Electronic and optical conductivity of kekulé-patterned graphene: Intravalley and intervalley transport
一个Kubo形式主义是用来计算的电子和光学电导率的石墨烯超晶格与Y形kekulé键纹理，类似于在最近的实验中可视化。我们发现，新的导电沟道之间的山谷在石墨烯的凯库莱扭曲打开。这种对电子输运的谷间贡献在原始石墨烯中不存在，并且在这里出现是由于狄拉克锥$K$、$K'$在彼此顶部上的折叠。详细分析了不同频率、温度、化学势和散射率极限下谷间输运对石墨烯电导率的贡献以及谷内输运的修正。我们得到的解析表达式的电导率，重现以前的表达式用于拟合实验测量石墨烯和比较直接数值评估的久保公式，发现很大的协议。谷间跃迁引起的光吸收在特定的频率处显示出最大值，该频率可以通过掺杂来调节。我们的研究结果表明，如何描述在这个系统中的谷耦合的单个参数可以通过测量石墨烯的吸光度的带间跃迁被杂质阻挡的区域中获得。最后，我们使用费米的黄金法则独立验证一些以前的结果。
2020-01-20 cond-mat.mes-hall
Strong localization in a suspended monolayer graphene by intervalley scattering
在电荷中性点附近的高迁移率悬浮单层石墨烯中观察到零磁场下的栅诱导绝缘行为。通过当前退火技术初始清洁的石墨烯装置经历热压循环以允许短程杂质直接吸附在超清洁石墨烯表面上。吸附过程产生了强烈的温度和电场依赖行为的石墨烯器件的电导。观察到中性点附近的电导从30 K时的$e^2/h$附近降低到20 mK时的$\sim0.01~e^2/h$。从绝缘体到量子霍尔导体在$\approx0.4~T$内的直接过渡伴随着对称性破缺诱导的$ν=0,\pm1$平台，证实了谷间散射体的存在。
2021-02-13 cond-mat.mes-hall
The electronic structure and intervalley coupling of artificial and genuine graphene superlattice
所谓的人造石墨烯是一种人造材料，其低能载流子由无质量狄拉克方程描述。将具有三角对称性的周期性势应用于二维电子气是制造这种材料的一种方法。根据最近的实验结果，现在可以在实验室中实现人工石墨烯，甚至可以对其施加额外的横向一维周期性势。我们将后者命名为人工石墨烯超晶格，以区别于由石墨烯制成的真正的石墨烯超晶格。在这项研究中，我们研究了人工石墨烯超晶格的电子结构，它表现出的能带隙的出现，合并和分裂的狄拉克点等，然后，从一个类似的调查真正的石墨烯超晶格，我们表明，许多这些功能源于狄拉克费米子之间的耦合居住在两个不同的山谷，谷间耦合。此外，与以往的研究相反，我们发现无论超晶格的空间周期有多长，谷间耦合对电子结构的影响都是不可忽略的。
2016-02-17 cond-mat.mes-hall
Exciton states in a circular graphene quantum dot: magnetic field induced intravalley to intervalley transition
采用组态相互作用（CI）方法，计算了圆形石墨烯量子点（CGQD）中激子态的能谱、波函数、结合能和振子强度随磁场的变化关系.我们预测：（1）由于几何约束、磁约束和减少屏蔽的组合，CGQD中的激子效应非常显著;（2）两种类型的激子（谷内和谷间激子）存在于CGQD中，因为石墨烯中的谷自由度;（3）由于单电子空穴对称性的不同，谷内和谷间激子态表现出不同的磁场依赖性。（4）随着磁场的增加，CGQD中的激子基态发生谷内到谷间的跃迁，并伴随着角动量的变化，（5）由于几何约束和磁约束之间的竞争，激子结合能并不随磁场单调增加;（6）磁场可以调谐谷间和谷内激子的光学跃迁，实现谷依赖激子跃迁。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall
Degeneracy breaking and intervalley scattering due to short-ranged impurities in finite single-wall carbon nanotubes
我们提出了一个理论研究的简并打破由于短程杂质在有限的，单壁，金属碳纳米管。本文采用有效质量模型，根据无质量费米子的四分量Dirac方程，描述了费米能级附近两个不等价谷（K点）处无自旋电子的慢变空间包络波函数，自旋的作用由亚晶格原子（"A“和" B”）上波函数的相对振幅决定。使用边界条件在两端的管，既不打破谷简并，也不混合赝自旋本征向量，我们使用简并微扰理论表明，杂质的存在有两个效果。首先，杂质相对于包络驻波的空间变化的位置导致作为能量的函数的能级偏移的正弦振荡。其次，杂质在六边形石墨晶胞内的位置产生相应有效哈密顿量的特定4 × 4矩阵结构。这个哈密顿量相对于赝自旋翻转的对称性与简并破缺有关，并且对于扶手椅管，相对于纳米管轴中的镜面反射的对称性与赝自旋混合有关。
