Dynamic conductivity of doped graphene in post-linear response
在线性响应之外，对掺杂石墨烯的带间和带内电导进行了理论研究。在共振近似下，当电场足够强时，确定了感应电流与外电场频率和幅值、石墨烯温度和化学势的新关系.特别地，在任意温度和掺杂情况下，得到了感应电流的饱和和光学透明度随波强增长的非线性增加。与固定强度下带间跃迁的增加相反，带内机制的透射系数随化学势和温度的升高而减小。
2013-08-16 cond-mat.mes-hall
The quasiparticle lifetime in a doped graphene sheet
我们提出了一个计算的准粒子衰变率由于电子-电子相互作用在掺杂的石墨烯片。特别是，我们强调在掺杂的石墨烯片和相应的一个普通的抛物线带二维（2D）电子液体的微扰计算这个量之间的细微差别。在无规相位近似下，光锥附近的动力学过屏蔽产生了一个普适的准粒子寿命，它与二维无质量狄拉克费米子流体周围的介电环境无关。
2014-04-23 cond-mat.mes-hall
Coulomb drag as a measure of trigonal warping in doped graphene
我建议使用两个紧密定位的石墨单层（石墨烯片）之间的库仑阻力的效果，用于实验测量石墨烯中光谱的弱非线性的强度。我认为三角形翘曲作为一个代表性的机制负责的阻力效应。由于石墨烯是相对无缺陷的，我评估的阻力电导率在弹道制度，并发现它是成比例的翘曲强度的四次方。
2007-04-19 cond-mat.mes-hall
Charge Density Wave Phase Transition on the Surface of Electrostatically Doped Multilayer Graphene
我们证明了当费米能级接近石墨烯能带结构布里渊区的M点（也称为范霍夫奇点，态密度发散）时，电子掺杂的多层石墨烯表面发生电荷密度波（CDW）相变。这种CDW相变的发生由静电掺杂的多层石墨烯中的电输运测量和光学测量两者支持。CDW跃迁伴随着石墨烯沟道电阻在T $_m$ = 100 K时的突变，以及拉曼G峰（1580 cm $^{-1}$）的分裂。拉曼G峰的分裂表明面内光学声子支简并度的提升，非简并声子支与石墨烯的晶格重构--CDW相变相关。
2016-10-24 cond-mat.mes-hall
Many-body orbital paramagnetism in doped graphene sheets
当费米能远离狄拉克点时，无相互作用的狄拉克费米子气体的轨道磁化率（OMS）为零。利用图解微扰理论，精确计算了库仑相互作用中一阶无质量狄拉克费米子的OMS，证明它是有限的正的。因此，掺杂的石墨烯片是独特的系统，其中OMS完全由多体效应控制。
2010-04-15 cond-mat.mes-hall
Damping of Terahertz Plasmons in Graphene Coupled with Surface Plasmons in Heavily-Doped Substrate
从理论上研究了太赫兹（THz）频率下石墨烯中的等离子体与重掺杂衬底中表面等离子体的耦合。我们发现，巨大的散射率可以完全衰减等离子体激元，因此适当选择材料和几何参数对于抑制耦合效应并获得石墨烯中的最小阻尼率至关重要。即使掺杂浓度为10^{19} - 10^{20} cm^{-3}，石墨烯和衬底之间的介电层厚度为100 nm，这是具有重掺杂衬底的真实石墨烯样品中的典型值，与声学声子限制的阻尼率相比，阻尼率的增加也不可忽略。研究了阻尼率与波数、石墨烯与衬底和栅极与石墨烯间隔的厚度、衬底掺杂浓度和周围材料的介电常数的关系。结果表明，阻尼率可以大大降低的栅极屏蔽，这抑制了石墨烯等离子体激元到衬底中的场扩展。
2014-01-15 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric Features of Magnetic Doped Graphene Nanoribbons
在室温下研究了磁性杂质Fe和Co掺杂石墨烯纳米带的热电性能。我们报告的能带结构相关的性质，如电导率，载流子的电荷和塞贝克系数的研究。我们用半经典玻尔兹曼方法研究了其热电性质。利用考虑Hubbard相互作用的密度泛函理论计算了掺杂纳米带的电子能带结构。在这项工作中，我们比较了不同类型的纳米带和它们的热电功能的存在和不存在的磁性杂质，并讨论杂质和纳米带的边缘之间的距离的重要性。
2019-03-09 cond-mat.mes-hall
Ultra-sharp lateral $p\text{-}n$ junctions in modulation-doped graphene
我们证明了超尖锐（${\lesssim}\,10\text{ nm}$）横向$p\text{-}n$结的石墨烯使用电子输运，扫描隧道显微镜，和第一性原理计算。$p\text{-}n$结位于石墨烯片的差分掺杂区域之间的边界处，其中一侧是本征的，而另一侧是通过靠近跨越薄绝缘阻挡层的$α$ $_3$薄片而被电荷掺杂的。我们提取$p\text{-}n$结对器件电阻的贡献，以在结宽度上设置边界。当本征区和掺杂区之间的边界由位于距石墨烯2 nm处的$α$ -RuCl $_3$的解理结晶边缘限定时，我们实现了超尖锐结。石墨烯、六方氮化硼和$α$ $_3$的异质结构中的扫描隧道光谱显示出在亚10 nm长度尺度上的潜在变化。第一性原理计算揭示了石墨烯的电荷掺杂在距离$α$ $_3$薄片边缘仅几纳米的范围内急剧衰减。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall
Lithium doped graphene as spintronic devices
产生自旋电子器件一直是纳米科学的目标。我们利用密度泛函理论确定了单层和双层锂掺杂石墨烯纳米片的磁相。我们已经介绍了石墨烯薄片作为单分子磁体，自旋开/关开关和自旋电子存储器件。为了实现这一目标，在掺杂剂和第二层的存在下，吸附能，自旋极化，电子间隙，磁性和自旋极化状态的鲁棒性进行了研究。我们发现，对于两层不同尺寸的双层自组装膜，最高占据分子轨道和最低未占据分子轨道在层间发生了切换。基于双层石墨烯SMM中分子轨道的这种切换，可以实现自旋开/关开关和自旋电子存储器件。
2015-12-08 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport properties in pristine-doped-pristine graphene junctions
我们研究了位于两个干净的石墨烯引线之间的具有构型平均杂质的单层石墨烯中的弹道电子输运。结果表明，电子的透射率强烈地依赖于杂质的浓度和入射能量。反过来，使用Landauer形式主义计算的电导显示出类似的行为，在实验工作中发现的作为施加电压的函数的不同浓度的杂质在低温的限制。在零偏压的极限下，电导出现一个极小值，当杂质浓度较高时，电导降至零。这些结果对于探索电子在掺杂石墨烯中的隧穿机制具有重要意义。
2014-05-27 cond-mat.mes-hall
Anisotropic optical conductivity and electron-hole asymmetry in doped monolayer graphene in the presence of the Rashba coupling
在这项研究中，取代掺杂的石墨烯的光学电导率的存在下的Rashba自旋轨道耦合（RSOC）进行了研究。在相干势近似（CPA）下进行了计算.目前的研究结果表明，增加RSOC强度的光学电导率增加。同时，我们还观察到能带能量的各向异性导致了单层石墨烯的各向异性光学电导率（AOC）。这种各向异性电导率的符号和幅度被证明是由外部场频率控制。研究还表明，Rashba相互作用导致单层石墨烯中的电子-空穴不对称性。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall
Drude-Interband Coupling, Screening, and the Optical Conductivity of Doped Bilayer Graphene
我们提出了一个理论的能带重整化和激子电子-电子相互作用的影响的光学电导率的掺杂双层石墨烯$σ(ω)$。使用Keldysh形式主义，我们推导出一个动力学方程，从中我们提取的数值和近似解析结果$σ(ω)$。我们的计算揭示了一个以前未被认识的机制，耦合的德鲁德和带间响应和重整化的等离子体频率，并建议筛选必须发挥重要作用，在解释弱重整化电导率在最近的实验中看到。
2009-08-04 cond-mat.mes-hall
Spin waves in doped graphene: a time-dependent spin-density-functional approach to collective excitations in paramagnetic two-dimensional Dirac fermion gases
在自旋极化巡游电子系统中，集体自旋波模是由动力学交换和关联（xc）效应引起的。在这里，我们考虑自旋波在掺杂的顺磁性石墨烯可调塞曼型带分裂。自旋波描述使用时间相关的自旋密度泛函响应理论，治疗动态xc的斯莱特和Singwi-Tosi-Land-Sjolander近似内的影响。我们获得了自旋波色散和自旋刚度作为掺杂和自旋极化的函数，并讨论了其实验观察的前景。
2021-09-30 cond-mat.mes-hall
Heavy doped ABA stacked trilayer graphene: triple splitting of its Raman G peak
我们首次观察到ABA堆叠三层石墨烯的三重G峰分裂。G峰分裂可以通过Ea '、Eb'和Ea”模的不同的电子-声子耦合强度来定量地理解。此外，不同样品位置处G峰位置的波动也可以从微观层次上的非均匀空穴掺杂引起的TLG石墨烯层间相互作用强度的变化来理解。
2012-07-12 cond-mat.mes-hall
Theory of carrier density in multigated doped graphene sheets with quantum correction
量子电容模型被应用于获得一个精确的解决方案，在一个多门控掺杂石墨烯片在零温度下的空间分辨载流子密度，考虑到从石墨烯本身的有限电子容量所产生的量子校正。精确的解决方案被证明是等价的自洽泊松-狄拉克迭代法示出一个说明性的例子，其中多个栅极与不规则的形状和非均匀的掺杂剂浓度被认为是。因此，该解决方案提供了一种快速且准确的方式来计算空间变化的载流子密度、现场电势能量以及体石墨烯的量子电容，从而允许具有任何数量的栅极和任何类型的本征掺杂的任何种类的选通几何结构。
2013-03-30 cond-mat.mes-hall
Experimental observation of nanoscale radiative heat flow due to surface plasmons in graphene and doped silicon
