Non-local quantum effects in plasmons of graphene superlattices
通过使用非局域的量子力学响应函数，我们研究了一维超晶格（SL）势$V_0 \cos G_0x$中的石墨烯等离子体。SL引入与电子子带跃迁相关联的量子能量标度$E_G \sim \hbar v_F G_0$。在低于$E_G$的能量下，等离子体激元色散是高度各向异性的;等离子体激元垂直于SL轴传播，但被沿着SL方向的电子跃迁阻尼。这些结果的有效性的半经典近似描述周期性结构中的低能等离子体激元的问题。在更高的能量，分散体成为各向同性和Drude类与有效Drude重量有关的局部化学势的绝对值的平均值。因此，对动能的全量子力学处理引入了使SL中的等离子体离域的非局部效应，使得系统甚至在电荷密度消失的奇点附近表现为超材料。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall
Plasmons in a Superlattice of Fullerenes or Metallic Shells
本文提出了球形二维电子气线性周期阵列（S2DEG）中集体等离子体激发的理论。这是一个简单的模型，超薄和狭窄的微纳米富勒烯或金属壳。随机相位近似（RPA）中包含了位于同一球体和不同球体上的电子之间的库仑耦合。在这些计算中忽略了球之间的电子跳跃。由此产生的等离子体色散方程数值求解。结果作为波矢量的函数的单壁S2DEG的超晶格。等离子体激元分散体得到不同的球形分离。我们表明，一维平移对称的晶格保持在等离子体激元光谱。此外，我们还比较了超晶格方向平行于量子化轴和垂直于量子化轴时的等离激元色散。然而，由于库仑矩阵元的各向异性，只有在垂直于量子化轴的方向上，等离子体激元色散才有反交叉。S2DEG可以作为富勒烯的一个简单模型，当它们的能带相距很远时。
2014-05-01 cond-mat.mes-hall
Plasmon coupling in extended structures: Graphene superlattice nanoribbon arrays
近端纳米结构中局域等离子体激元之间的相互作用是一种研究得很好的现象。在这里，我们探讨等离子体激元等离子体激元相互作用的连接扩展系统。这样的系统现在可以很容易地使用石墨烯生产。具体来说，我们采用有限元方法来研究这种相互作用的石墨烯纳米阵列与周期性调制的电化学电位或层数。我们发现了丰富的变化，在所得到的等离子体共振取决于尺寸和电化学电位（掺杂）的nanoriginates段和横向和纵向等离子体相互作用的参与。与基于众所周知的“轨道杂交模型”的预测不同，扩展系统的所得混合等离子体共振的能量可以位于各个组分的等离子体的能量之间。结果表明，石墨烯等离子体激元的宽范围的可调谐性，并可以帮助设计具有所需光谱的结构，这可用于增强电磁波谱的红外区域中的光场。
2015-10-14 cond-mat.mes-hall
Topological valley plasmons in twisted monolayer-double graphene moiré superlattices
本研究将拓扑光子学与莫尔超晶格结合，理论证明小角度转角单层-双层石墨烯莫尔超晶格可作为谷保护等离激元的天然平台，其因畴区光导率差异形成完整带隙，具有非零谷陈数和抗谷间散射的边缘态单向输运特性。
2024-03-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Infrared absorption and Raman scattering on coupled plasmon--phonon modes in superlattices
我们从理论上考虑由薄的导电层之间的绝缘层空间分离形成的超晶格。利用麦克斯韦方程组分析了系统中两个耦合声子-等离子体模的色散，并考虑了延迟的影响。计算了有限平板的红外透射和半无限超晶格的红外吸收。反射率最小值由绝缘层中的纵向和横向声子频率以及耦合模式的密度态奇异性决定。我们还计算了半无限超晶格的喇曼截面。
2005-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photonic crystals for nano-light in moiré graphene superlattices