2005-03-29 cond-mat.mes-hall
Carrier Recombination and Generation Rates for Intravalley and Intervalley Phonon Scattering in Graphene
给出了石墨烯中谷内和谷间声子散射的电子-空穴产生率和复合率。在带中心（$Γ$点）附近的横向和纵向光学声子模（$E_{2g}$模）对谷内带间载流子散射有贡献。在区边缘（$K(K')$点），只有横向光学声子模式（$A'_{1}$ -模式）有助于显着的谷间带间散射的复合速率快于由于区中心声子。计算的复合时间范围从小于一皮秒到超过几百皮秒，是温度和电子和空穴密度的强函数。理论计算与实验测量的石墨烯中光激发载流子的复合率吻合得很好。
2009-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diffusion on edges of insulating graphene with intravalley and intervalley scattering
石墨烯中的带隙工程可以打开通向晶体管器件的路线，其中电流可以随意地关闭和打开。然而，人们可能会问，单独的半导体带隙是否足以淬灭石墨烯中的电流。在本文中，我们证明，尽管体带隙石墨烯仍然可以沿着样品边缘具有金属电导（只要它们短于本地化长度）。我们发现这对于单层石墨烯具有无带隙的传播边缘状态，即使在存在体带隙的情况下，其具有无带隙的传播边缘状态。通过产生谷间散射，样品无序降低了边缘电导。然而，对于弱散射，出现了金属区，每个自旋的扩散电导G =（e^2/h）（l_KK' / L），其中l_KK'是由于谷间散射引起的输运平均自由程，L >> l_KK'是边长。我们还考虑到平滑无序（例如，由远程电离的杂质在基板上）的谷内散射。谷内散射虽然对弹性准粒子寿命有贡献，但对G.
2012-11-09 cond-mat.mes-hall
RKKY interaction and intervalley processes in p-doped transition metal dichalcogenides
研究了p型掺杂过渡金属二硫族化合物MoS $_2$和WS $_2$中的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用。我们认为磁性杂质与价带的Mo d轨道特征杂交。使用松原格林函数的形式主义，我们得到的两个杂质相互作用与他们的分离和化学势的系统，占重要的角度依赖性，反映了潜在的三角晶格对称性。在$Γ$点处包含价带谷导致相互作用的强烈增强。在不同对称点的谷之间转移动量的电子散射过程引起复杂的空间振荡图案。可变掺杂将允许探索这些材料表面上磁性杂质相互作用中相当有趣的行为，包括相互作用对称性的控制，这可以在STM实验中直接探测。
2014-09-26 cond-mat.mes-hall
Intervalley coherence and intrinsic spin-orbit coupling in rhombohedral trilayer graphene
该研究通过电子压缩率和局部磁测量探究菱方三层石墨烯的相图，发现谷不平衡轨道铁磁体与谷间相干态的竞争，揭示本征自旋-轨道耦合的作用并测得其强度，探讨了对自旋三重态超导体的意义。
2023-11-02 cond-mat.mes-hall
Visualizing isospin magnetic texture and intervalley exchange interaction in rhombohedral tetralayer graphene
本研究利用纳米SQUID成像技术，在菱方四层石墨烯中观测到等自旋磁织构，并确定了自旋-轨道耦合能界限及谷间洪德交换能的下界，为理解关联电子态和相变层级提供了关键实验依据。
2025-07-03 cond-mat.mes-hall
Intervalley quantum interference and measurement of Berry phase in bilayer graphene
