘态对电导和热电势的影响。有趣的是，我们发现在两层ZPNR上施加偏压和边界电位，可以调制能带色散、电导和热电势。在一定的偏压下，二重简并准平边带完全分裂。电导可以被切断，并且零能量附近的热电势增加。此外，当仅调整顶层或底层的边界势时，仅一个边缘带弯曲并合并到体带中。第一个电导平台在零能量附近强烈降低到$e^2/h$。特别地，当两个边界势被调整时，所有的边缘带弯曲并完全合并到体带中，并且体能隙被最大化。更有趣的是，在零能量附近发现了具有$G=0$的显著电导平台，这归因于价带和导带之间的体能隙的打开。同时，与理想的ZPNR相比，热功率可以提高两倍以上。热电势的大幅度归因于零能量附近的体能隙的出现。我们的研究结果表明，调制ZPNR在热电应用中更可靠。
2016-09-12 cond-mat.mes-hall
Strong terahertz response in bilayer graphene nanoribbons
我们发现，存在一类石墨烯结构（双层石墨烯纳米带的子类），其在太赫兹（THz）和远红外（FIR）制度中具有异常强的光学响应。太赫兹/FIR有源双层带的峰值电导比石墨烯片中观察到的$e^2/4\hbar$的通用电导高大约两个数量级。太赫兹/FIR有源子类的标准是在$Γ$点附近具有一维无质量狄拉克费米子能量色散的双层石墨烯纳米结构。我们的研究结果克服了阻碍石墨烯在电子和光子学中潜在应用的重大障碍。
2009-05-26 cond-mat.mes-hall
Enhanced Conductance Fluctuation by Quantum Confinement Effect in Graphene Nanoribbons
由于石墨烯纳米带（GNR）边缘存在无序，电导波动通常是不可避免的。通过测量GNR器件的低频噪声，发现电导涨落与GNR的态密度有很强的相关性。在单层GNR中，噪声的栅极依赖性显示其位置定量地匹配GNR的能带结构中的子带位置的峰。这种相关性提供了一个强大的机制，以电探测的能带结构的GNR，特别是当子带结构的电导测量模糊了。
2010-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge disorder induced Anderson localization and conduction gap in graphene nanoribbons
研究了边缘无序对石墨烯纳米带电导的影响。我们发现，只有非常温和的边缘无序是足以诱导的传导能隙，否则金属GNRs和电梯之间的电导不同的边缘几何形状的纳米带的任何差异。我们涉及到的导电间隙的形成，以明显的边缘无序诱导安德森型本地化，导致在边缘的状态密度的强烈增强，形成表面状的状态和通过带状物的导电路径的阻塞。
2008-05-28 cond-mat.mes-hall
Quantized Conductance and Field-Effect Topological Quantum Transistor in Silicene Nanoribbons
硅烯是一种量子自旋霍尔绝缘体，在外加电场（如电场、光辐射和反铁磁序）的作用下，硅烯会发生拓扑相变。我们研究了硅烯纳米带的电子和输运性质的基础上的Landauer形式。我们建议通过测量态密度和电导来确定拓扑相变。电导是量子化的，当系统转换到不同的相位时，电导的值会发生变化。我们表明，硅烯纳米粒子附近的零能量作为场效应晶体管。该晶体管是鲁棒的，但它利用了最小的量化电导，因为零能量的边缘状态的拓扑保护。我们的发现为未来的拓扑量子器件开辟了一条新的途径。
2013-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductance footprints of impurity scattering in graphene nanoribbons
我们报告了对扶手椅式石墨烯纳米带中尺寸量子化和局部散射中心之间相互作用的详细分析研究，如电导中所示。局部散射中心的散射性质取决于它是位于一个子晶格上（A位杂质）还是位于两个子晶格上（位于相邻碳原子处的杂质，A-B位杂质）。A位杂质以与二维电子气制成的一维通道中的局域杂质类似的方式散射。另一方面，A-B位杂质引入了A-到B-亚晶格散射，这知道狄拉克电子的手性，并严重影响电导。对于A位杂质，在杂质处的倏逝波和对电导有贡献的传播模式之间的相互作用导致散射共振，其产生电导的下降或使杂质完全透明。后者发生在子带底部能量处，其中开口模的波矢量为零。因此，无缺陷石墨烯的电导保持在这些能量下。这类似于由二维电子气制成的量子信道中的散射中心的情况。电导骤降发生在远离电导阶跃的能量$ΔE$处，其位置直接取决于杂质强度。特别是，对于排斥性杂质，空穴掺杂会发生下降，而对于吸引性杂质，电子掺杂会发生下降。对于A-B位杂质，A-到B-子晶格散射干扰子带底部能量处的透射共振，并且杂质从不透明，并且无缺陷石墨烯带的电导台阶总是丢失。我们推导出适用于任意散射区域和任意数量引线的石墨烯引线的广义Fisher-Lee公式。