石墨烯是一种原子级薄的等离子体介质，其支持高度受限的等离子体激元或纳米光，具有非常低的损耗。石墨烯的电子性质可以在它被放置在另一个石墨烯层上时急剧改变，导致莫尔超晶格。两层之间的相对扭转角是由此获得的扭曲双层石墨烯（TBG）中的层间耦合的关键调谐参数。利用红外纳米成像技术研究了等离子体激元在TBG中的传输。我们发现，发生在小扭曲角的原子重构将TBG转换成用于传播纳米光的自然等离子体光子晶体。这一发现指出了一条通过利用石墨烯和其他原子分层范德华力材料的量子特性来控制纳米光的途径，从而消除了对艰巨的自上而下的纳米制造的需要。
2019-01-24 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
One dimensional massless Dirac bands in semiconductor superlattices
半导体超晶格可以显示在区域中心或区域边界处简并的色散。我们表明，它们是线性的波矢量在附近的交叉点。这建立了在半导体材料中实现无质量的狄拉克带。我们发现这些超晶格的本征态和相应的Wannier函数具有特殊的对称性。我们讨论了这种超晶格的性质与电子的面内运动的稳定性。作为一个独特的指纹，这种超晶格的子带间的磁吸收谱进行了讨论。
2014-02-13 cond-mat.mes-hall
Magnetic superlattice and finite-energy Dirac points in graphene
我们研究了由周期性交替排列的磁垒形成的一维磁性超晶格中石墨烯的Dirac-Weyl准粒子的能带结构。的频谱和状态的性质强烈依赖于守恒的纵向动量和势垒的宽度。在中心的超晶格布里渊区，我们发现新的狄拉克点在有限的能量，其中的色散是高度各向异性的，相反的色散接近的中性点，保持各向同性。这一发现表明了通过调节掺杂来准直Dirac-Weyl准粒子的可能性。
2011-01-10 cond-mat.mes-hall
Graphene superlattice with periodically modulated Dirac gap
采用Dirac-type哈密顿量理论研究了周期性能隙调制形成的石墨烯基超晶格。通过对色散关系的分析，我们发现在一定条件下，电子谱中会出现新的狄拉克点。结果，导带和价带之间的间隙消失了。得到了这些Dirac点在${\bf k}$ -空间中的位置表达式和它们出现的势阈值。在系统的某些参数下，我们揭示了形成价带顶的界面态。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall
Zero and Finite Energy Dirac Points in the Energy Band Structure of Magnetic Bilayer Graphene Superlattices
在四带连续介质模型下，采用传输矩阵方法研究了具有$δ$功能磁垒和零平均磁通量的双层石墨烯超晶格的能带结构.精确分析了周期磁势对双层石墨烯零能Dirac点的影响。磁势也示出产生有限能量狄拉克点的边缘的布里渊区的位置和相关的色散的情况下，对称的潜力确定。
2014-07-14 cond-mat.mes-hall
Tunable Dirac points and zero-energy modes in periodic curved graphene superlattices
我们结合周期性波纹和静电势形成弯曲的石墨烯超晶格，并研究了曲率引起的空间相关费米速度对其电子性质的影响。在等周期和对称势的情况下，狄拉克点不移动，但在非对称势的情况下，它们的位置发生了移动。这种位移可以通过曲率和势能来调节。能带结构中的可调谐额外带隙可以以不等周期出现。提出了新Dirac点的存在性，使得这些新Dirac点可以出现在具有曲率的较小位势下，并且即使在固定的位势下，它们的位置也可以通过调节曲率而改变.我们的研究结果表明，曲率提供了一个新的可能的维度来调整石墨烯超晶格中的电子性质，并提供了一个平台来更容易地研究新的狄拉克点附近的物理。
2021-06-28 cond-mat.mes-hall
Extra Dirac points in the energy spectrum for superlattices on single-layer graphene
我们研究了周期性间隔势垒系统电子结构中额外狄拉克点的出现，超晶格，单层石墨烯，使用Dirac型哈密顿量。使用方形障碍，使我们能够找到这些新的狄拉克点在k-空间中的发生和位置的解析表达式，并在低能量范围内的电子速度附近的重整化。在势垒和阱宽度不相等的一般情况下，新的狄拉克点会远离费米能级，对于给定的势垒高度，存在一个最小和最大势垒宽度，在该宽度之外，新的狄拉克点会消失。这些额外的狄拉克点的状态密度和电导率的影响进行了研究。
2010-02-07 cond-mat.mes-hall