Bernal堆叠双层石墨烯中的手性准粒子具有2π的谷对比Berry相。这种非平凡的拓扑结构，与赝自旋缠绕在一个封闭的费米表面，是负责各种新的电子特性，如反克莱因隧穿，非传统的量子霍尔效应，和谷霍尔效应1 -6。在这里，我们表明，由于原子缺陷/杂质引起的谷间散射的量子干涉提供了进一步的见解双层石墨烯的拓扑性质。在具有相反手征性的不同谷之间的散射手征准粒子经历赝自旋的旋转，导致具有波前位错的Friedel振荡。位错的数量反映了赝自旋织构的信息，因此可以用来测量Berry相。正如实验和理论所证明的，根据不同子晶格处的原子缺陷/杂质，弗里德尔振荡可以表现出N = 4、2或0的额外波前，表征双层石墨烯的2π Berry相。我们的结果不仅提供了一个全面的研究双层石墨烯谷间量子干涉，但也揭示了赝自旋物理。
2020-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weak localization on moiré superlattice in twisted double bilayer graphene
由扭曲堆积产生的莫尔超晶格具有多种物理性质。这些物理性质依赖于扭曲角，因此研究扭曲角依赖性对于深入理解莫尔超晶格中的物理现象是重要的。本文研究了扭曲双层石墨烯中弱局域化引起的负磁电阻随扭曲角的变化。谷间散射时间与谷内散射时间的比率，使用双层石墨烯的WL公式估计，倾向于随着扭转角的增加而减小。这一特点定性地解释了增强谷间散射由于谷间距离的减少在莫尔布里渊区（BZ）的TDBG。这表明，对于具有重构BZ的莫尔超晶格，TDBG中的WL发生。
2022-06-16 cond-mat.mes-hall
Strain Disorder and Gapless Intervalley Coherent Phase in Twisted Bilayer Graphene
在魔角扭曲的双层石墨烯中，在每个摩尔单元中均匀填充电子或空穴时，经常观察到相关绝缘体。虽然理论预测这些绝缘体是谷间相干激子相，但测量的间隙通常比理论估计小得多。我们探讨了随机应变变化对谷间相干相的影响，这种相干相具有类似于超导体中磁无序的成对破坏效应。我们发现，光谱间隙可能会强烈抑制应变无序，或完全消失，即使保持谷间相干。我们讨论的隧道态密度的预测功能，表明在传输实验中测得的激活间隙对应于减少的间隙，从而提供了一个解决方案的理论和实验间隙之间的明显差异。
2023-02-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-diffusion theory of weak localization in graphene
我们提出了一个在二维石墨烯层中的弱局域化理论，解释了实验上可观察到的正负磁阻之间的转变。计算了整个经典弱磁场范围内的谷间跃迁。贡献的量子校正，这源于封闭的轨道与几个散射仔细考虑。我们发现谷间跃迁不仅导致从弱反定域到弱定域的转变，而且导致电导率对磁场的非单调依赖性。
2014-07-04 cond-mat.mes-hall
Anomalous Enhancement of the Boltzmann Conductivity in Disordered Zigzag Graphene Nanoribbons
利用玻尔兹曼方程方法研究了无序锯齿形石墨烯纳米带在非相干态下的导电性。锯齿形纳米带的能带结构包含两个能谷，每个能谷都有一个多余的单向通道。关键的一点是，由于存在多余的单向通道，两个传播方向的导电通道的数量是不平衡的，在每个谷。有人指出，作为这种不平衡的结果，一个完美的传导通道是稳定的相干制度，如果谷间散射是不存在的。我们表明，即使在非相干制度，电导率是有害的增强，如果谷间散射是非常弱的。特别地，在没有谷间散射的极限下，无量纲电导随着带长的增加而趋于统一，就好像存在一个完美的导电通道。我们还发现，在存在电场的情况下，电子密度出现异常的谷极化。
2010-02-12 cond-mat.mes-hall
Dephasing-Induced Stabilization of a Perfectly Conducting Channel in Disordered Graphene Nanoribbons with Zigzag Edges
具有锯齿形边缘的无序石墨烯纳米颗粒中的电子输运受到完美导电通道（PCC）的关键影响，如果谷间散射是可消除的，则PCC是稳定的。在存在这种PCC的情况下，系统的无量纲电导g随着系统长度L的增加而减小到g = 1的量化值。在谷间散射较弱但不稳定的实际情况下，PCC随着L的增加而逐渐不稳定，并且由于安德森局域化的开始，g最终衰减到零。在这里，我们表明PCC的这种不稳定可以通过纯粹的失相来缓解。我们数值计算g中存在的长程杂质，诱导弱谷间散射，考虑到退相效应。它表明，在充分的退相，在g \lesssim 1的制度中的g的衰减被强烈抑制，并且g的准量子化（即，g ~ 1），在L.
