Effects of Fermi velocity engineering in magnetic graphene superlattices
本文从理论上研究了费米速度调制对磁性石墨烯超晶格的电子和输运性质的影响。我们求解了具有位置相关矢量势和费米速度的石墨烯的有效Dirac方程，并使用传输矩阵方法得到了有限情况下的透射系数和周期性超晶格的色散关系。我们的研究结果表明，费米速度调制可以控制透射率的共振峰，也可以作为开关，打开/关闭通过磁势垒的传输。所得结果可用于石墨烯基电子器件的制备。
2020-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles study on the electronic and transport properties of periodically nitrogen-doped graphene and carbon nanotube superlattices
基于最近关于$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$石墨烯超晶格中存在谷间相互作用的报道，我们利用第一性原理计算研究了周期性氮掺杂石墨烯和碳纳米管纳米结构的电子性质.在这些结构中，氮原子以精确的周期性取代原始六方晶格中六分之一的碳原子，形成石墨烯和碳纳米管的完美$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$超晶格。探索了$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$石墨烯带和碳纳米管的多种纳米结构，并且所有配置都显示出金属和金属行为。利用非平衡格林函数方法结合密度泛函理论计算了$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$石墨烯和碳纳米管超晶格的输运性质。在一定条件下，原始和$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$扶手椅型碳纳米管异质结构的透射光谱表现出量子化行为。
2017-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical and photogalvanic properties of graphene supperlattices formed by periodic strain
从理论上研究了周期应变作用下石墨烯超晶格的形成。结果表明，电子能谱由超晶格布里渊区边界处的圆锥折叠所形成的微带组成，该超晶格布里渊区具有很窄的反交叉区。直接的interminiband跃迁下的光吸收被证明是依赖于频率和二向色性。掺杂的石墨烯超晶格表现出巨大的吸收二向色性。非对称石墨烯超晶格充当量子棘轮，允许在吸收垂直入射光时产生光电流。计算了不同非对称性掺杂超晶格的螺旋度相关光电流谱。
2011-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppression of coherent thermal transport in quasiperiodic graphene-hBN superlattice ribbons
纳米结构超晶格由于其物理性质的可调性，是一种很有前途的新型电子器件材料。周期性超晶格由于在材料之间的边界处的相长波干涉而促进了相干声子的热输运。然而，通过调节超晶格周期，可以诱导从相干到非相干输运状态的交叉。我们最近观察到这种交叉周期性石墨烯-氮化硼纳米带的长度增加的个别域。在一般情况下，输运性质占主导地位的平移对称性和非常规对称性的存在导致不寻常的输运特性。在这里，我们进行非平衡分子动力学模拟研究声子热输运的石墨烯-hBN超晶格以下的斐波那契准周期序列，其中周期性和无序结构之间的。我们的模拟表明，准周期性可以抑制这些超晶格中的相干声子热输运。这种行为与随着斐波那契代的增加，每个晶胞的界面数量增加有关，阻碍了沿着超晶格的声子相干性。石墨烯-hBN超晶格中的相干热传输的抑制使得能够在纳米尺度下对热传导进行更高程度的控制，并且显示出在新型热管理器件的设计中的应用潜力。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Real Space Raman Spectroscopy of Graphene Isotope Superlattices
报道了化学气相沉积法制备的12 C/13 C石墨烯同位素超晶格的拉曼光谱。在大的周期的拉曼光谱对应于批量12 C和13 C的贡献的总和。然而，在小的周期，我们观察到的混合12 C/13 C模式的拉曼过程，涉及两个声子，这导致在2D和2D'拉曼峰的三倍的形成。在实空间拉曼光谱的框架中可以很好地理解这种三倍，其中两个发射的声子来自超晶格的不同区域。混合峰的强度随着超晶格半周期接近光激发电子-空穴对的平均自由程而增加。通过在6和225 nm之间改变超晶格周期，我们可以直接测量光激发电子平均自由程，发现悬浮石墨烯为18 nm，SiO2衬底上石墨烯为7 nm。
2020-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of a gap opening on the conductance of graphene superlattices