由于其二维电子结构，石墨烯表现出许多独特的性质。其中之一是在红外范围内的波矢量和温度依赖的等离子体。理论预测，由于这些等离子体激元，石墨烯可以用作通用材料，以增强任何介电衬底的纳米级辐射热交换。在这里，我们报告之间的辐射传热实验SiC和SiO2球具有非匹配的声子极化激元频率，因此只有弱的近场热交换。我们观察到，在SiC上外延生长的石墨烯的热通量贡献在短距离处占主导地位。等离子体激元对辐射传热的影响进一步支持与掺杂硅的测量。这些结果突出了石墨烯在光子近场和能量转换器件中的强大潜力。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall
The magnetic field particle-hole excitation spectrum in doped graphene and in a standard two-dimensional electron gas
从动力学极化率计算了掺杂石墨烯的粒子-空穴激发谱。我们研究了零和有限磁场的情况下，并比较它们的标准二维电子气。电子-电子相互作用的影响包括在随机相位近似。从得到的极化率，我们研究了屏蔽效应和集体激发（等离子体激元，磁激子，上杂化模式和线性磁等离子体激元）。我们强调与通常的2DEG的差异。
2009-11-09 cond-mat.mes-hall
Spin-density-wave instability in graphene doped near the van Hove singularity
我们研究了在范霍夫奇点附近掺杂的石墨烯中金属态对新基态形成的不稳定性。系统用哈伯德模型描述，用场论方法计算电荷和自旋磁化率。我们发现，在无规相近似下，对于排斥作用，铁磁性和自旋密度波（SDW）之间存在竞争。结果表明，当Hubbard参数大于临界值U_c（T）时，即使掺杂有很小的变化，三角形结构的SDW也是更有利的。我们的结果可以通过高掺杂石墨烯的ARPES或中子散射实验来验证。
2011-09-15 cond-mat.mes-hall
Effects of optical and surface polar phonons on the optical conductivity of doped graphene
利用Kubo线性响应理论，研究了石墨烯的本征光学声子和表面极性声子对掺杂石墨烯光学电导率的影响。我们发现，非弹性的电子-声子散射的贡献显着的声子辅助吸收的光学间隙。在室温下，由于强的电子-SPP耦合，这种中间带隙吸收可以大到极性衬底上石墨烯的通用交流电导率的20-25%。此外，中间带隙吸收强烈地依赖于所使用的衬底和掺杂水平。随着温度的升高，中隙吸收增加，而德鲁德峰，另一方面，变得更广泛的非弹性电子-声子散射变得更可能。因此，Drude重量随着温度的升高而降低。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Infrared spectroscopy of hole doped ABA-stacked trilayer graphene
使用红外光谱，我们调查底栅ABA堆叠的三层石墨烯受到额外的环境诱导的p型掺杂。我们发现，Slonczewski-Weiss-McClure紧束缚模型和Kubo公式再现门电压调制的反射率光谱非常准确。这使我们能够分别确定所有石墨烯层上π带电子的电荷密度和电势，并提取由于较高能带而导致的层间介电常数。
2012-12-23 cond-mat.mes-hall
Spin negative differential resistance in edge doped zigzag graphene nanoribbons
采用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法，系统研究了边缘掺杂III族和V族元素的锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）的非线性自旋相关输运性质.掺杂剂的类型，受体或供体，和几何对称性，奇数或偶数，被发现在确定的电流和电流-电压特性的自旋极化的关键。对于在下侧边缘上替代掺杂的ZGNR，在1V左右的偏置电压下，下（上）自旋电流在奇（偶）宽ZGNR中占主导地位。值得注意的是，在由III族元素（B和Al）掺杂的均匀宽度的ZGNR中，负微分电阻（NDR）仅发生于向下自旋。自旋负阻的偏置范围随ZGNR宽度的增加而增大。在任何奇数宽度的ZGNR中都没有观察到明显的自旋NDR，在V族元素（N和P）掺杂的偶数宽度的ZGNR中也没有观察到明显的自旋NDR。这种特殊的自旋负阻边缘掺杂的ZGNRs表明在自旋电子学的潜在应用。
2014-08-29 cond-mat.mes-hall
Raman signature of electron-electron correlation in chemically doped few-layer graphene
我们报告了一个实验拉曼光谱研究的少层石墨烯化学掺杂后实现的等离子体过程中CHF $_3$气体。随着掺杂水平的增加，观察到分裂和2D带的面积的系统减少。这两种效应都可以归因于电子-电子关联，一方面降低了电子-声子耦合强度，另一方面影响了双共振拉曼过程的几率。
2011-06-06 cond-mat.mes-hall
Diffusion of fluorine adatoms on doped graphene