2015-12-09 cond-mat.mes-hall
Intravalley Andreev reflection in the multi-terminal device with Y-shaped Kekulé graphene superlattices
本研究针对石墨烯基超导器件的Andreev反射谷特性问题，构建含Y形Kekulé石墨烯超晶格的多端超导器件模型，通过非平衡格林函数方法发现谷内反射可占优，且谷极化可通过结构和相位差调控。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm effect and broken valley-degeneracy in graphene rings
本文从理论上分析了由石墨烯构成的Aharonov-Bohm环的电子性质。我们表明，环约束和施加的磁通量的组合效应提供了一种可控的方式来解除轨道简并起源于两个山谷，即使在没有谷间散射。该现象对围绕封闭的石墨烯环循环的持续电流以及环电导具有可观察到的后果。我们明确证实了这一预测分析的一个圆形的环与光滑的边界建模的空间依赖的质量项的狄拉克方程。这个模型描述了零或弱谷间散射的环，使得谷内的同位旋是一个好的量子数。通过通量对谷简并度的可调谐破坏允许谷等旋的受控操纵。我们比较我们的分析模型，另一种类型的环具有较强的谷间散射。对于后一种情况，我们研究了一个环的六角形形式与格终止锯齿形边缘数值。我们发现，六角形环的轨道简并仍然可以控制通过通量，类似的环与质量限制。
2007-09-28 cond-mat.mes-hall
Fractional Quantum Hall phases of graphene beyond ultra-short range intervalley-anisotropic interaction
本文使用精确对角化和Yukawa相互作用模型超越超短程假设，发现放弃USR条件会改变单层石墨烯$ν=2/3$的相变边界，产生新键序相并使铁磁相分裂为两个竞争态。
2025-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Calculation of the conductance of a graphene sheet using the Chalker-Coddington network model
已知Chalker-Coddington网络模型（最初作为量子霍尔效应中的渗流模型引入）映射到二维狄拉克方程。在这里，我们展示了如何网络模型可以用来解决在一个弱掺杂的石墨烯片连接到重掺杂的电子水库的散射问题。我们开发了一个数值程序来计算散射矩阵的网络模型的帮助。为了数值计算的目的，网络模型的优点是蜂窝晶格，它从一开始就消除了谷间散射。我们避免了需要在网络模型中包括重掺杂区域（这将是计算昂贵的），通过弱掺杂区域的传输矩阵和电子库之间的散射矩阵之间的解析关系的装置。我们通过计算静电定义的量子点接触的电导来测试网络算法，并与石墨烯的紧束缚模型进行比较。我们进一步计算的电导的石墨烯片中存在的无序的制度，其中谷间散射被抑制。我们发现电导的增加与以前的研究是一致的。与紧束缚模型不同的是，网络模型不需要光滑的电势来避免谷间散射。
2008-06-09 cond-mat.mes-hall
Intervalley-Coupled Twisted Bilayer Graphene from Substrate Commensuration
Princeton University（普林斯顿大学）；Harvard University（哈佛大学）
通过基底相位匹配诱导层间耦合，将双层石墨烯的±K谷折叠至Γ点，形成四带模型，产生二次导带接触并可因几何摩擦变平，基底自旋轨道耦合打开带隙，产生具有自旋陈数的拓扑带结构。
2026-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Graphene-mediated interaction between adsorbed impurities
采用密度泛函理论和路径积分方法研究了石墨烯中吸附原子间的相互作用。我们的研究结果揭示了一个复杂的非单调的相互作用配置文件。我们表明，相互作用的强度和符号是由杂质的安排，以及系统掺杂。这些发现可用于解释实验实现的系统中杂质的复杂行为，以及其他类型的杂质，例如石墨烯中的C取代。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall
Detection of valley polarization in graphene by a superconducting contact
因为石墨烯的能带结构中的谷通过时间反转对称性相关，所以来自一个谷的电子在与超导体的结处被反射为来自另一个谷的空穴。我们展示了如何Andreev反射可以用来检测由磁场产生的边缘状态的谷极化。在没有谷间弛豫的情况下，最低量子霍尔平台上结的电导G_NS=2（e^2/h）（1-cos（Theta））完全取决于接近和离开超导体的边缘态的谷同旋之间的角度Theta。如果超导体只覆盖一条边，则θ =0，没有电流可以进入超导体。G_NS的测量然后确定谷间弛豫时间。