利用传输矩阵方法计算了带隙石墨烯超晶格的电子传输和电导。我们所研究的系统由一系列的电子掺杂的石墨烯作为阱和空穴掺杂的石墨烯作为势垒组成。我们表明，在某些临界值的差距，传输概率接近统一。我们还发现，有一个区域附近的临界间隙值的系统的电导达到其最大值。
2009-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-Valley Engineering in Graphene Superlattices
石墨烯中的两个不相等的谷排除了由Z2拓扑绝缘体相的奇数个狄拉克锥特性提供的对谷间散射的保护。在这里，我们提出了一种方法，工程师的手征单谷金属相与二次交叉在蜂窝晶格通过定制的\sqrt{3} N * \sqrt{3} N或3N *3N超晶格。提出了在吸附原子修饰的石墨烯超晶格中通过赝塞曼场调节谷极化的可能性以及Dresselhaus型谷轨道耦合的出现。这种谷操纵机制和金属相也可以在蜂窝光子晶体中找到应用。
2015-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inducing a topological transition in graphene nanoribbons superlattices by external strain
扶手椅型石墨烯纳米带在形成超晶格时，可以分为不同的拓扑相，有或没有边缘状态。通过紧束缚和经典分子动力学模拟，我们研究了这些超晶格的电子和力学性质。MD表明，调制超晶格的断裂是脆性的，为未调制的带，发生在较薄的区域，与交错超晶格实现更大的断裂应变。我们发现了一个一般的机制，以诱导与应变的拓扑转变，有关的电子性质的超晶格的每一段，并通过研究亚晶格极化，我们能够描述的过渡和这些国家的应变的响应。对于这里详细研究的情况，拓扑转变发生在$\sim$ 3-5 \%应变，远低于断裂应变。超晶格的拓扑状态-如果存在的话-即使接近断裂也对应变是鲁棒的。与在石墨烯纳米带的锯齿形边缘中发现的零能量边缘状态不同，超晶格状态显示出即使在真实空间中也对无序特别不敏感的特征。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
$\textit{Zitterbewegung}$ near new Dirac points in graphene superlattice
当周期势作用于石墨烯时，新的Dirac点出现，并且在这些新的Dirac点附近有许多有趣的效应。本文研究了石墨烯超晶格中新狄拉克点附近高斯波包描述的费米子的$\textit{Zitterbewegung}$效应。不同狄拉克点附近的$\textit{Zitterbewegung}$具有相似的特性，而新狄拉克点附近的费米子在$x$ -和$y$ -方向上具有不同的群速度，这导致了新狄拉克点附近的$\textit{Zitterbewegung}$具有不同的特性。我们还研究了所有Dirac点对$\textit{Zitterbewegung}$效应的影响，得到了随势变化的演化规律。我们的深入研究结果表明，石墨烯超晶格可能提供一个合适的系统，以研究$\textit{Zitterbewegung}$效应附近的新的狄拉克点的实验。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimized Fabrication Procedure for High-Quality Graphene-based Moiré Superlattice Devices
本文提出一种基于改进干法转移的优化制备流程，通过精确控制位置、角度和温度并结合严格筛选与激光烧蚀，解决了石墨烯莫尔超晶格器件中扭转角不均匀和异质应变等难题，实现了高均匀性器件。
2025-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional satellite resistance peaks in moiré superlattice of h-BN/ AB-stacked tetralayer-graphene heterostructure
大多数关于由h-BN和石墨烯堆叠形成的莫尔超晶格的研究都集中在单层石墨烯上;对多层石墨烯的了解较少。在这里，我们表明，多层石墨烯的莫尔超晶格显示出由超晶格结构影响的各向异性费米表面产生的新特征。h-BN/AB堆叠的四层石墨烯异质结构的莫尔超晶格表现出电阻率峰，其显示出对垂直电场的复杂依赖性。这些峰不是由于二次狄拉克锥的形成，而是由于各向异性费米面的折叠而导致的能隙的打开。此外，超晶格峰是由轻质量和重质量的双层带通过超晶格势混合而产生的。间隙不是在超晶格布里渊区的边界上打开，而是在其内部打开，这反映了多层石墨烯费米表面的各向异性。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Symmetry-induced gap opening in graphene superlattices