2014-08-05 cond-mat.mes-hall
Conductance quantization in graphene nanoribbons: Adiabatic approximation
发展了一个宽度平滑变化的石墨烯纳米带的电子态理论。结果表明，标准绝热近似允许忽略不同的驻波的混合是更严格的无质量狄拉克费米子在石墨烯比传统的电子气。对于锯齿形边界条件的情况下，可以预期一个良好的显着的电导量子化，只有高度激发态。这种差异与石墨烯中的相对论Zitterbewegung效应有关。
2007-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport of folded graphene nanoribbons
我们研究了折叠石墨烯纳米颗粒与单层纳米颗粒接触的电子输运性质。我们考虑了两种可能的折叠：要么nanoriginal可以折叠到自己的形状的发夹与nanoriginal导致在$0^\circ$角，或单层接触有不同的方向，形成一个$60^\circ$角。该系统是由一个单一的$π$带最近邻紧束缚哈密顿考虑曲率效应。我们已经发现，对于纳米石墨烯自身折叠的情况，电导从几乎为零振荡到取决于接触之间的耦合的有限值，而在$60^\circ$角度折叠中，电导仅轻微扰动，允许石墨烯纳米电子组件以各种几何形状连接。
2013-07-10 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled conductance through bilayer graphene ribbons
我们研究了单层纳米接触的偏压双层石墨烯片的电导。我们发现，通过双层带的传输强烈地依赖于两层之间施加的偏压和单层接触的相对位置。除了双层上的能隙的打开之外，偏压允许调节双层薄片上的电子密度，使得通过外部参数控制电子传输成为可能。
2010-08-19 cond-mat.mes-hall
Transport properties of graphene nanoribbon heterostructures
我们研究了由扶手椅型石墨烯纳米带与有限长度的交叉点形成的异质结构的电子和输运性质。我们用紧束缚模型描述了系统，并基于实空间重整化技术计算了格林函数形式体系的态密度和电导。我们展示了界面态和束缚态在连续介质中的显现，它们与异质结构的几何形状有很强的依赖性。我们研究了外加微扰对交叉区边缘原子电导的影响。
2007-11-16 cond-mat.mes-hall
Scanning gate microscopy mapping of edge current and branched electron flow in a transition metal dichalcogenide nanoribbon and quantum point contact
我们研究了扫描门显微镜（SGM）电导映射的$\mathrm{MoS}_2$锯齿形带利用紧束缚和连续模型。我们表明，即使一个原始的nanoriginal的边缘模式是强大的背散射的潜在的尖端诱导，电导映射揭示存在的边缘模式和量化的自旋和谷电流携带模式。通过检查从分裂栅量子点接触（QPC）的电子流，我们发现，映射的电流流动允许确定量子点接触中的量子化的性质，因为自旋轨道耦合强度影响电流退出收缩的分支的数量。在电导映射中发现的径向电导振荡条纹揭示了对应于自旋和谷相反模式的载流子的两种可能的波矢量的存在。最后，我们表明，无序诱导谷混合导致的径向条纹的跳动模式。
2020-05-15 cond-mat.mes-hall
Braiding of edge states in narrow zigzag graphene nanoribbons: effect of the third neighbors hopping
采用密度泛函理论（DFT）和紧束缚（TB）方法研究了窄锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）。这些计算的主要结果是导带和价带的编织，产生非公度波矢量$\vec{k}$的狄拉克锥。采用TB哈密顿量，我们表明，辫子是由第三邻居跳跃（N3）。我们计算了能带结构、态密度和电导，新的电导通道被打开，费米能级处的电导假设为量子电导单位$G_{o} = 2e^{2}/h$的整数倍.我们还调查了这些ZGNRs的斯通纳标准的满意度。我们使用LSDA（自旋不受限制的DFT）计算的基本状态的磁性，我们确认，ZGNRs与$N=(2,3)$不满足斯通纳标准，因此磁秩序不能在其边缘开发。这些结果通过紧密结合和LSDA计算得到证实。