利用密度泛函理论计算了稀释极限下氟原子在掺杂石墨烯上的扩散势垒。我们发现，势垒$Δ$强烈地依赖于石墨烯的掺杂（$δn$）的大小和性质：它增加空穴掺杂（$δn<0$）和电子掺杂（$δn>0$）减少。在中性点附近，函数依赖性可以近似为$Δ=Δ_0-α\, δn$，其中$α\simeq6\times10^{-12}$ meVcm $^2$。这种效应导致即使在室温下掺杂的扩散常数的显着变化，也可能会影响低温扩散动力学由于存在衬底诱导的电荷水坑。此外，这可能打开了通过使用局部门在石墨烯上设计F动力学的可能性。
2014-07-15 cond-mat.mes-hall
Electronic Properties of Boron and Nitrogen doped graphene: A first principles study
采用密度泛函理论研究了硼（B）、氮（N）掺杂以及硼和氮共掺杂对石墨烯的影响。我们广泛的能带结构和态密度计算表明，在掺杂N（电子掺杂）时，石墨烯能带结构中的狄拉克点移动到费米能级以下，并且在高对称K点处出现能隙。另一方面，通过B（空穴掺杂），狄拉克点移动到费米能级以上，并且出现带隙。当B和N共掺杂石墨烯时，在费米能级处出现了价带和导带之间的能隙，系统表现为窄禁带半导体。所获得的结果被认为是在很好的协议与现有的实验结果。
2012-06-25 cond-mat.mes-hall
Collective modes of doped graphene and a standard 2DEG in a strong magnetic field: linear magneto-plasmons versus magneto-excitons
在整数量子霍尔制度的掺杂石墨烯层揭示了一个非常不寻常的粒子-空穴激发光谱，这是从随机相位近似的动态极化率计算。我们发现，在一个磁场中的石墨烯中的基本中性激发是不同于那些标准的二维电子气（2DEG）：除了上混合模式，粒子-空穴光谱重组的线性磁等离子体，分散大致平行于$ω=v_F q$，而不是通常的水平（几乎无色散）磁激子。这些模式可以在非弹性光散射实验中检测到。
2009-07-25 cond-mat.mes-hall
Phonon renormalisation in doped bilayer graphene
我们报告声子重正化双层石墨烯作为掺杂的功能。拉曼G峰硬化和尖锐的电子和空穴掺杂，作为在$Γ$点的非绝热Kohn异常的结果。双层膜有两个传导和价电子带，分裂依赖于层间耦合。这导致G峰位置随掺杂的变化的斜率的变化，这允许直接测量层间耦合强度。
2008-07-10 cond-mat.mes-hall
Negative terahertz conductivity in remotely doped graphene bilayer heterostructures
在石墨烯双层（GBL）中注入或光学产生电子和空穴可以导致带间粒子数反转，从而实现太赫兹（THz）辐射激光。带内辐射过程与带间跃迁相互竞争。我们证明，远程掺杂增强了所提出的GBL异质结构中间接带间光子的产生。因此，这种远程掺杂有助于超越带内（德鲁德）吸收，并导致在升高的（包括室温）温度下在宽频率范围内的负动态太赫兹电导率的大绝对值。与以前提出的基于GBL的THz激光器相比，远程掺杂GBL异质结构THz激光器有望实现更高的THz增益。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
Many-body effects in doped graphene on a piezoelectric substrate
我们研究了压电衬底上石墨烯的多体性质，重点研究了石墨烯电子与压电声学声子之间的相互作用。我们计算了电子和声子的自能以及受衬底声子限制的电子迁移率。我们强调的重要性，适当的筛选的电子-声子顶点和讨论的各种限制行为的电子能量，温度和掺杂水平的函数。比较了压电声学声子和石墨烯本征形变声学声子对石墨烯电子的影响。衬底声子往往占主导地位的本征的低掺杂水平，在高温和低温。
2017-03-28 cond-mat.mes-hall
Excitation energy transfer from dye molecules to doped graphene
最近，我们已经报道了关于从电子激发的分子到石墨烯的能量转移速率的理论研究（J. Chem. Phys. 129，054703，2008和J. Chem. Phys. 130，086101，2009）。发现石墨烯是电子激发态的非常有效的猝灭剂，并且$\propto $ $(distance)^{-4}$的速率。发现该过程在高达$30\;nm$时是有效的，这远远超出了传统的FRET极限。在这份报告中，我们研究了从染料分子到掺杂石墨烯的能量转移$\hbar Ω$。我们发现一个交叉的距离依赖性的速率从$(distance)^{-4}$指数的费米能级越来越多地转移到导带，与交叉发生在一个量$\hbar Ω/2$的费米能级的移位。
2011-04-15 cond-mat.mes-hall
Indirect Exchange and Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) Interactions in Magnetically-Doped Graphene