我们研究了石墨烯中缺陷的nxn蜂窝超晶格。所考虑的缺陷是缺失的p_z轨道，可以通过在给定位置引入C原子空位或化学结合简单原子物种来实现。利用对称性论证，我们证明了当n= 3 m +1，3 m +2（m的整数）时如何可能打开一个能隙，并估计其值与缺陷浓度x=1/n^2的平方根近似相关。紧束缚计算证实了这些发现，并表明诱导能隙可以相当大，例如，x~10^{-3}时约为100 meV。对吸附在石墨烯上的H原子所形成的超晶格进行了修正的密度泛函理论计算，结果与紧束缚的结果吻合得很好，从而表明所提出的结构可以在实践中用于打开石墨烯中的间隙。
2009-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flat bands in bilayer graphene induced by proximity with polar $h$-BN superlattices
本文通过第一性原理与紧束缚模型结合Wannier函数方法，证明极性h-BN超晶格的静电邻近效应可在AB堆叠双层石墨烯中诱导出分离良好的平带，并揭示了原子排列对能带结构的关键影响。
2023-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nearly Free Electron States in Graphene Nanoribbon Superlattices
近自由电子（NFE）态是低维系统中一类重要的未占据态。尽管人们对它进行了深入的研究，但关于它的物理起源及其对外部扰动的响应行为仍然没有一个清晰的描述。我们基于石墨烯纳米超晶格的系统的第一性原理研究表明，实际上存在两种NFE态，这可以通过简单的Kronig-Penney势模型来理解。通过电子掺杂可以获得无原子散射的NFE传输通道，其可以用作概念上新的场效应晶体管。
2010-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of a graphene superlattice with a modulated Fermi velocity
利用有效类Dirac-like哈密顿量研究了由两个具有不同费米速度、能隙和静电势的周期区域组成的石墨烯超晶格的电子结构.必须预期的是，石墨烯超晶格的一个区域中的费米速度的改变等效于改变该区域的宽度而保持费米速度不变，只要载流子穿过该区域所花费的时间相同。然而，这里表明，这两个系统是不等价的。我们发现了额外的狄拉克点诱导的周期势和它们的位置在\textbf{k}空间。结果表明，费米速度调制打破了电子和空穴的微带之间的对称性，它是可能的额外的狄拉克点的行为进行控制。所得结果可用于石墨烯基电子器件的制备。
2015-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Velocity renormalization and Dirac cone multiplication in graphene superlattices with various barrier edge geometries
一维石墨烯超晶格的电子性质强烈依赖于原子的尺寸和一维周期性势的取向。使用紧束缚的方法，我们表明，扶手椅和锯齿形方向在这些超晶格有不同的影响的各向异性速度的载流子的重整化。对于对称的势垒，垂直于势垒的速度被修改为扶手椅方向，而在锯齿形的情况下保持不变。对于不对称的障碍，初始对称性之间的前向和后向动量的狄拉克锥对称性被打破的速度垂直（扶手椅的情况下）或平行（锯齿形的情况下）的障碍。最后，电荷中性点处的狄拉克锥乘法只发生在锯齿形几何中。相反，带隙出现在具有扶手椅方向势垒的石墨烯超晶格的电子结构中。
2015-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Designing graphene/hexagonal boron nitride superlattice monolayer with high thermoelectric performance
我们设计了一种石墨烯/六方氮化硼超晶格杂化单层膜，并利用密度泛函理论和Boltzmann输运方程研究了其热电性能，其中弛豫时间通过电子-声子耦合计算得到精确处理.与原始石墨烯相比，超晶格结构的晶格热导率降低了两个数量级以上，这是由于混合键特性引起的增强的三声子散射过程。此外，费米能级附近轻重带的共存导致了Z字形方向上的高功率因数，在1100 K时n型系统的ZT值最高可达~2.5.此外，应注意，价带最小值附近的载流子输运几乎完全由超晶格的石墨烯部分贡献。结果表明，适当的磷取代氮原子可以使p型系统的热电性能提高到与n型系统相当，这可以抑制晶格热导率，但对空穴输运几乎没有影响。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene-based modulation-doped superlattice structures
研究了石墨烯基超晶格结构的电子输运性质。提出了一种基于石墨烯的调制掺杂超晶格结构几何形状，其由周期性排列的交替层组成：InAs/石墨烯/GaAs/石墨烯/GaSb。不像调制掺杂的超晶格结构，未掺杂的石墨烯/GaAs/石墨烯结构在升高的温度下显示出相对高的电导率和增强的迁移率，其更稳定并且对温度不太敏感，并且在屏蔽长度尺度上具有鲁棒的电可调谐控制。由于超晶格结构中存在金属（石墨烯）单层，热离子电流密度表现出增强的行为。所提出的超晶格结构可能成为新型宽带能隙量子器件的重要用途。
2011-02-24 cond-mat.mes-hall