Topological valley currents via ballistic edge modes in graphene superlattices near the primary Dirac point
六方氮化硼（hBN）上的石墨烯可以经由相互晶体学对准而展现拓扑相。最近在弹道石墨烯/hBN超晶格中第二狄拉克点（SDP）附近的非局域电阻（$R_{nl}$）的测量被解释为由于量子谷霍尔态而产生。我们报道了hBN/graphene/hBN超晶格，其中SDP下的$R_{nl}$可以忽略不计，但低于60 K时接近零磁场下主狄拉克点处的$h/2e^{2}$值，其特征衰减长度为2 $μ$ m。此外，基于Landauer-Büttiker形式主义的非局域输运传输概率显示了自旋简并弹道谷螺旋边缘模式的证据，这是谷电子学发展的关键
2020-12-17 cond-mat.mes-hall
Emergence of Tertiary Dirac Points in Graphene Moiré Superlattices
结晶固体的电子结构主要由其晶格结构决定。范德瓦尔斯固体的最新进展，具有二维（2D）原子膜受控堆叠的人工晶体，已经能够创造具有新电子结构的材料。特别地，将石墨烯堆叠在六方氮化硼（hBN）上引入了莫尔超晶格，其从根本上改变了石墨烯的能带结构并产生次级狄拉克点（SDP）。在这里，我们发现在hBN上石墨烯中形成莫尔超晶格产生了新的，意想不到的结果：出现了一组第三狄拉克点（TDP），当样品受到外部磁场时，会产生额外的朗道能级。我们的观察暗示了在适当的载流子掺杂和磁场下，在莫尔超晶格顶部形成了隐藏的凯库勒超结构。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall
Transport evidence of superlattice Dirac cones in graphene monolayer on twisted boron nitride substrate
二维（2D）材料中的强能带工程可以通过引入莫尔超晶格来实现，从而导致各种新的量子相的出现，这些量子相具有未来应用的潜力。目前，创造莫尔图案的作品主要集中在嵌入通道材料内部或通道与基板之间的扭曲上。然而，衬底材料内部的扭曲对未对准的沟道材料的影响却少得多。在这项工作中，我们报告了实现超晶格多狄拉克锥与共存的主狄拉克锥在单层石墨烯（MLG）在~0.14°扭曲双层氮化硼（tBN）衬底。输运测量揭示了三对超晶格狄拉克点周围的原始狄拉克锥，具有多个金属或绝缘状态周围的电荷中性点（CNP）的出现。位移场可调和电子-空穴非对称费米速度的温度依赖性的测量，以及无隙色散的超晶格狄拉克锥。MLG/tBN异质结中多狄拉克锥的实验观察得到了周期性莫尔势能带结构计算的支持。我们的研究结果揭示了使用扭曲基板作为一种通用的能带工程技术的二维材料，无论晶格匹配和晶体取向，这可能铺平了道路的一个新的分支twistronics的潜力。
2022-11-17 cond-mat.mes-hall
Magnetic Bloch bands and Weiss oscillations in Dirac mass superlattices
Department of Mathematics, City St George's, University of London（伦敦城市圣乔治大学数学系）
本文研究垂直磁场下一维狄拉克质量超晶格中的二维狄拉克费米子，验证Jackiw-Rebbi模式的存在，提出规范不变投影方法计算磁布洛赫态，预测了修正的量子霍尔平台与振幅降低、带π/2相移的类外斯磁电导振荡。
2025-11-14 cond-mat.mes-hall
Band Structures of Symmetrical Graphene Superlattice with Cells of three Regions
研究了三区对称石墨烯超晶格中无质量狄拉克费米子的电子能带结构。利用传输矩阵方法，我们明确地确定了色散关系的不同的物理参数。我们数值分析了这种关系，并表明存在三个区域：束缚态，非束缚态和禁戒态。在能带结构的中心区域，我们确定并列举了垂直狄拉克点、开口能隙和附加狄拉克点。最后，我们考察了势能对能带的影响，群速度的各向异性以及狄拉克点附近的能带轮廓。我们还讨论了垂直Dirac点附近的带隙边和截止区的演化。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall
Transport in superlattices on single layer graphene