2018-04-17 cond-mat.mes-hall
Quantum conductance of graphene nanoribbons with edge defects
在紧束缚模型下研究了金属石墨烯纳米带（GNRs）的电导，该纳米带的边缘具有单缺陷和弱无序。我们发现，一个单一的边缘缺陷将诱导准局域态，从而导致零电导下降。中心的能量和宽度的这种倾角是强烈依赖于几何GNRs。扶手椅型GNRs对空位比锯齿型GNRs敏感得多，但对弱散射不太敏感。更重要的是，我们发现在弱无序下，由于安德森局域化，锯齿形GNRs将从金属态转变为半导体态。但是弱无序对扶手椅型GNRs的电导只有轻微的影响。边缘缺陷对电导的影响随着GNR宽度的增加而减小。
2006-09-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Dirac Point Resonances, Transport Gaps and Conductance Quantization in Graphene Nanoribbons with Adsorbed Atoms and Molecules
基于扩展的Huckel理论推导出的紧束缚模型，计算了吸附有H、F、OH和O的石墨烯纳米带中的电子量子输运.利用密度泛函理论计算了吸附物和石墨烯的弛豫原子几何构型。我们的模型包括当H，F，OH或O共价键合到石墨烯时发生的从sp2到sp3电子结构的石墨烯的局部再杂交的影响。它捕获的物理散射共振，诱导在石墨烯附近的狄拉克点的存在下，这些吸附物。我们发现这些狄拉克点共振发挥主导作用，在量子输运带与这些吸附物：即使在低吸附物浓度的电导的带状强烈抑制和运输间隙附近的共振电子费米能量的发展。输运能隙的中心位置非常接近H的狄拉克点能，F和OH的输运能隙低于狄拉克点能，O的输运能隙高于狄拉克点能。我们预测在适当条件下具有这些吸附物质的带，其表现出与Lin等人[Phys. Rev. B 78，161409（2008）]在中等低温下观察到的那些类似的等高的量子化电导台阶，即使对于电导小于2 e2/h几个数量级的带也是如此。
2011-06-28 cond-mat.mes-hall
Ballistic guided electrons against disorder in graphene nanoribbons
石墨烯纳米带（GNR）是石墨烯中电子的天然波导。然而，与微米尺寸的样品不同，在这些窄的石墨烯条带中，电导几乎被抑制，这主要是由于在合成或切割过程中产生的边缘无序的散射。规避这种效应的一种可能方法是定义一个内部波导，该波导将特定模式与边缘无序隔离，并允许弹道传导。在石墨烯中定义波导有几种建议;在这篇手稿中，我们考虑应变折叠和标量势，并数值评估这些建议对边缘和体积无序的性能。使用格林函数的方法，我们计算电导和锯齿形GNRs的局域态密度（LDOS）和这些不同的物理波导效应在这两种类型的障碍的性能进行表征。我们发现，由于存在的内部波导的GNR的电子电导的一般改善，与准弹道性能和鲁棒性对边缘紊乱的高原的出现。这些发现将应用于现代纳米技术并进行实验测试。
2022-08-01 cond-mat.mes-hall
Ultralow Thermal Conductance of the van der Waals Interface between Organic Nanoribbons
了解通过纳米范德瓦尔斯界面的热传输对于解决纳米电子器件中的热管理挑战至关重要。在这项工作中，铜酞菁（CuPc）纳米带之间的界面热导（GCA）被报道为在300 K的数量级为10^5 Wm-2K-1，这是超过两个数量级低于分子动力学（MD）模拟预测的两个平行排列的CuPc纳米带之间的完美光滑的界面。进一步的MD模拟和接触力学分析表明，表面粗糙度可以显着降低CuPc纳米带之间的粘附能和有效接触面积，从而导致超低的GCA。此外，界面处的粘附能也取决于两个CuPc纳米带的堆叠配置，这也可能有助于观察到的超低GCA。
2019-06-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Quantized Conductance through Surface States in High Quality Three-Dimensional Dirac Semimetal Cd$_3$As$_2$ Nanowire/Nanoribbon p-n Junctions