Gate-dependent Pseudospin Mixing in Graphene/Boron Nitride Moire Superlattices
石墨烯中的电子由具有双组分赝自旋的相对论性Dirac-Weyl旋量描述1 -12。狄拉克电子独特的赝自旋结构导致了新出现的现象，如无质量的狄拉克锥2，反常量子霍尔效应2，3和克莱因隧道4，5在石墨烯。操纵电子赝自旋的能力对于新型石墨烯电子学是高度期望的，并且它需要精确控制以在原子水平上区分两个石墨烯子晶格。石墨烯/氮化硼（石墨烯/BN）莫尔超晶格，其中由于B-N原子导致的快速子晶格振荡叠加在缓慢莫尔周期上，提供了一种有吸引力的方法来设计石墨烯中的电子赝自旋13 -18。这种不寻常的莫尔超晶格导致旋量势与不寻常的电子赝自旋杂交，这可以直接通过红外光谱探测，因为光学跃迁对激发态波函数非常敏感。在这里，我们进行石墨烯/BN异质结构的显微红外光谱，并证明莫尔超晶格势是由一个pseudospin-mixing组件类似于一个空间变化的伪磁场占主导地位。此外，我们表明，旋量势敏感地依赖于栅极诱导的载流子浓度在石墨烯，表明从电子-电子相互作用的旋量势的强重整化。我们的研究提供了更深入的理解下旋量莫尔势的石墨烯赝自旋结构，以及令人兴奋的机会，以控制赝自旋在二维异质结构的新型电子和光子纳米器件。
2014-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electromagnetic Waves Reflectance of Graphene -- Magnetic Semiconductor Superlattice in Magnetic Field
在考虑耗散过程的Faraday几何下，对置于磁场中的石墨烯-磁性半导体-石墨烯超晶格的电动力学性质进行了理论研究。采用传输矩阵法计算了不同周期数和不同周期尺寸的超晶格对电磁波的反射率、透射率和吸收率随频率和场的变化关系。石墨烯-磁性半导体-石墨烯超晶格的电动力学性质的有效控制的可能性已经被证明。
2014-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Superlattice structures in twisted bilayers of folded graphene
双层石墨烯的电子性质强烈依赖于两个原子晶格的相对取向。虽然Bernal堆叠的石墨烯是最常研究的，但层间的旋转失配开辟了一个全新的丰富物理学领域，特别是在小的层间扭曲时。在这里，我们报告的磁输运测量扭曲的石墨烯双层，通过折叠的单层制备。这些揭示了一个强烈的依赖于扭转角，这可以通过样品的几何形状来估计。在小的旋转，超晶格的波长在10 nm的顺序出现，并通过摩擦原子力显微镜观察。在这个小角度制度的磁输运测量显示卫星朗道风扇的形成。这些都归因于额外的狄拉克奇性的能带结构和讨论相对于广泛的层间耦合模型。
2014-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Bloch oscillation in bilayer graphene gradient superlattices
利用转移矩阵方法研究了双层石墨烯梯度超晶格中的电子Bloch振荡。通过引入两种沿电子传输方向的方势垒梯度势，我们发现在电子传输方向上可以产生高达太赫兹的布洛赫振荡。Wannier-Stark阶梯是Bloch振荡的对应物，它是由一系列等距离的透射峰组成，电子波函数的局域化也是Bloch振荡的特征. Bloch振荡的周期随势垒梯度的增大而线性减小。
2014-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence for Superlattice Dirac Points and Space-dependent Fermi Velocity in Corrugated Graphene Monolayer
最近的研究表明，周期势可以在石墨烯中产生能量为（是石墨烯的费米速度，G是倒易超晶格矢量）的超晶格狄拉克点。在这里，我们进行扫描隧道显微镜和光谱研究的波纹石墨烯单层铑箔。我们发现，纳米波长的准周期波纹的波纹石墨烯引起弱的一维（1D）电子势，从而导致超晶格狄拉克点的出现。超晶格的狄拉克点的位置是空间依赖的，并显示出广泛的分布值。我们证明了超晶格空间相关的狄拉克点与空间相关的费米速度密切相关，这可能是由于波纹石墨烯中的局域应变和强电子-电子相互作用的影响。
2012-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic band gaps and transport properties in periodically alternating mono- and bi-layer graphene superlattices
研究了周期交替单层和双层石墨烯超晶格的电子能带结构和输运性质。在这种MBLG SL中，存在对晶格常数不敏感的零平均波矢量（零- $\overline{k}$）间隙。这种零- $\overline{k}$间隙可以通过改变双层石墨烯的势宽比和层间耦合系数来控制。我们还表明，存在额外的狄拉克点，这些额外的狄拉克点的条件解析。最后，通过调节单层和双层周期性石墨烯的层间耦合和宽度比，我们证明了MBLG SL中前两个能带的电子输运性质和能隙是可调的.