我们研究了在一个简单的连续模型和使用数值紧束缚计算的超晶格势的存在下，在未掺杂的石墨烯的运输。连续介质模型表明，系统的电导率主要受到石墨烯的狄拉克点由于电势而发展的速度各向异性的影响。对于一维超晶格势，可以产生新的狄拉克点，并且由此产生的电导率可以近似地由与每个狄拉克点相关联的各向异性电导率来描述。紧束缚计算表明，这个简单的模型是定量正确的一个单一的狄拉克点，它的工作时，有多个狄拉克点定性。值得注意的是，对于可能非常强但在狄拉克点中不引入各向异性的二维势，系统的电导率基本上保持与不存在外部势时相同。
2011-01-27 cond-mat.mes-hall
Dirac edges of fractal magnetic minibands in graphene with hexagonal moire superlattices
我们发现在磁场B_{p/q} = p_0/（qS）下形成的连续微带的边缘处系统地再现了大量狄拉克特征，该磁场提供了通过由石墨烯中的电子的六边形衬底创建的莫尔超晶格的晶胞的合理磁通量。在B= B_{p/q}处的能带中的Dirac型特征决定了周围分形谱中的能隙等级，并表明这些能带具有拓扑绝缘体性质.利用额外的$q$折叠简并的磁性迷你带在B_{p/q}，我们跟踪的层次结构的差距，其表现形式的不可压缩状态时的载流子密度和磁场的变化。
2014-01-13 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
Emergence of Superlattice Dirac Points in Graphene on Hexagonal Boron Nitride
薛定谔方程表明，近自由电子通过弱周期性电势的传播导致在被称为布里渊区边界的倒易晶格的点附近的带隙的打开。然而，在无质量的狄拉克费米子的情况下，已经预测载流子的手性阻止了带隙的打开，而是新的狄拉克点出现在材料的电子结构中。石墨烯在六方氮化硼（hBN）上表现出旋转依赖的莫尔图案。在这封信中，我们从实验和理论上表明，这种莫尔图案作为一个弱周期性的潜力，从而导致出现一组新的狄拉克点的能量由其波长。新的无质量狄拉克费米子产生在这些超晶格狄拉克点的特点是显着降低费米速度。这些狄拉克锥附近的局域态密度表现出六边形调制，表明各向异性的费米速度。
2012-02-13 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
Plasmon signature in Dirac-Weyl liquids
我们从理论上考虑三维狄拉克液体中产生的等离子体激元模式作为温度的函数，即，系统与线性手征相对论单粒子色散，在随机相位近似。我们发现，而没有等离子体激元模式存在于本征（未掺杂）系统在零温度下，有一个定义良好的有限温度等离子体激元与超线性温度依赖性，呈现等离子体激元色散广泛可调与温度。由于电子电荷的紫外-对数重整化，等离子体色散包含对数校正，表现出量子电动力学中的基本多体相互作用效应。非本征（掺杂）系统的等离子体激元色散在有限温度下显示最小值，然后在更高温度下跨越到超线性本征行为，这意味着高温等离子体激元是狄拉克液体的普遍特征，与掺杂无关。这种显著的特性温度依赖性的内在狄拉克等离子体与对数重整化是一个独特的表现三维相对论狄拉克性质的准粒子激发，并作为一个实验观察到的签名三维狄拉克材料。
2015-06-22 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
Intrinsic plasmons in 2D Dirac materials
我们从理论上考虑，使用无规相位近似（RPA），低能量内禀等离子体的二维（2D）系统服从Dirac-like线性手征色散的化学势设置精确的电荷中性狄拉克点。“本征狄拉克等离子体”能量在2D波矢量$q$中具有特征性的$q^{1/2}$色散，但是对于单层和双层石墨烯两者，在温度下作为$T^{1/2}$消失。对于作为$T -> 0$的固定的$q$，本征等离子体变得过阻尼，因为随着温度降低，能级加宽（即，由于朗道阻尼，等离子体衰减成电子-空穴对）作为$T^{-1/2}$增加，然而，等离子体模式在作为$q -> 0$的任何固定的$T$（无论多小）处保持良好定义。我们发现，只要$q < k_B T/e^2$的内在等离子体是明确的。我们给出了分析结果的低温和高温，数值RPA结果为任意温度，并考虑单层和双层固有狄拉克等离子体。我们提供了广泛的比较和对比的内在和外在的石墨烯等离子体，并严格讨论了实验观察本征狄拉克点石墨烯等离子体的前景。
2013-06-24 cond-mat.mes-hall