2006-12-29 cond-mat.mes-hall
Momentum-Space AC Josephson Effect and Intervalley Coherence in Multilayer Graphene
本文提出多层石墨烯谷间相干态在静态磁场下会产生动量空间中的AC约瑟夫森效应，表现为振荡谷间电流和可探测的AC霍尔效应，并计算了菱方三层石墨烯中约12 GHz的轨道磁化振荡频率。
2025-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Transport of orbital currents in systems with strong intervalley coupling: the case of Kekulé distorted graphene
针对强谷间耦合下谷电流理论不适用的问题，以Kekulé畸变石墨烯为例，提出用轨道霍尔效应结合磁矩算符非阿贝尔描述研究轨道磁矩输运，发现其存在轨道霍尔绝缘平台，为轨道霍尔效应替代谷霍尔效应提供支撑。
2024-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dominant source of disorder in graphene: Charged impurities or ripples?
实验产生的石墨烯片表现出宽范围的迁移率值。外来带电杂质和内在波纹（波纹）都被认为会引起石墨烯中的长程无序，并且可能是无序的主要来源的候选者。在这里，使用大规模的分子动力学和量子输运模拟，我们发现，跳跃的障碍和规范和标量引起的波纹势是短程的，与连续模型的预测形成强烈对比，波纹障碍的输运指纹是非常不同的带电杂质。我们得出结论，带电杂质是大多数石墨烯样品中无序的主要来源，而波纹散射主要与室温和更高温度下超净石墨烯样品（带电杂质浓度< 10 ppm）的高载流子密度极限有关。
2016-05-12 cond-mat.mes-hall
Spin-spin correlations of magnetic impurities in graphene
利用Anderson模型研究了石墨烯中两个磁性吸附原子杂质之间的相互作用。用量子蒙特卡罗方法数值求解了双杂质Anderson哈密顿量。我们发现杂质间自旋极化率在低温下强烈增强，与著名的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida（RKKY）结果明显不同，该结果衰变为$R^{-3}$。
2014-10-30 cond-mat.mes-hall
Bound and resonance electron states in the monolayer graphene with the short-range impurities
研究了不纯石墨烯的束缚态和共振态。考虑了“局部化学势”和“局部间隙”类型的缺陷和杂质的短程扰动。考虑了石墨烯的零能隙和非零能隙两种类型。对电子光谱的一般特征进行了定性分析和数值计算。的依赖关系的共振宽度的间隙值，角动量值和微扰振幅的影响。
2009-05-25 cond-mat.mes-hall
Promoting and imaging intervalley coherent order in rhombohedral tetralayer graphene on MoS2
本研究通过扫描隧道显微镜在MoS2支撑的菱面体四层石墨烯中，于77 K下直接成像了稳健的谷间相干序，揭示了平带填充下的√3×√3重构，并强调了自旋轨道邻近效应的重要性。
2024-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Impurities in a Biased Graphene Bilayer
我们研究了偏压石墨烯双层膜中的杂质和中间带隙态问题。我们发现，束缚态的属性，如本地化长度和结合能，可以控制外部的电场效应。此外，带隙被重整化，并且在有限的杂质浓度下产生杂质带。利用相干势近似，我们计算了电子态密度及其对外加偏压的依赖关系。
2007-04-20 cond-mat.mes-hall
Scattering theory and ground-state energy of Dirac fermions in graphene with two Coulomb impurities
我们研究了含两个库仑杂质的带隙石墨烯单层中狄拉克费米子的物理性质。对于杂质电荷相等的情况，我们用原子轨道线性组合（LCAO）方法讨论了基态能量。对于库仑中心的相反电荷，在大距离处产生电偶极子势。我们提供了相应的低能量散射问题的非微扰分析。
2014-06-22 cond-mat.mes-hall
Weak localization and universal conductance fluctuations in large area twisted bilayer graphene