2015-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Imaging Strain-field Vortex Networks in Twisted Bilayer Graphene Magnified by Moiré Superlattices
在二维扭曲双层膜中，范德华（vdW）层间相互作用通过局部旋转晶格在界面处引入原子尺度的重构，从而在其莫尔超晶格中形成应变场涡旋网络。然而，直接成像应变场涡旋的微小局部晶格旋转需要极高的空间分辨率，是实验中的一个突出挑战。在这里，引入了最顶部的小周期石墨烯莫尔图案，以放大晶格的亚埃扭曲和底层扭曲双层石墨烯（TBG）中的微小局部晶格旋转。通过对底层TBG的原子尺度重构，最顶层石墨烯莫尔图案的局部周期和低能van Hove奇点在空间上被修改，从而实现应变场涡旋网络的真实空间成像。我们的研究结果表明，结构重建的vdW系统可以提供一个独特的衬底空间工程支持的二维材料的结构和电子性能。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac point formation revealed by Andreev tunneling in superlattice-graphene/superconductor junctions
石墨烯超晶格由一维周期势形成，其特征在于电子结构中出现新的狄拉克点。石墨烯的无质量狄拉克费米子在新点的群速度急剧降低，导致电导光谱中的可测量效应。我们在这里表明，隧道光谱使用超导混合结是更敏感的狄拉克点的形成在石墨烯超晶格的光谱由于额外的贡献Andreev过程。我们研究了基于石墨烯的超晶格-超导体混合结的输运性质，并证明了超晶格势可以与邻近诱导的超导关联共存。这两种效应都有助于改变石墨烯的子带隙能量谱，因此，归一化的隧穿电导具有与原始和新生成的狄拉克点之间的能量分离成比例的电压的急剧变化。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
New generation of moiré superlattices in doubly aligned hBN/graphene/hBN heterostructures
二维晶格的特定旋转排列导致具有比原始晶格更大的周期的莫尔超晶格，并且允许设计这种材料的电子能带结构。到目前为止，已经报道了石墨烯/hBN和石墨烯/石墨烯系统的这种超晶格的输运特征。在这里，我们报告了在完全hBN封装的石墨烯中的莫尔超晶格，其中顶部和底部hBN都与石墨烯对齐。在石墨烯中，两种不同的莫尔超晶格分别与顶部和底部hBN形成。两个超晶格的叠加可以导致第三个超晶格，其周期大于石墨烯/hBN系统中的最大周期（14 nm），我们在一个简单的模型中解释了这一点。这种新型的能带结构工程允许人们在二维材料中人为地创建更宽的电子特性谱。
2018-12-25 cond-mat.mes-hall
Ferroelectric hysteresis in singly aligned graphene-hBN moiré superlattices
CIC nanoGUNE（纳米科技联合研究中心）；University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；Centro de Física de Materiales (CFM-MPC) Centro Mixto CSIC-UPV/EHU（物质物理中心（CFM-MPC）CSIC-巴斯克大学联合中心）
通过霍尔测量和温度依赖性实验，证实单层石墨烯-六方氮化硼莫尔超晶格中存在铁电响应，并揭示其源于莫尔超晶格能带导致的异常电荷屏蔽，自发极化从2K持续至室温。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kekulé distortions in graphene on cadmium sulfide
本研究发现将石墨烯置于硫化镉表面可生成Kekulé超晶格，DFT计算证实CdS起伏表面改变在位能和C-C键，产生两种表现出自旋轨道耦合的超晶格，并模拟了电子衍射和显微图像以指导实验实现。
2024-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Negative Differential Resistance in Planer Graphene Superlattice Resonant Tunneling Diode
在本文中，我们报告了可控的负微分电阻（NDR）在一个拟议的平面石墨烯超晶格结构。预测峰谷比（PVR）的高值。这是重要的，因为在低偏压下出现具有高PVR的NDR。我们的发现是重要的，因为除了石墨烯的其他潜在应用之外，还提出了在电子器件（例如共振隧穿二极管和滤波器）中实现基于石墨烯的超晶格。
2017-03-01 cond-mat.mes-hall
Tunable Superlattice in Graphene To Control the Number of Dirac Points
石墨烯中的超晶格在能带结构中产生额外的狄拉克点，并且它们的数量取决于超晶格势强度。在这里，我们使用两个栅极的组合在具有可调势垒高度的石墨烯器件中创建了横向超晶格。在这封信中，我们展示了使用横向超晶格来修改石墨烯的能带结构，从而导致新的狄拉克锥的出现。这种对能带结构的控制性改变一直持续到100 K。
2013-09-18 cond-mat.mes-hall
Electrostatic Superlattices on Scaled Graphene Lattices
一个可扩展的紧束缚模型应用于大规模的量子输运计算清洁石墨烯静电超晶格势，包括两种类型的石墨烯超晶格：莫尔图案由于堆叠的石墨烯和六方氮化硼（hBN）晶格，和栅极可控的超晶格使用空间调制的栅极电容。在石墨烯/hBN莫尔超晶格的情况下，我们的输运模拟和实验之间的一致性是令人满意的在零和低磁场，但打破了在高磁场，由于采用简单的模型哈密顿量，不包括高阶项的有效矢量势和狄拉克质量项。在栅极可控超晶格的情况下，不涉及高阶项，并且预计模拟在数值上是精确的。回顾最近的实验石墨烯受门控正方形超晶格周期为35 nm，我们的模拟显示出良好的一致性，揭示了多个额外的狄拉克锥在更强的超晶格调制的出现。
2019-07-07 cond-mat.mes-hall
Moire superlattice effects in graphene/boron-nitride van der Waals heterostructures
石墨烯和六方氮化硼的范德华异质结构的特征在于石墨烯的狄拉克电子的莫尔超晶格。在这里，我们回顾了这种超晶格所产生的影响，包括一个特定的迷你带结构，具有间隙和二级狄拉克点，和分形谱的磁迷你带被称为霍夫施塔特的蝴蝶。
2014-11-05 cond-mat.mes-hall
Have Mysterious Topological Valley Currents Been Observed in Graphene Superlattices?