DGIST Research Institute, DGIST（大邱科学技术院研究学院）；Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore（新加坡国立大学电气与计算机工程系）；Department of Physics, KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院物理系）；Industrial AX Innovation Research Institute and Sensor Technology Support Center, DGIST（大邱科学技术院工业AX创新研究所及传感器技术支持中心）；Department of Advanced Materials Chemistry, Korea University（韩国大学先进材料化学系）；Department of Physics and Chemistry, DGIST（大邱科学技术院物理化学系）；Department of Interdisciplinary Engineering, DGIST（大邱科学技术院交叉工程学系）；Institute of next generation semiconductor technology (INST), DGIST（大邱科学技术院下一代半导体技术研究所）
本文在高质量三维狄拉克半金属Cd$_3$As$_2$纳米线和纳米带p-n结中观测到量子化电导，通过悬浮双局域栅极器件实现弹道输运，并发现宽纳米带中电导平台为$2e^2/h$的整数倍，窄纳米带/纳米线中为$1e^2/h$，提取出有效朗德$g$因子约43，为容错量子电子学提供平台。
2026-06-01 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
Detection of adsorbed transition-metal porphyrins by spin-dependent conductance of graphene nanoribbon
采用密度泛函理论研究了锯齿形石墨烯纳米颗粒及其吸附过渡金属卟啉修饰后的电子输运性质。卟啉的金属中心的脱离反应的研究都在气相中，并为吸附在GNR的分子。由于大多数金属卟啉对该反应非常稳定，因此发现这些分子仅微弱地结合到完美的纳米颗粒上。然而，与GNR中的单原子空位的相互作用导致在卟啉环中的氮原子和GNR中的空位旁边的碳原子之间共享的过渡金属中心的化学键合。对于物理吸附和化学吸附的几何形状，包括范德华相互作用的结果在一个显着的结合能的放大和降低的吸附高度。使用非平衡格林函数的电子输运计算表明，GNR的导电性被改变的化学吸附卟啉分子。由于卟啉的金属中心具有元素特定的磁矩，因此不仅GNR的净电导会受到影响，而且GNR的自旋相关电导也会受到影响。特别地，Ru-卟啉在单原子空位上的吸附导致在小的施加源极-漏极电压下电流的88%的非常大的自旋极化。基于我们的研究结果，我们认为，自旋阀构造的GNR与铁磁接触，可以用作灵敏的检测器，可以区分各种金属卟啉。
2017-06-02 cond-mat.mes-hall
Phase-coherent loops in selectively-grown topological insulator nanoribbons
普遍的电导涨落和弱的反定域效应是由电子干涉引起的缺陷结构特异性的磁电导指纹。实验证据表明，在本拓扑绝缘体（Bi $_{0.57}$ Sb $_{0.43}$）$_2$ Te $_3$纳米带的电导波动是由明确的和尖锐的解决相位相干环。从不同磁场倾斜角的测量中，我们推断出这些环优先平行于拓扑绝缘体材料的五重层取向。从普遍电导涨落的理论分析和从低温下测量的弱反定域中提取电子的相位相干长度$l_ϕ$，发现前者较大。讨论了这种偏差的可能原因。
2019-07-23 cond-mat.mes-hall
Fabry-Perot and Aharonov-Bohm interference in ideal graphene nanoribbons
采用量子力学方法计算了理想石墨烯纳米带中电子的磁输运。在非相互作用理论中，人们预测，一个理想的带状物，它是连接到宽的引线应揭示法布里-珀罗电导振荡在磁场。在考虑库仑相互作用的理论中，振荡模式应该由Aharonov-Bohm干涉效应决定。这两种理论都预测了准束缚态的形成，尽管结构不同，但由于在连接带和引线之间的界面上的强电子散射，在带内。电导振荡是经由这些准束缚态的共振背散射的结果。
2022-06-24 cond-mat.mes-hall
Nonlinear thermal transport and negative differential thermal conductance in graphene nanoribbons
采用经典分子动力学方法研究了石墨烯纳米带的非线性热输运。对于GNRs，在超过线性响应范围的大温度偏压下，我们观察到负微分热导（NDTC）的开始。NDTC可通过改变施加温度偏置的方式来调节。随着GNR长度的增加，NDTC减小并最终消失。在三角形GNRs中，我们也观察到了NDTC，其中NDTC只存在于热流从窄端到宽端的情况下。这些效应在纳米级热管理和利用GNRs的热信号处理中可能是有用的。