Single-layer and bilayer graphene superlattices: collimation, additional Dirac points and Dirac lines
本文综述了单层和双层石墨烯上几种类型的一维超晶格的能谱和输运性质。在单层石墨烯中，对于某些SL参数，入射在SL上的电子束是高度准直的。另一方面，有额外的狄拉克点产生的其他SL参数。使用矩形障碍，使我们能够找到新的狄拉克点在光谱中的位置和电子速度的重整化的解析表达式。这些额外的狄拉克点上的电导率的影响进行了研究。在δ函数势垒的极限下，有限个势垒的透过率T、电导G以及SL的能谱都是势垒无量纲强度P的周期函数Pδ（x）~ V（x）.对于势垒高度符号交替的Kronig-Penney SL，狄拉克点成为P = π/2 + nπ的狄拉克线，其中n是整数。在双层石墨烯中，在势垒和阱上施加适当的偏压，我们发现产生了几种新型的SL，其中两种类似于I型和II型半导体SL。与单层石墨烯类似，发现了额外的“狄拉克”点。还考虑了非弹道输运。
2011-01-21 cond-mat.mes-hall
Imaging bulk and edge transport near the Dirac point in graphene moiré superlattices
通过将单层石墨烯与六方氮化硼的绝缘层对准而形成的范德华结构表现出有望打破亚晶格对称性的莫尔超晶格。尽管在狄拉克光谱中有几十毫电子伏的能隙，电阻率在低温下仍然低于预期，并且在器件之间变化。虽然亚能隙状态可能在这种行为中发挥作用，但其确切性质尚不清楚。我们提出了一个扫描栅显微镜研究莫尔超晶格器件具有可比的激活能，但不同的电荷无序水平。在狄拉克点处具有较高电荷杂质（~ ${10}^{10}$ $cm^{-2}$）和较低电阻率（~ $10$ $kΩ$）的器件中，我们观察到沿着石墨烯边缘的电流流动。结合模拟，我们的测量表明，增强的边缘掺杂是负责这种效果。此外，具有低电荷杂质（~ $10^9$ $cm^{-2}$）和较高电阻率（~ $100$ $kΩ$）的器件在体中显示出子带隙状态，这与边缘电流不存在分流一致。
2017-11-21 cond-mat.mes-hall
Generalized dispersion of the edge plasmon modes of two-dimensional Dirac materials
在这里，边缘表面等离子体激元（SPP）模式的色散表示在电导率张量的元素。
2017-11-14 cond-mat.mes-hall
Cloning of Dirac fermions in graphene superlattices
横向超晶格吸引了人们的主要兴趣，因为这可以允许人们修改二维电子系统的光谱，并最终创建具有定制电子特性的材料。以前，它被证明很难实现足够短的周期性和弱无序的超晶格，和大多数观察到的功能可以解释在相称的回旋轨道。超晶格迷你带（所谓的霍夫施塔特蝴蝶）形成的证据仅限于观察新的低场振荡和朗道能级内的内部结构。在这里，我们报告的传输性能的石墨烯放置在氮化硼衬底上，并准确地沿其晶体学方向排列。衬底的莫尔电位导致石墨烯电子光谱的深刻变化。第二代狄拉克点表现为电阻率的明显峰值，伴随着霍尔效应的反转。后者表明石墨烯的导带和价带内的有效质量的符号发生变化。量子化磁场导致第三代狄拉克点的扎克式克隆，这些狄拉克点在单位分数的通量量子穿透超晶格晶胞的场中被观察为许多中性点。石墨烯超晶格打开了一个场所，研究丰富的物理预期的不可分割的量子系统，并说明了可能性，可控地修改电子光谱的二维原子晶体，通过使用它们的晶体学排列在范德华异质结构。
2013-05-09 cond-mat.mes-hall
Effective Magnetic Fields in Graphene Superlattices
我们证明了在一维周期势中，当势的大小在空间缓慢变化时，石墨烯的电子能谱将发展为朗道能级谱。这种效应与由势产生的额外狄拉克点有关，这些点的位置对势的大小敏感。我们开发了一个有效的理论，利用一个手征对称性的狄拉克哈密顿描述与超晶格势，表明低能量理论包含一个有效的磁场。狄拉克方程的数值对角化证实了朗道能级的存在。运输的可能后果进行了讨论。
2010-06-04 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional Dirac fermions in a mass superlattice
本文通过转移矩阵方法研究了周期性质量超晶格中二维Dirac费米子的精确解，发现其低能物理由手性Jackiw-Rebbi模式主导，并揭示了边界与界面模式的色散关系及对电势台阶位置的敏感依赖性。