磁掺杂石墨烯系统是应用于未来自旋电子器件的潜在候选者。关键的一步是了解嵌入石墨烯中的磁性杂质之间的成对相互作用，这些相互作用是由石墨烯传导电子介导的。已经进行了大量的研究来调查石墨烯中的间接交换或RKKY相互作用。这些研究中的许多报告的衰减速率比预期的2维材料和通常的距离依赖振荡的情况下。在这篇综述中，我们总结了用于计算相互作用的技术，并提出了迄今为止获得的主要结果。更详细的磁性杂质和石墨烯主机参数化的影响被认为是从头计算得到的结果。由于相互作用的快速衰减对自旋电子学应用提出了障碍，我们特别关注通过一些方法包括掺杂、自旋进动和应变的应用来增加相互作用范围的可能性。
2013-02-01 cond-mat.mes-hall
Switching On Magnetism in Ni-doped Graphene
石墨烯碳纳米结构的磁性，与未来的自旋电子应用相关，关键取决于掺杂和缺陷的存在。本文研究了最近发现的替位式Ni（Ni（sub））杂质的磁性。Ni（sub）缺陷在平坦石墨烯中是非磁性的，并且仅在金属纳米管中产生非零磁矩。这种令人惊讶的行为源于Ni（sub）的电子结构的特殊曲率依赖性。通过向平坦石墨烯层施加各向异性应变，可以预期Ni（sub）的类似磁性/非磁性转变。
2008-09-17 cond-mat.mes-hall
Intraband memory function and memory-function conductivity formula in doped graphene
本文用广义自洽场方法描述了一般多带电子系统中的带内弛豫过程，该系统具有弱的剩余电子-电子相互作用。由此产生的记忆功能的电导率公式示出具有相同的结构作为一个更准确的方法的基础上的量子动力学方程的结果。结果被应用到重掺杂和轻掺杂的石墨烯。结果表明，声子对传导电子的散射导致了带内电导率谱权重在很宽的频率范围内的重新分布，但这种重新分布符合部分横向电导率求和规则。本形式的带内记忆函数被发现正确地描述散射的量子涨落的晶格，在与半经典玻尔兹曼输运方程，在这种散射通道是不存在的差异。这是至关重要的定量理解的反射率测量的数据在轻掺杂的石墨烯，以及在不同的低维强相关的电子系统，如铜酸盐超导体。
2016-12-06 cond-mat.mes-hall
Spectral and optical properties of doped graphene with charged impurities in the self-consistent Born approximation
在自洽玻恩近似下，讨论了掺杂（或门控）长距离带电杂质的石墨烯的光谱和输运性质。它示出了如何，杂质浓度$n_{imp}\gtrsim n$的有限DOS出现在狄拉克点，一个粒子的寿命不再与费米动量成线性比例，和谱函数中的线型成为非洛仑兹。这些行为不同于玻恩近似下的计算结果。我们还计算的光学电导率从久保公式使用自洽计算的光谱函数在带电杂质的存在下。
2011-05-27 cond-mat.mes-hall
Configurable Electrostatically Doped High Performance Bilayer Graphene Tunnel FET
提出了一种基于双层石墨烯的静电掺杂隧道场效应晶体管（BED-TFET）。与边缘状态恶化关断状态性能的石墨烯纳米晶体管TFT不同，BED-TFT基于由源极、沟道和漏极区中的垂直电场引起的不同带隙而操作，而没有任何化学掺杂。晶体管的性能进行了评估，通过自洽量子输运模拟。该器件具有几个优点：1）超低功耗（VDD=0.1V），2）高性能（ION/IOFF>104），3）陡峭的亚阈值摆幅（SS<10 mv/dec），以及4）在制造后可在N-TFET和P-TFET之间电配置。在这里，BED-TFET的工作原理和它的性能灵敏度的器件设计参数进行了研究。
2016-05-05 cond-mat.mes-hall
Thermodynamic properties of pure and doped (B, N) graphene
采用从头算密度泛函微扰理论（DFPT）研究了纯石墨烯和掺杂石墨烯的化学性质，并与已有的理论和实验数据进行了比较. B和N的浓度已经变化到石墨烯中碳原子的50%。声子频率是进入这种计算的基本成分，已经通过使用VASP软件提供的动力学矩阵结合谐波近似中的声子代码来计算。这很容易地为我们提供了亥姆霍兹自由能，并使我们对各种化学性质进行了数值估计。比热的结果是在良好的协议与各种理论和实验研究获得较早的纯石墨烯。报道了B和N取代结构的有趣的新结果。研究表明，随着掺杂浓度的增加，比热减小，而熵增加。此外，大的掺杂浓度导致不稳定的片，导致在横向方向上的虚频率。不稳定性需要由外部应变补偿，这是在进行Brilluin求和时假设的。这些结果将有助于计算掺杂石墨烯的热导率，从而将其用于器件应用的可行性。我们对热膨胀的初步研究结果表明，纯石墨烯在低温下具有负热膨胀行为，这也需要对掺杂石墨烯进行研究。
2016-01-22 cond-mat.mes-hall
Gap-modulated doping effects on indirect exchange interaction between magnetic impurities in graphene
磁性杂质的稀释分布被假定为存在于掺杂的石墨烯中。我们计算了两个磁性杂质之间的相互作用能，这两个磁性杂质通过掺杂的传导电子通过间接交换或Ruderman-Kittel-Kasuva-Yosida（RKKY）相互作用耦合。当前模型是半填充的$AB$晶格结构。我们的计算是基于延迟格点格林函数形式主义的动量-能量空间，这是采用线性响应理论，以确定在坐标空间中的磁化率。当磁性杂质被放置在该结构的$A$和$B$亚晶格位置上时，得到了带隙石墨烯的分析结果。已经发现，由于能隙的存在，这种在确定自旋排序中很重要的相互作用对于掺杂石墨烯中的$AA$和$BB$交换能是显著不同的，并且归因于局部场在$A$和$B$子晶格上不相等的结果。对于掺杂的石墨烯，从铁磁到反铁磁的所有三种RKKY相互作用的振荡随着费米能量的增加而被能隙在幅度和相位上显著修改。另外，$AB$交换能可以通过未掺杂石墨烯的带隙的存在而改变，但由于掺杂的传导电子的主导作用，掺杂的石墨烯不存在带隙。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall
Performance Comparison of Graphene Nanoribbon FETs with Schottky Contacts and Doped Reservoirs
我们提出了一个原子的3D模拟研究的石墨烯纳米管（GNR）肖特基势垒（SB）FET和晶体管与掺杂的水库（MOSFET）的非平衡格林函数（NEGF）形式主义的泊松方程和薛定谔方程的自洽解决方案。理想的MOSFET在数字和THz应用中表现出略好的电气性能。非理想性对器件性能的影响进行了研究，考虑到存在的单空位，边缘粗糙度和电离杂质沿通道。一般来说，MOSFET比SBFET表现出更稳健的特性。边缘粗糙度和单空位缺陷在很大程度上影响这两种器件类型的性能。
2008-07-10 cond-mat.mes-hall
Nonlinear optical response of doped mono- and bilayer graphene: length gauge tight-binding model
我们使用基于紧束缚模型的全色散计算了掺杂单层和双层石墨烯的非线性光学响应。的响应是来自与密度矩阵的形式主义，使用长度规范，是有效的任何周期性系统，任意掺杂。通过收集条款，定义有效的非线性响应张量，我们确定所有非线性Drude类条款（三阶），并显示所有额外的杂散发散存在于感应电流消失。石墨烯的非线性响应包括一个大的类德鲁德发散和三个与费米能级附近发生的跃迁紧密相连的共振。使用狄拉克近似得到的解析解准确地捕获了石墨烯的一阶和三阶响应，即使在非常高的掺杂水平。带隙石墨烯的二次响应也通过掺杂强烈增强，即使对于具有小间隙的系统，例如SiC上石墨烯的相称结构。双层石墨烯的非线性响应明显更丰富，结合了源于掺杂的共振与其固有的强低能共振。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall
Enhanced Brewster Angle Shift in Doped Graphene via the Fizeau Drag Effect
本文在掺杂石墨烯中引入 Fizeau 拖曳效应，推导广义 Fresnel 系数并证明其可显著增强 Brewster 角移动，且可通过电子漂移速度和电荷密度调控。
2024-09-10 cond-mat.mes-hall
Atomistic Boron-Doped Graphene Field Effect Transistors: A Route towards Unipolar Characteristics
我们报告了掺硼石墨烯基场效应晶体管现实模型的完整量子模拟，包括基于DFT计算的原子细节。我们表明，三维（3D）泊松方程和薛定谔方程的自洽解与紧束缚哈密顿量的表示管理，以准确地再现孤立的硼掺杂石墨烯纳米颗粒的DFT结果。使用三维泊松/薛定谔求解器内的非平衡格林函数（NEGF）的形式主义，自洽计算的栅极屏蔽的散射电位引起的硼杂质已执行，允许的理论探索的晶体管特性的可调谐性。发现随着硼浓度的增加，硼掺杂的石墨烯晶体管接近单极行为，并且通过调节化学掺杂剂的密度，可以精细地调节电子-空穴传输不对称性。相应地，观察到器件中的迁移率间隙的开始。虽然计算的不对称性不足以保证适当的设备操作，我们的结果代表了改进的传输特性的方向的第一步，特别是，开发的模拟策略是一个强大的新工具，用于建模掺杂的石墨烯纳米结构。
2013-02-28 cond-mat.mes-hall
Partial preservation of chiral symmetry and colossal magnetoresistance in adatom doped graphene
我们分析了吸附原子掺杂石墨烯在低杂质浓度下的电子性质。我们专注于安德森本地化制度和计算的本地化长度（$ξ$）作为电子掺杂和外部磁场的函数。杂质态与碳的$p_z$态杂交，并在狄拉克点附近形成部分填充的能带。在杂质带中心附近，系统有效哈密顿量的手征对称性部分保持，这导致$ξ$的大幅度增强。输运性质的敏感性，即莫特的可变范围跳跃尺度$T_0$，一个外部磁场垂直于石墨烯片导致巨大的磁阻效应，在最近的实验中观察到。
2014-01-27 cond-mat.mes-hall
Electric field effect in boron and nitrogen doped graphene bilayers
与单层石墨烯不同，在$AB$堆叠的双层石墨烯（BLG）的情况下，可以通过使用垂直电场破坏两层之间的反转对称性来诱导非零能隙。这是场效应应用中的基本要求，特别是因为BLG系统中的感应间隙可以通过外部电场的大小进一步调谐。掺杂是改变石墨烯基系统的电子性质的另一种方式。本文采用密度泛函理论（DFT）计算方法，研究了外加电场作用下，硼氮掺杂的BLG体系.高度掺杂的BLG系统被称为退化的半导体，费米能量依赖于掺杂浓度，但除此之外，我们表明，电子性质也极大地依赖于所施加的电场。通过改变电场的大小和方向，可以调整相对于费米能级的间隙尺寸和位置，基本上控制非本征掺杂的效果。在这种情况下，我们讨论在多远的外部电场可以适当地调整有效掺杂，并隐含地，掺杂BLG系统的导电性能。