2011-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport through graphene nanoribbons with Stone-Wales reconstruction at edges and interfaces
本文利用转移矩阵方法研究了石墨烯纳米带在Stone-Wales重构下的电导。半无限长量子线作为引线连接到带状物上。S-W重构发生在电极和条带之间的边缘和界面上。当重构发生在边缘上时，如果栅极电压$V_g$在正能量区域和负能量区域中均取$|V_{g}|\sim t_0$（$t_0$是石墨烯的跳跃幅度）附近的中间值，则电导被显著抑制。相反，如果$V_g$靠近狄拉克点或带边缘，则电导对边缘重建相对不敏感。边缘重建的影响变得不那么重要，增加色带宽度，正如预期的那样。S-W重构也可能发生在界面处。在这种情况下，对于扶手椅GNR，重构在$V_g$的整个范围内相同地抑制电导。对于锯齿形GNRs，电导在负能区被强烈抑制，而电导在正能区的变化相对较小。我们还分析了具有界面缺陷的中性扶手椅型GNRs的透射系数随沟道折射率（导线的横向动量$k_y$）的变化。有趣的是，由于晶胞倍增，在$k_{y}=π/3$和$k_{y}=2π/3$处出现两个透射峰。
2015-05-05 cond-mat.mes-hall
Quantum transport through a graphene nanoribbon-superconductor junction
我们研究了石墨烯纳米带-超导体结中的电子输运。研究了锯齿形和扶手椅形边缘石墨烯纳米带的输运性质，并分析了磁场和无序度对输运性质的影响。利用紧束缚模型和非平衡格林函数方法，得到了电流、电导、正常隧穿系数和Andreev反射系数的表达式。对于一个干净的系统和零磁场，线性电导增加近似以线性的方式与现场的能量。在磁场和适度的无序的存在下，线性电导表现出扶手椅和锯齿形边缘的平台结构。平台值随着石墨烯带的宽度而增加。对于宽的样品宽度，在填充因子$ν$处出现$|ν|e^2/h$的饱和平台值。对于小填充因子，电导可以在小宽度处达到饱和值，但是对于高填充因子，需要具有相当宽的样品宽度以达到饱和值。特别地，Andreev反射系数在达到饱和值之后总是在0.5，与任何系统参数无关。此外，我们还考虑了有限偏压的情况，研究了Andreev反射系数和法向隧穿系数。
2009-04-18 cond-mat.mes-hall
Controllable Spin-Charge Transport in Strained Graphene Nanoribbon Devices
我们从理论上研究了在均匀单轴应变、自旋轨道耦合、交换场和光滑交错势作用下石墨烯纳米带两端器件中的自旋电荷输运。我们发现施加的应变方向可以有效地调节扶手椅型石墨烯纳米晶（AGNR）的应变强度诱导的带隙振荡。还发现，在AGNR和锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）的电子电导振荡与Rashba自旋轨道耦合类似的Datta-Das场效应晶体管。研究发现，ZGNR的电导随自旋轨道耦合（SOC）大小的变化呈现两种不同的应变响应区域：在小应变区域，ZGNR的电导沿应变纵向呈现较强的应变依赖性;而对于高应变值，横向方向的影响较大。此外，局域态密度（LDOS）表明，根据交错势的平滑程度，AGNR的边缘态可以出现或被抑制。这些新出现的状态可以通过执行空间扫描隧道显微镜或扫描隧道光谱实验确定。我们的发现为应变石墨烯纳米结构在新型拓扑量子器件上的应用开辟了新的操作和控制范例。
2014-05-11 cond-mat.mes-hall
Quantized conductance in a CVD-grown nanoribbon with hidden Rashba effect
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
研究通过CVD生长的Bi₂O₂Se纳米带观察到量子导电性及隐藏Rashba效应，揭示了高磁场下的自旋简并和尺寸量子化相互作用。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall
Edge magnetism impact on electrical conductance and thermoelectric properties of graphenelike nanoribbons