我们提供了一个关键的讨论有关的索赔拓扑谷电流，驱动全球Berry曲率和谷霍尔效应在最近的文献中提出的。在指出了解释巨非局域电阻的理论方案的主要不一致性之后，我们讨论了各种可能的替代解释和开放的研究方向，以解决石墨烯超晶格中非局域输运的奥秘。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Influence of the Constant Electric Field on the Mutual Rectification of the Electromagnetic Waves in Graphene Superlattice
在紧束缚近似下，导出了石墨烯超晶格中电子能量的显式表达式。讨论了椭圆余弦波在石墨烯超晶格中传播的可能性。计算了在纵向恒定电场作用下，椭圆余弦和正弦电磁波在垂直于超晶格轴方向上感应的直流电流。当纵向电场的强度改变其绝对值时，这种直流电流的方向也会改变。
2016-08-08 cond-mat.mes-hall
Novel Type of Superlattices Based on Gapless Graphene with the Alternating Fermi Velocity
我们研究了一种新型的石墨烯基超晶格形成由于费米面的周期性调制。这种调制对于沉积在由具有基本上不同的直流介电常数值的材料制成的条纹衬底上的石墨烯是可能的。类似的超晶格也出现在石墨烯片上，石墨烯片施加在具有平行凹槽的周期性阵列的衬底上。我们提出了一个描述这种超晶格的模型。利用转移矩阵技术，我们确定了这些超晶格的色散关系，并计算了它们的能谱。我们还分析了在一个定性的水平下研究的系统的电流-电压特性。
2014-12-10 cond-mat.mes-hall
Tunable Band Gap in Graphene with a Non-Centrosymmetric Superlattice Potential
我们表明，如果石墨烯受到从外部超晶格的潜力，一个带隙的狄拉克点提供的超晶格潜在的破坏反转对称性。作为一个数值例子，我们计算了石墨烯的能带结构的存在下，由于周期性图案化的栅极排列在一个三角形的石墨烯超晶格（TGS）的反转对称性破缺的外部电位，并发现一个带隙创建在原始和“第二代”狄拉克点。原则上，可以通过改变TGS的外部电势和晶格常数来控制间隙。
2010-03-31 cond-mat.mes-hall
Band structure and gaps of triangular graphene superlattices
研究了长波长三角形石墨烯超晶格的一般性质。结果表明，狄拉克点与无间隙可以出现在一些高对称点的布里渊区。间隙的存在可以导致在相称填充物处的绝缘行为。应变和磁性超晶格也进行了讨论。
2010-06-01 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional Graphene Superlattice Made with Partial Hydrogenation
采用密度泛函紧束缚方法（DFTB）研究了部分氢化法制备的二维石墨烯超晶格的电子性质.石墨烯表面氢原子的二维形貌对石墨烯超晶格的电子结构有很大的影响。特别是，2-D图案的边缘，扶手椅或锯齿形，是必不可少的能量带隙开放，和能量带隙敏感地依赖于图案的形状，大小和2-D周期性。基于这些发现，我们认为二维石墨烯超晶格可以用于在石墨烯上制备量子点和二维异质结，而不需要切割或蚀刻。
2011-05-19 cond-mat.mes-hall
Double-periodic quasi-periodic graphene superlattice: non-Bragg band gap and electronic transport
研究了双周期序列的准周期石墨烯超晶格中的电子带隙和输运性质。发现这种准周期结构可以具有零平均波数（零- $\bar{k}$）带隙，它与一个不寻常的狄拉克点有关.与布喇格带隙不同，零$\bar{k}$带隙对入射角不敏感，对晶格常数具有鲁棒性。比较了不同序列的石墨烯超晶格中Dirac点和多Dirac点的位置。在石墨烯超晶格中的零- $\bar{k}$带隙上的电子输运的控制可以促进许多石墨烯基电子器件的开发。
2012-09-26 cond-mat.mes-hall
Manipulating infrared photons using plasmons in transparent graphene superlattices