2023-03-13 cond-mat.mes-hall
Resonant modes in strain-induced graphene superlattices
我们研究了石墨烯中应变诱导超晶格的隧穿。在研究施加的应变对低的Dirac谱的影响时，明确地考虑了倒易空间中Dirac点的移动和Dirac锥的变形。后者对应于各向异性的，可能是不均匀的费米速度。随着单位传输模式通常发现在一个单一的障碍，我们分析发现额外的共振模式时，考虑到几个应变诱导障碍的周期性结构。我们还研究了束缚态的类带谱，作为守恒能量和横动量的函数。因此，这种应变诱导超晶格可以有效地用作用于石墨烯中的传输的模式过滤器。
2012-03-20 cond-mat.mes-hall
The impact of disorder on Dirac plasmon losses
最近在单层石墨烯上的散射型扫描近场光学光谱（s-SNOM）实验已经报道了Dirac等离子体激元寿命显著短于直流输运散射时间τ_{tr}。我们强调了等离子体激元寿命与τ_{tr}的根本区别，因为它是由有限动量和频率下的电流-电流线性响应函数的虚部控制的。我们首先提出的狄拉克等离子体激元的非本征寿命的最小理论，由于对杂质的散射。然后，我们表明，一个非常合理的浓度的带电杂质产生的等离子体激元阻尼率，这是在很好的协议与S-SNOM实验结果。
2013-07-28 cond-mat.mes-hall
Oblique surface waves at an interface of metal-dielectric superlattice and isotropic dielectric
研究了金属-介质超晶格与各向同性介质界面上表面波的存在性及其色散特性。在长波长极限内，当有效介质近似有效时，超晶格表现得像单轴等离子体晶体，其主光轴垂直于金属-电介质界面。我们证明了，如果这样的半无限等离子体激元晶体是垂直于层界面切割，并与半无限电介质接触，一种新的表面模式可以出现。这种模式的传播倾斜的光轴发生在有利的条件下，考虑层的厚度，以及适当选择的组成材料的介电常数。我们表明，通过使金属层足够薄，可以大大减少金属层内的损耗。同时，观察到新的表面模式的斜传播的角度范围的急剧扩大。然而，这可能导致场的非局部性，从而导致有效介质近似的失败。
2011-09-26 cond-mat.mes-hall
Anomalous acoustic plasmons in two-dimensional over-tilted Dirac bands
Sichuan Normal University（四川师范大学）；Beijing Forestry University（北京林业大学）；High Magnetic Field Laboratory, HFIPS, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院高磁场科学中心）；School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院）
研究揭示了二维类型II狄拉克锥的几何结构导致的两种异常声子等离子体，突破传统sqrt(q)等离子体模型，探讨了其谷依赖手性及调控方法。
2026-04-07 cond-mat.mes-hall
Parity- and Chirality-Selected Dirac Masses in Hybrid Moiré--1D Superlattices
Arts and Sciences, NYU Shanghai（纽约大学上海分校文理学院）；NYU-ECNU Institute of Physics at NYU Shanghai（纽约大学上海分校纽约大学-华东师范大学物理研究所）；Department of Physics, New York University（纽约大学物理系）；Department of Physics, Hanyang University（汉阳大学物理系）
通过结合扭曲莫尔系统与1D超晶格，实现可编程的狄拉克能带和电可选质量通道。
2026-08-27 cond-mat.mes-hall
Thickness tunable quantum interference between surface phonon and Dirac plasmon states in thin-films of the topological insulator Bi2Se3