窄的准二维纳米结构中的边缘态在很大程度上决定了它们的电学、热电和磁学性质。非磁性边缘状态可能经常导致拓扑绝缘体型行为。然而，当锯齿形边缘是磁性的并且时间反演对称性被破坏时，另一种情况出现。在这项工作中，我们报告的电子能带结构修改，电导和热电性能的窄锯齿形纳米带与自发磁化的边缘。基于Kane-Mele- Hubbard紧束缚模型的理论研究表明，对于硅烯、锗烯和锡烯，当能量接近电中性点时，其Seebeck系数和热电功率因子都得到了显著的增强。环周栅压提高了具有反平行磁化锯齿边的基态能带的自旋简并度，使电导显著自旋极化。同时栅电压也影响热电性能。如果声子热导充分降低，上述纳米带的估计室温品质因数可以超过3的值。
2017-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport through graphene-like flakes with intrinsic spin orbit interactions
它最近被证明[J。Lado等人，物理修订信函113，027203（2014）]，石墨烯类纳米带中的边缘磁矩受到固有自旋-轨道相互作用的强烈影响。由于这种相互作用，各向异性发生，这使得磁矩的平面内布置在能量上比对应于平面外配置的布置更有利。在本文中，我们提出的边缘磁性问题，以及微分电导和散粒噪声Fano因子的问题，在有限尺寸的薄片内的库仑阻塞（CB）运输制度。我们的研究结果阐明了以下问题：（i）修改的CB金刚石的外观面内磁矩，（ii）修改的CB金刚石的内在自旋轨道相互作用。
2015-07-27 cond-mat.mes-hall
Spontaneous edge-defect formation and defect-induced conductance suppression in graphene nanoribbons
我们提出了第一性原理研究的边缘缺陷（碳吸附原子和/或空位）的迁移和重组及其对锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）的电导的影响。研究发现，在室温下，吸附原子在ZGNRs的边缘是相当活跃的，而空位则几乎不活跃。一个adatom-vacancy对的重组导致一个五边形-七边形环缺陷结构具有较低的能量比完美的边缘，这意味着这样的边缘缺陷可以自发形成。这种边缘缺陷可以极大地抑制ZGNR的电导，这为理解所制备的窄GNR的半导体行为提供了一些有用的线索。
2010-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band bending and zero-conductance resonances controlled by edge electric fields in zigzag silicene nanoribbons
该研究探究边缘电场对锯齿形硅烯纳米带能带与输运的调控，揭示非对称场诱导能带弯曲、对称场产生谷极化量子自旋霍尔态等规律，发现零电导共振且其对Hubbard相互作用具鲁棒性。
2025-09-04 cond-mat.mes-hall
Thermal conductance of suspended nanoribbons: interplay between strain and interatomic potential nonlinearity
我们调查的作用，非线性原子间势的热传导的悬浮纳米粒子时，它是受到纵向应变。为了研究一般势的第一阶三次和四次非线性项，我们提出了一个基于$α$ - $β$ Fermi-Pasta-Ulam近邻相互作用的原子系统.我们进行经典的分子动力学模拟调查的贡献的纵向，横向和弯曲模式的热导作为$α$ - $β$参数和施加的应变的函数。我们比较了原子只允许{ \it in}平面（2D）振动的情况与振动{ \it in}和{ \it out}平面（3D）的情况。我们发现，电导对$α$和$β$的依赖于线性/非线性离域/本地化的弯曲和横向模式之间的交叉现象，驱动的开/关开关的应变。
2017-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Crossover from Coulomb blockade to quantum Hall effect in suspended graphene nanoribbons
实验研究了悬浮石墨烯片在电流退火过程中形成的悬浮石墨烯纳米带。运输测量表明，由于形成“库仑岛”，与量子霍尔电导高原出现在中等值的磁场$B$周围的电荷中性的运输间隙的开放。当增加$B$时，输运能隙被迅速抑制，并且由于电子相关性而被更大的能隙取代。我们的观察结果表明，悬浮纳米带允许调查的现象，到目前为止，不能在SiO $_2$基板上的带状访问。
2012-05-25 cond-mat.mes-hall