超晶格是一种可以控制电子流动的人工周期性纳米结构。它们的操作通常依赖于电子波传播方向上的电势的周期性调制。在这里，我们展示了透明的石墨烯超晶格，它可以利用载流子的集体振荡来操纵红外光子，即，多个石墨烯层的系综的等离子体激元。超晶格是通过交替沉积晶圆级石墨烯片和薄绝缘层，然后将它们全部图案化成三维光子晶体状结构而形成的。我们的实验表明，狄拉克费米子在这种石墨烯超晶格中的集体振荡是明确的非经典：与掺杂单层石墨烯相比，将载流子分布到多个石墨烯层中强烈增强了等离子体共振频率和幅度，这与传统的半导体超晶格中的等离子体共振频率和幅度有根本不同。这种特性使我们能够构建具有8.2 dB抑制比的可广泛调谐远红外陷波滤波器和具有9.5 dB消光比的太赫兹线性偏振器，使用仅具有五个石墨烯原子层的超晶格。此外，未图案化的超晶格屏蔽高达97.5%的低于1.2太赫兹的电磁辐射。该演示也为实现其他透明的中红外和远红外光子器件，如探测器，调制器和三维超材料系统开辟了一条途径。
2012-02-23 cond-mat.mes-hall
Tunnelling through finite graphene superlattices: resonance splitting effect
在矩形电势和$δ$函数磁势两种情况下，推导了任意势垒数$n$的有限石墨烯超晶格的透射几率的精确表达式.得到的透射概率显示两种类型的共振能量：势垒诱导的共振能量不变的$n$的变化和良好的诱导共振能量经历了$(n - 1)$倍分裂的$n$增加。通过对各种类型的石墨烯超晶格的数值计算的支持，这些分析结果被假设为等同地应用于所有有限的石墨烯超晶格，而不管潜在的性质[电或磁]以及势垒形状。
2014-12-21 cond-mat.mes-hall
Tunneling states in graphene heterostructures consisting of two different graphene superlattices
我们从理论上研究了石墨烯异质结构中的电子输运性质，这种异质结构是由两种不同的石墨烯超晶格组成的，具有一维周期势。结果表明，这种异质结构在禁带中存在一种特殊的隧穿态，在隧穿态能量附近，电子电导大大增强，Fano因子被强烈抑制.最后用布洛赫波展开法给出了产生隧穿态的赝自旋波阻抗匹配条件。
2011-02-24 cond-mat.mes-hall
Graphene: Kinks, Superlattices, Landau levels, and Magnetotransport
本文综述了单层和双层石墨烯超晶格的研究进展。我们强调的准粒子的手性在产生新的狄拉克费米子模式与可调的各向异性速度在一维（1D）超晶格中的单层和双层石墨烯的作用。我们讨论了在宽范围的垂直（轨道）磁场的超晶格中的朗道能级和磁输运的结构。在单层石墨烯中，我们发现，轨道磁场可以扭转由超晶格势施加的各向异性的运输，这表明可能的开关型器件的应用。我们还考虑了局部的拓扑模式在一个扭结的电场施加垂直于双层石墨烯，并显示如何相互作用转换成两个波段的Luttinger液体与可调Luttinger参数。双层石墨烯中电场超晶格的能带结构（有或没有磁场）被示出自然地从这种拓扑模式的耦合阵列产生。我们简要回顾了二维超晶格的能带结构的一些结果。最后，我们讨论了最近的隧道和运输实验，并指出开放的问题。
2012-07-19 cond-mat.mes-hall
Tunable valley Hall effect in gate-defined graphene superlattices
我们从理论上研究了作为实现可调谷依赖输运的平台的具有破缺反转对称性的栅极限定的石墨烯超晶格。我们的分析是基于最近的实验[C. Forsythe等人，Nat. Nanotechnol. 13，566（2018）]，其中通过纳米结构化石墨烯/图案化电介质/栅极结构中的电介质，在石墨烯上诱导了栅极可调超晶格电势。我们演示了如何电子紧束缚结构的超晶格系统类似于一个缺口狄拉克模型与相关的谷依赖运输使用展开程序。以这种方式，我们得到的谷霍尔电导率从超晶格布里渊区的Berry曲率分布，并证明了这种电导率的可调谐性的超晶格势。最后，我们计算了与横向谷电流和纵向充电电流相关的谷霍尔角，并证明了谷电流对图案化电介质中不规则性的鲁棒性。
2019-10-18 cond-mat.mes-hall
Electron Interactions and Gap Opening in Graphene Superlattices
我们发展了一个石墨烯超晶格中相互作用效应的理论，其中可调的超晶格周期性可以用作控制狄拉克点处的间隙的旋钮。应用于石墨烯上的六氮化硼（G/h-BN），我们的理论预测大量的多体增强这种差距。通过莫尔超晶格周期性可调，在最佳条件下可以达到几个数量级的增强。的狄拉克点间隙增强可以远远大于布拉格散射在超晶格主谐波打开的迷你间隙。这自然解释了最近在G/h-BN异质结构中观察到的大狄拉克点带隙的难题以及G/h-BN扭曲角的可调谐性。
2013-12-18 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