2018-09-03 cond-mat.mes-hall
Weak localization measurements of electronic scattering rates in Li-doped epitaxial graphene
早期的实验表明，碱金属掺杂的石墨烯的掺杂原子显著改变了石墨烯的导电性，因为额外的载流子增强了导电性，而库仑散射抑制了导电性。然而，导电性探测了整体散射率，因此与长程库仑散射相关的主导通道将掩盖较弱的短程通道。我们提出了弱本地化测量的外延石墨烯与锂吸附原子，分别量化内和谷间散射率，然后比较该系统的预期率的紧束缚计算的测量。的intravalley率强烈增强Li沉积，符合库仑散射的Li吸附原子。谷间散射的同时增强的部分原因是额外的载流子在石墨烯与残余无序相互作用。但是在高Li覆盖率下测量的和计算的速率之间的差异可能表明吸附原子引起的对能带结构的修改超出了应用模型。最近在ARPES中观察到了类似的吸附原子诱导的石墨烯带的修饰，但对这些效应的完整理论理解仍在发展中。
2019-10-31 cond-mat.mes-hall
Transport in chemically doped graphene in the presence of adsorbed molecules
最近的实验报告的石墨烯作为传感器的可能应用的动机，我们计算的2D石墨烯单层的吸附分子的存在下的输运性质。我们发现，吸附的分子，作为补偿器，部分中和衬底中的随机带电杂质中心，提高石墨烯的迁移率，而载流子密度没有太大的变化。我们预测，随后的场效应测量应保持这种较高的迁移率的电子和空穴，但与电压引起的电子-空穴的不对称性，这取决于是否吸附的分子是一个电子或空穴供体的补偿过程。我们还计算了低密度磁电阻，并发现与实验结果良好的定量协议。
2007-10-29 cond-mat.mes-hall
Collisionless Hydrodynamics of Doped Graphene in a Magnetic Field
用无碰撞流体力学方法研究了石墨烯中二维无质量费米子气体的电动力学性质。一个低能量的色散关系的集体模式（等离子体激元）的情况下，并在存在一个垂直的磁场。石墨烯的结果进行比较，为一个标准的二维气体的大量电子。我们进一步比较了经典流体力学方法的结果在随机相位近似的全量子力学计算。低能量色散关系示出在小波矢量是一个很好的近似。这种方法在高阶的局限性进行了讨论。
2013-05-07 cond-mat.mes-hall
Effective numbers of charge carriers in doped graphene: The generalized Fermi liquid approach
将来自Kupčić [Phys.Rev.B91，205428（2015）]的重掺杂石墨烯的动态电导率的单带电流偶极Kubo公式扩展到轻掺杂石墨烯中传导$π$电子的双带模型。使用后验弛豫时间近似的两带量子输运方程，有两个不同的弛豫速率和一个准粒子的寿命，我们解释了一个看似不一致的依赖性的直流电导率$σ^{\rm dc}_{αα}$的超净和肮脏的轻掺杂石墨烯样品的电子掺杂，在某种程度上与电荷连续性方程一致。它还表明，带内的贡献，在$σ^{\rm dc}_{αα}$的有效传导电子数消失在$T=0$ K的超净制度，但它仍然是有限的脏制度。本模型被证明是一致的图片，其中带内和带间贡献的$σ^{\rm dc}_{αα}$的特征在于两个不同的迁移率的传导电子，其值远低于广泛接受的值的超净石墨烯的迁移率。狄拉克和$π$等离子体共振的色散重新检查表明，目前，相对简单的动态电导率张量的表达式，可用于研究同时在直流和光学电导率和集体激发的能量损失光谱实验中的单粒子激发。
2016-04-06 cond-mat.mes-hall
Microscopic nonlinear quantum theory of absorption of coherent electromagnetic radiation in doped bilayer graphene
提出了强相干电磁辐射下掺杂$AB$堆叠双层石墨烯中手征粒子在带电杂质库仑场上非线性受激散射的微观量子理论。密度矩阵的Liouville-von Neumann方程解析求解。这里考虑电子与散射势的相互作用作为微扰。利用所得解计算了费米子手征粒子巨正则系综的非线性逆韧致辐射吸收率。对所获得的速率的分析表明，在太赫兹和近红外频率范围内，通过多光子受激韧致辐射机制，入射辐射有显着的吸收。
2019-07-23 cond-mat.mes-hall
First-principles multiscale modelling of charged adsorbates on doped graphene
吸附的原子和分子在控制和调节二维（2D）材料的功能特性方面起着重要的作用。从理论上理解和预测这一过程是具有挑战性的，因为需要捕捉本地化学和远程筛选响应之间的复杂相互作用。为了解决这个问题，我们提出了一个第一性原理的多尺度方法，结合线性标度密度泛函理论，连续屏蔽理论和大规模的紧束缚模拟到一个无缝的参数自由理论的吸附在二维材料。我们应用这种方法来研究掺杂石墨烯的电子结构与一个单一的钙（Ca）吸附原子，并发现，钙原子作为库仑杂质，修改石墨烯局域态密度（LDOS）在其附近的几个纳米的距离内。我们还观察到一个重要的掺杂依赖性的石墨烯LDOS附近的钙原子，这使得深入了解石墨烯中的电子屏蔽。我们的多尺度框架开辟了研究与实际设备相关的二维材料上的复杂介观吸附质配置的可能性。