我们报道了Bi 2Se 3薄膜的拉曼响应在激光光子能量从2.33 eV（532 nm）切换到1.58 eV（785 nm）时的>100倍增强，这是由于在~1.5 eV的共振能量下与狄拉克表面态（SS）的直接光学耦合（厚度无关的增强）和由于非线性激发的狄拉克等离子体激元（厚度相关的增强）。由于直接的光耦合，我们观察到一个与Dirac SS连续网络相关联的六边形排列的Se原子的面内声子模。该模式揭示了厚度小于15 nm的薄膜的Fano线形，这是由表面声子和狄拉克等离子体激元态之间的量子干涉引起的。
2015-01-08 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
$\textit{Zitterbewegung}$ 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
Environmental Effects on the Terahertz Surface Plasmons in Epitaxial Graphene
在本文中，我们预测的低频非局域等离子体激元激发的存在下，在真空表面界面的超晶格的$N$石墨烯层与厚的导电基板相互作用。这与允许层间跳跃的石墨不同。导出的色散函数，它结合了石墨烯单层（MLG）的极化函数和半无限电子液体的表面处的电子镜面散射的色散函数。我们发现，这种表面等离子体极化激元是不阻尼的粒子-空穴激发（PHE的）或散装模式和分离以下的连续迷你带散装等离子体模式。对于具有表面等离子体激元频率$ω_s=ω_p/\sqrt{2}$的导电衬底，混合结构的表面等离子体激元频率始终低于$ω_s$。这种模式的强度取决于石墨烯层与导体表面的距离、MLG的价带和导带之间的能带隙，最重要的是，取决于二维（2D）层的数量。此外，对于足够大数量（$N\stackrel{>}{\sim} 7$）的层，混合结构不具有表面等离子体。两种色散关系不同的等离子体激元的存在表明，具有不同群速度的准粒子可以共存于不同的波长范围内，这取决于超晶格中的层数。
2015-08-08 cond-mat.mes-hall
Superlattice Engineering of Topology in Massive Dirac Fermions
本文提出利用具有标量与非标量周期部分的超晶格势调控有质量狄拉克费米子，通过对称性分析能带反转并实现价带陈数 C=2，为实现 QSHE、QAHE 及 FQHE 非阿贝尔任意子提供途径。
2023-07-11 cond-mat.mes-hall
Localization physics in graphene Moire superlattices
石墨烯的非平凡Berry相导致对电导率的不寻常的量子校正。单层石墨烯（SLG）中的pi和双层石墨烯（BLG）中的2 pi的Berry相预计分别显示弱反定域化（WAL）和弱定域化（WL）。然而，在实验上，根据不同散射机制的强度，在石墨烯器件中观察到WAL和WL。具有多个狄拉克锥的石墨烯超晶格预期表现出从主狄拉克锥（PDC）到克隆狄拉克锥（CDC）的π到2 π Berry相变。然而，它对局域化物理的影响还没有被探索。在这封信中，我们提出了在六方氮化硼（hBN）-石墨烯莫尔超晶格的磁电导研究。我们的研究结果揭示了一个过渡从WAL在PDC在CDC在单个设备中通过调整费米能量。量子振荡测量表明π相从PDC向CDC的转变，理论计算捕捉到了Berry相变。因此，我们对石墨烯超晶格中局域化物理的研究为理解多狄拉克锥中的载流子动力学铺平了道路。
2018-01-02 cond-mat.mes-hall
Dynamical polarization function, plasmons, their damping and collective effects in semi-Dirac bands
本文计算了零带隙半狄拉克能带的动力学极化与等离激元色散，发现其强各向异性兼具二维电子气和石墨烯特征，且有限倾斜下等离激元能量增加可作为谱特征标志。
2023-12-26 cond-mat.mes-hall
Plasmonic gain in current biased tilted Dirac nodes
表面等离子体激元允许光的极端限制，遭受高的本征电子损耗。研究表明，电子的受激发射可以将能量传递给等离子体激元并补偿高的本征损耗。迄今为止，这些实现依赖于引入耦合到表面等离子体的外部增益介质。在这里，我们建议，在二维材料中的等离子体与紧密定位的电子和空穴费米口袋可以经历增益，当电流偏置沿位移的电子空穴口袋，而不需要外部增益介质。作为一个典型的例子，我们考虑的WTe $_2$从家庭的1 T $'$ -MX $_2$材料，其电子结构可以描述内的第二类倾斜的大质量狄拉克模型。我们发现，非本地等离子体激元响应经验的显着增益为mA $μ$ m $^{-1}$的顺序上的实验可访问的电流。此外，群速度的等离子体激元发现从iscurve曲线意味着放大的等离子体激元是高度准直沿垂直于狄拉克节点倾斜的方向时，电流沿它施加。