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；Washington University in St. Louis（华盛顿大学圣路易斯分校）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
研究大区域扭双层石墨烯中的扩散磁输运，首次发现弱局域化现象，通过提取相相干长度和谷间散射长度确定德相位由电子-电子散射引起，谷间散射由点缺陷引起，并在9°样品中观测到通用电导波动。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall
Scattering from spin-polarized charged impurities in graphene
通过计算初始极化态的时间演化，研究了自旋极化带电杂质存在时石墨烯中载流子的自旋弛豫。自旋弛豫时间显示出完全不同的能量行为的短程和长程自旋散射体，并可以用来识别自旋散射的主导来源。我们的结果与最近的实验结果一致，表明它们的自旋弛豫可能是由长程散射引起的。
2016-10-12 cond-mat.mes-hall
Quasiparticle scattering off phase boundaries in epitaxial graphene
利用扫描隧道显微镜（STM）研究了超高真空下热分解6 H-SiC（0001）晶体生长的单层石墨烯（SLG）台阶的电子结构。我们重点研究了SLG阶地边缘附近的局域态密度（LDOS）的扰动。扶手椅形边缘有利于谷间准粒子散射，导致石墨边缘和SiC（0001）上SLG的（\surd 3 \times \surd 3）R30° LDOS超结构。使用LDOS图像的傅里叶变换，我们证明了SLG的本征掺杂是在费米能量下的LDOS图案的原因，其比中性石墨烯或石墨更复杂，因为它结合了局部（\surd 3 \times \surd 3）R30°超结构和远程拍频调制。虽然这些特征已经由Yang等人Nanoletters 10，943（2010）报道，但是我们在这里提出了基于经典地用于描述标准二维系统中的驻波图案的简单参数的替代解释。最后，我们讨论了其他典型边界的谷间散射的情况下：锯齿形边缘和SLG/双层石墨烯结。
2012-01-17 cond-mat.mes-hall
Long-range exchange interaction between magnetic impurities in graphene
研究了导电电子介导的石墨烯上杂质（吸附原子）之间的有效自旋交换耦合，作为电子-吸附原子相互作用的在位能量$U$的势部分的强度的函数。随着$U$的增加，交换耦合变得长程，主要由能量接近狄拉克点的杂质能级决定。当吸附原子驻留在相对的子晶格上时，它们的交换耦合，通常是反铁磁的，在杂质能级穿过狄拉克点的特定距离处变得铁磁和共振增强。
2016-10-27 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
Theory of charged impurity scattering in two dimensional graphene
我们回顾了在石墨烯附近的带电杂质的物理。库仑杂质的长程性质影响基态密度分布的性质以及石墨烯的输运性质。我们讨论了单个库仑杂质的屏蔽和在许多随机分布杂质存在下石墨烯的系综平均密度分布。最后，我们讨论了石墨烯的输运性质，由于散射带电荷的杂质在低和高的载流子密度。
2008-12-10 cond-mat.mes-hall
RKKY interaction between adsorbed magnetic impurities in graphene: symmetry and strain effects
对碳基自旋电子学的兴趣日益增长，激发了最近对石墨烯中RKKY相互作用的一些理论研究，目的是确定嵌入的磁矩之间的最有利的能量排列。未掺杂石墨烯中的RKKY相互作用比传统二维材料的预期衰减更快，最近的研究表明，许多过渡金属杂质所青睐的吸附构型可能导致更短范围的衰减和可能的符号变化振荡。在这里，我们表明，这些功能出现在一个数学上透明的方式时，对称性的配置包括在计算中。此外，我们表明，通过打破石墨烯晶格的对称性，通过单轴应变，RKKY相互作用的衰减率，因此范围，可以显着改变。我们的研究结果表明，石墨烯中吸附的杂质之间的磁相互作用可以通过对这些系统进行仔细的应变工程来操纵。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall
Visualization of intervalley coherent phase in PtSe2/HOPG heterojunction