2017-03-27 cond-mat.mes-hall
Photo-thermoelectric detection of cyclotron resonance in asymmetrically carrier-doped graphene two-terminal device
已知石墨烯显示出可以超过其光伏贡献的显著光电效应。在这里，通过利用这种效应，我们证明了在双背栅h-BN/石墨烯/h-BN双端器件的回旋共振的光电压测量。除了p型掺杂的Si全局背栅之外，还制造了石墨局部底栅。通过调节两个栅极电压，产生具有不对称载流子掺杂分布的面内石墨烯结。借助于这种非对称结构，检测到在金属电极/石墨烯结附近产生的光热电电压。在低温和存在磁场的情况下，在红外激光（波长= 9.28至10.61微米）的照射下测量光感应电压。我们观察到一个强烈的增强的光电压信号的回旋共振条件下，在该条件下的激发能量与朗道能级之间的跃迁相一致。这些结果突出了利用石墨烯中的光电热效应进行太赫兹光探测的可能性。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall
Nonlinear, anisotropic and giant photoconductivity in intrinsic and doped graphene
我们提出了一个框架来计算应用于石墨烯的两个能带系统的各向异性和非线性光电导。与通常的微扰（光场强度中的二阶）技术相比，我们计算了光场强度中所有阶的光电导。特别是，对于石墨烯，我们发现光响应是巨大的（在大的光场强度）和各向异性。石墨烯中的各向异性光响应与入射场的偏振相关，其响应类似于半波片的响应。我们预测，在纵向（$σ_{xx}$）和横向$(σ_{yx})$光电导的同时测量的各向异性，用四个探针，提供了一个独特的实验签名的光伏响应，区分它从热塞贝克和热辐射热效应的光响应。
2017-10-02 cond-mat.mes-hall
High-$T_c$ $d^{0}$ ferromagnetism in a doped Mott insulator: the case of hydrogenated epitaxial graphene on SiC(0001)
通过第一性原理计算，我们发现在某些SiC衬底上的电子掺杂氢化外延石墨烯中可以实现高居里温度的$d^{0}$铁磁性（$T_c$）.原始系统被发现是一个莫特绝缘体独立的SiC多型体（2 $H$，4 $H$或6 $H$），然而，在磁相互作用的调制中发挥了重要作用。载流子掺杂通过双交换机制增强了铁磁耦合，实现了反铁磁性到铁磁性的相变。在2 $H$ -SiC上预测了约400 K的$T_c$。我们采用非简并的哈伯德模型来描述SiC在原子内库仑排斥和原子间跳跃相互作用中对界面磁性的影响。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall
Drude weight, plasmon dispersion, and a.c. conductivity in doped graphene sheets
我们表明，等离子体激元频率和德鲁德重量的电子液体在掺杂的石墨烯片强烈重整化的电子-电子相互作用，即使在长波长的限制。这种效应没有被通常用于描述电子流体的随机相位近似（RPA）捕获，并且是由于石墨烯的无质量狄拉克费米子的质心运动和赝自旋自由度之间的耦合。利用图解微扰理论的一阶电子-电子相互作用，我们表明，这种耦合增强了等离子体激元频率和德鲁德重量相对RPA值。我们还表明，相互作用是负责的一个显着增强的光学电导率在频率略高于吸收阈值。我们的预测可以通过远红外光谱或非弹性光散射来检验。
2011-01-22 cond-mat.mes-hall
Electron-Hole Symmetry Breaking in Charge Transport in Nitrogen-Doped Graphene
石墨氮掺杂石墨烯是研究带电杂质对无质量狄拉克费米子散射过程的一个很好的平台，其中氮原子直接取代石墨烯晶格中的碳原子，由于没有晶格缺陷，可以保持高的迁移率。在这项工作中，我们报告的高品质石墨氮掺杂石墨烯的电和磁输运测量。我们发现，在石墨烯中的取代氮掺杂剂引入原子尖锐的电子散射，但长程库仑散射的空穴，因此，石墨氮掺杂的石墨烯表现出明确的电子-空穴输运性质的不对称性。分析了氮掺杂石墨烯中载流子的主要散射过程。结果表明，电子-空穴的不对称性起源于电子和空穴的谷间散射的明显差异。我们还进行了不同温度下的石墨氮掺杂石墨烯的磁输运测量和谷间散射，谷内散射和相位相干散射率的温度依赖性提取和讨论。我们的研究结果为石墨烯中取代氮掺杂诱导的谷间散射中的电子-空穴不对称性提供了证据，并为石墨氮掺杂石墨烯在电子和谷电子器件中的广泛和潜在应用提供了依据。
2017-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Core level spectra in XPS of pristine and doped graphene
光谱的C1s核心孔，在XPS中创建和筛选的原始和掺杂的石墨烯中的电子激发，计算和讨论。我们发现，在原始的石墨烯中，不可能出现奇异的线形效应，它们的观察应该与掺杂有关。然而，在预期奇异行为的区域中的低能量激发光谱的结构导致原始石墨烯中的芯孔线形中的不对称性，其类似于掺杂石墨烯中的芯孔线形。这使得分析比金属更复杂，并可能导致对实验结果的不正确或不完整的解释。
2013-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