Multilayer graphene with a superlattice potential
本研究将超晶格势扩展至三层和四层石墨烯，发现手性堆叠更适合实现多个平坦能带堆叠，Bernal堆叠可实现拓扑平坦能带，施加双重超晶格势可增强两者可行性。
2022-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superlattice Structures of Graphene based Nanoribbons
基于第一性原理计算，我们预测不同宽度的扶手椅型石墨烯纳米带周期性重复的结形成超晶格结构。在这些超晶格异质结构中，宽度和能隙在实空间中被调制，并且特定的状态被限制在某些段中。组成纳米带的取向、它们的宽度和长度、结的对称性是设计这些量子结构的电子性质的结构参数。不仅尺寸调制，而且组成调制，例如周期性重复的BN和石墨烯蜂窝纳米带的相称异质结导致多量子阱结构。我们表明，这些基于石墨烯的量子结构可以引入新的概念来设计纳米器件。
2008-03-25 cond-mat.mes-hall
A transverse current rectification in graphene superlattice
提出了一种基于条形介质衬底上石墨烯的超晶格能谱模型。导出了在椭圆极化电磁波作用下，该结构中出现的垂直于牵引电场的直流分量。本文分析了横向电流密度与超晶格轴向椭圆极化波分量大小和拉力场大小的关系。
2010-11-23 cond-mat.mes-hall
Edge modes and non local conductance in graphene superlattices
研究了石墨烯带隙莫尔超晶格中边缘模的存在性。我们发现超晶格能带获得有限的陈氏数，这导致了谷霍尔效应。色散边缘模式的存在下，证实了现实的纳米带的能带结构的计算使用紧束缚方法。这些边缘状态对无序只有微弱的敏感性，因为短程散射过程导致微米量级的平均自由程。这些结果解释了当化学势位于体超晶格间隙内时边缘电流的存在，并为氮化硼上石墨烯带中现有的非局部电阻率测量提供了解释。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
Optoelectronic Fingerprints of Interference between Different Charge Carriers in Graphene Superlattices and Analogies to Twisted Graphene Bilayers
受最近关于Kekulé图案化石墨烯低能光谱的实验结果的启发，研究了具有空间调制的石墨烯超晶格的光电特征，该空间调制使单位晶格的尺寸增加了两倍，并将谷折叠到布里渊区的中心。对于像最近实验中看到的超晶格，光电响应揭示了多种载流子，它们的有效质量或费米速度不同。它们的特征类似于多重费米子系统，其中不同的频率间隔由不同类型的准粒子主导。值得注意的是，这些系统的响应表现出的光学电导率的特征峰，这表明一种不同种类的载体之间的干扰。我们还讨论了一个相关的超晶格，表现出合并狄拉克锥和能带平坦化，与哈密顿类似的扭曲双层石墨烯的手征模型的版本，其中长程莫尔调制已被取代的两个参数的偏置。
2021-08-27 cond-mat.mes-hall
Anomalous Cyclotron Motion in Graphene Superlattice Cavities
我们认为石墨烯超晶格微带费米子探测磁输运实验中的电子干涉。通过对观测到的Fabry-Pérot干涉图样和相应的量子输运模拟进行解码，我们发现来自超晶格微带的狄拉克准粒子不经历常规的回旋运动，而是遵循更微妙的轨迹。特别地，在低磁场下的动力学的特征在于特殊的、直的轨迹段。我们的研究结果提供了新的见解超晶格微带费米子，并开辟了新的可能性，在电子光学实验中使用周期性电位。
2020-06-26 cond-mat.mes-hall
Klein collimation by rippled graphene superlattice
石墨烯中碳原子的$σ$和$π$轨道的杂化取决于表面曲率。考虑平面和波纹石墨烯子系统之间的单个结，发现由于Klein穿透现象导致的电荷在波纹子系统中的积累，从而产生n-p结。利用这一事实，我们表明，弹道传播的光束中的电子的动量分布可以是选择性的，而无需波导，或外部电场，和/或磁场在石墨烯条下实验可行的一维周期性电位。这种电势是在超晶格的帮助下产生的，超晶格由周期性重复的石墨烯片组成，石墨烯片具有不同的碳轨道杂化，由石墨烯表面曲率的变化产生。由超晶格引起的电荷重新分布和电子的选择性传输允许通过简单地改变超晶格中的元素属性来控制所考虑的系统中的电子聚焦
2019-11-18 cond-mat.mes-hall