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Wuhan National High Magnetic Field Center, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学武汉国家强磁场中心）；Wuhan University（武汉大学）；Schol of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）；Wuhan Institute of Quantum Technology（武汉量子技术研究院）
本研究通过扫描隧道显微镜可视化了PtSe2/HOPG异质结中的区间谷相干相，并揭示了其与莫尔超晶格的关系，为相干相的生成与放大提供了新途径。
2025-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
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
Potential and spin-exchange interaction between Anderson impurities in graphene
研究了石墨烯中由传导电子介导的共振磁性安德森杂质之间的有效相互作用，该相互作用是杂质的现场能级强度和与传导电子耦合的幅度的函数。相互作用的符号和性质取决于杂质是否位于相同或相反的子晶格上。对于相同的（相反的）子晶格，潜在的相互作用是吸引（排斥）在弱耦合限制与$1/R^3$依赖于距离;相互作用反转的符号，并成为排斥（吸引）在强耦合限制，并显示$1/R$行为。自旋交换耦合在大距离和小距离都是铁磁（反铁磁）的，但在中等距离时会反转符号并变成反铁磁（铁磁）。对于相反的亚晶格，有效的自旋交换耦合共振增强的距离处的能级交叉的狄拉克点。
2018-02-17 cond-mat.mes-hall
Intervalley electron-hole exchange interaction and impurity-assisted recombination of indirect excitons in WS$_2$ and WSe$_2$ monolayers
钨基二硫属化物单分子膜中激子态的多样性源于自旋自由度和谷自由度之间的独特相互作用。激子种类之一是间接激子（动量或谷暗），当单层是电荷中性时，其负责一系列共振。我们研究了间接激子的短程电子-空穴交换相互作用，以及杂质介导的复合机制。分析提供了在发射光谱中的零声子间接激子共振的能量和偏振的透彻理解。
2022-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impurities and electronic localization in graphene bilayers
我们分析了具有Bernal堆积和低浓度吸附原子的双层石墨烯的电子性质。假设宿主双层位于衬底的顶部，我们考虑杂质仅吸附在上层的情况。我们将非磁性杂质描述为与碳的pz态杂化的单个轨道。分析了在垂直于层的栅电场存在和不存在时杂质掺杂对局域态密度的影响。我们在不同的区域寻找安德森局域化并估计局域化长度。在偏置系统中，强局域杂质态部分地填充了场致能隙。有趣的是，这些态的结构、分布和局域化长度依赖于场的极化。
2015-03-10 cond-mat.mes-hall
Magnetism of Substitutional Co Impurities in Graphene: Realization of Single $π$-Vacancies
采用{ \it ab initio}计算方法研究了置换掺杂Co（Co $_{sub}$）原子的单层石墨烯的结构、电子和磁性.我们关注Co是因为在传统的铁磁元素（Fe、Co和Ni）中，只有Co $_{sub}$原子在石墨烯中诱导自旋极化。我们的研究结果表明，在石墨烯中的Co替代杂质的复杂的磁性，这是映射到简单的模型，如$π$ -空位和海森堡模型。在我们的工作中建立的链接可以用来将纳米结构的工程与有缺陷的石墨烯中的$π$模型的结果联系起来。原则上，这里考虑的结构可以使用电子辐照或Ar $^+$离子轰击来制造，以产生缺陷并同时沉积Co。
2009-06-30 cond-mat.mes-hall
Interactions and magnetic moments near vacancies and resonant impurities in graphene
研究了空位和共振散射体对石墨烯中电子相互作用的影响。我们将动力学平均场论与量子蒙特卡罗模拟相结合，使我们能够处理超越Hartree-Fock近似的非微扰量子涨落。这种相互作用使共振的宽度变窄，并引起居里磁化率，从而发出局部磁矩形成的信号。在低温下磁化率的饱和的情况下表明，本地的时刻和传导电子之间的耦合是铁磁的。
2011-04-12 cond-mat.mes-hall
Resonant scattering by magnetic impurities as a model for spin relaxation in bilayer graphene
我们建议，所观察到的双层石墨烯的自旋弛豫是由于磁性杂质的共振散射。我们分析了二聚体和非二聚体上吸附原子的共振散射模型，发现只有前者在电荷中性点处产生窄共振。与单层石墨烯相反，石墨烯双层中测量的自旋弛豫速率随着载流子密度的增加而增加。虽然人们普遍认为，不同的机制必须在两种结构中发挥作用，我们的模型解释了这种行为，而自然的不同的加宽尺度相同的基础共振过程。不仅我们的结果-使用强大的和第一性原理的启发参数-同意与实验，他们还预测实验可测试的急剧下降的自旋弛豫率在高载流子密度。
2016-02-29 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
Boltzmann conductivity of ferromagnetic graphene with magnetic impurities
我们在弛豫时间近似和半经典玻尔兹曼方法下研究了短程磁散射体存在下自旋极化石墨烯的电导率。巡游电子从多数自旋子带到少数自旋子带的自旋翻转散射导致在有限温度下电阻率最小。虽然这种行为让人想起著名的近藤效应，但它有一个完全不同的起源，在几个方面与近藤效应不同。特别地，与近藤效应不同，这是单粒子现象，并且它不需要杂质的磁矩与巡回电子的自旋之间的反铁磁耦合。
2013-09-23 cond-mat.mes-hall
Partial condensation of mobile excitons in graphene multilayers
在大的位移场中，在菱形和Bernal堆叠的石墨烯中，正常顺磁状态转变为关联状态。最近的实验表明，这样的系统有几个相变的载流子密度的函数。与顺磁状态相邻的相具有非常高的电阻和降低的费米海简并度。我们发现，这两种现象可以解释通过部分谷间激子凝聚的概念：一小部分粒子凝聚成激子，另一种形式的谷间相干费米液体。系统的激子部分对电流没有贡献，因此增加了电阻。在这个范例中，阻力的增加完全是几何学上的。我们通过数值计算验证了唯象理论的有效性。我们还证明了部分激子态和谷间相干态的量子振荡数据应该没有很大的差别。此外，我们建议STM/AFM或拉曼光谱有一个确凿的证据，我们在本文中建议的部分激子凝聚的发生。
2023-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Clustered impurities and carrier transport in supported graphene
通过自洽耦合模拟载流子输运和电动力学，研究了带电杂质分布和载流子-载流子相互作用对石墨烯/SiO $_2$中电子输运的影响.我们表明，特征宽度为40- 50 nm的杂质团簇产生实验观察到的大小的电子空穴水坑。在电导率与载流子浓度的关系中，杂质分布决定了剩余电导率和线性区斜率，测量的斜率可以用来估算实验中的杂质浓度。此外，我们表明，高密度的电导率次线性源于载流子-载流子相互作用。
2014-05-20 cond-mat.mes-hall
Disorder-induced temperature-dependent transport in graphene: Puddles, impurities, activation, and diffusion
我们从理论上研究了单层和双层石墨烯的输运性质，在存在由带电杂质诱导的电子-空穴水坑的情况下，这些杂质总是存在于石墨烯环境中。我们计算石墨烯的电导率，考虑到非平均场的两个组件的性质，运输在高度不均匀的密度和潜在的景观，其中激活的运输在整个潜在的波动，在水坑制度共存的定期金属扩散运输。水坑的存在允许在低载流子密度下的局部活化，引起单层和双层石墨烯系统的导电性的绝缘温度依赖性。我们还批判性地研究了在水坑存在下单层和双层石墨烯运输之间的定性相似性和定量差异。我们的理论计算解释了温度依赖性输运的非单调特征，这在低迁移率石墨烯样品中是实验上普遍观察到的。我们建立了2-分量性质（即，活化的和扩散的）石墨烯输运，该输运是由电势波动引起的不均匀密度水坑的存在引起的。石墨烯电导率的温度依赖性由许多竞争机制引起，即使不考虑任何声子效应，例如载流子从价带到导带的热激发、温度依赖性屏蔽、与环境中的随机带电杂质诱导的电子-空穴水坑相关的电势波动的热激活，导致非常复杂的温度依赖性，其取决于载流子密度和感兴趣的温度范围。
2011-09-26 cond-mat.mes-hall
Effect of charged impurity correlation on transport in monolayer and bilayer graphene
我们研究了单层和双层石墨烯的输运性质，同时考虑到带电杂质空间分布的相关性。特别是，我们发现，实验观察到的石墨烯电导率的次线性缩放可以自然地解释为库仑无序中的杂质相关效应引起的，没有必要假设除了带电杂质的存在下的短程散射中心。我们发现，在双层石墨烯中，杂质之间的相关性也会导致在较高载流子密度下电导率的缩放发生交叉。我们发现，在带电杂质之间的相关性的存在下，电导率依赖于非线性的杂质密度$n_i$，甚至可以增加与$n_i$。
2012-02-24 cond-mat.mes-hall