2022-06-09 cond-mat.mes-hall
Hexagonal boron nitride/bilayer graphene moiré superlattices in the Dirac-material family: energy-band engineering and carrier doping by dual gating
本文综述hBN/BLG莫尔超晶格的制备与输运，揭示其无电场下CNP能隙、可调能带拓扑及范霍夫奇异性，并通过双栅实现能带工程，展现物理普适性与多样性。
2025-09-26 cond-mat.mes-hall
Electron optics with dirac fermions: electron transport in monolayer and bilayer graphene through magnetic barrier and their superlattices
在这篇综述文章中，我们讨论了最近的进展，研究弹道输运的载流子在石墨烯通过高度不均匀的磁场称为磁势垒结合栅极电压感应静电势。从单磁势垒或双磁势垒的情况开始，我们还回顾了理解电子输运通过这种电磁势垒产生的超晶格的进展，并讨论了实验实现这种系统的可能性。特别强调的是，这种传输与光波通过介质的传播具有交变介电常数的类比。在这个方向上，我们讨论了电子模拟的光学现象，如法布里-珀罗共振，负折射，古斯-汉欣效应，光束准直在这样的系统，并解释这样的类比是如何将是有用的设备生成。讨论了狄拉克费米子能带结构的改变，以及额外狄拉克点的出现，并简要讨论了相对论狄拉克费米子的电场和磁场的相互转换。我们还讨论了这种电磁势垒的影响双层石墨烯在类似的框架。
2013-01-31 cond-mat.mes-hall
Plasmon in Nonsymmorphic Dirac semimetals
在随机相位近似下，研究了库仑相互作用下二维非对称狄拉克半金属的集体电荷密度模（等离子体）。在不失一般性的情况下，我们考虑二维正方形晶格中的系统，基于Young和Kane最初预测的模型（https：//doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.126803），其中非相互作用的带结构由三个带接触点组成，在其附近电子态遵循Dirac方程。这些狄拉克节点中的两个，在动量点$X_1$和$X_2$处，是各向异性的，即，在不同的方向上以不同的速度分散，而在$M$的第三狄拉克点是各向同性的。有趣的是，我们发现，这三个狄拉克节点的系统持有一个单一的低能量等离子体激元模式，在其粒子-空穴间隙，分散在各向同性的方式，在这种情况下，当节点在$X_1$和$X_2$是相关的对称性，我们进一步显示在一个长波长近似。我们还讨论了可能的扰动，可以引起各向异性等离子体激元色散的影响。我们的研究结果表明，与石墨烯相似，这种非对称半金属的等离子体激元模式是高度可调的，并有希望用于可能的应用。
2023-02-22 cond-mat.mes-hall
Observation of Dirac plasmons in a topological insulator
等离子体激元是金属和杂质半导体中电子的量子化集体振荡。很长一段时间以来，普通的大质量电子的等离子体激元是等离子体激元学和光学超材料研究的基本成分。相反，最近在纯二维电子系统（2DEG）（如石墨烯）中观察到了无质量狄拉克电子的等离子体，它们的特性有望成为太赫兹和中红外频率范围内的新型可调谐等离子体超材料。狄拉克准粒子也存在于二维电子气中，由于强的自旋-轨道相互作用，二维电子气形成于拓扑绝缘体的表面。因此，人们可以通过使用红外光谱来寻找它们的集体激发。在这里，我们首先报告了在拓扑绝缘体（Bi 2Se 3）中的等离子体激元激发的证据，该等离子体激元激发被设计成不同宽度W和周期2 W的薄微带阵列以选择等离子体激元波矢量k的合适值。他们的线形被发现是非常强大的温度在6和300 K之间，正如人们可能期望的拓扑载流子的激发。此外，通过改变W并在太赫兹范围内测量等离子体频率vP与k的关系，我们可以在不使用任何拟合参数的情况下表明，色散曲线与狄拉克等离子体的预测定量一致。
2013-07-23 cond-mat.mes-hall
Intrinsic lifetime of Dirac plasmons in graphene
掺杂石墨烯片中的狄拉克等离子体激元最近已被证明能够将光限制到超小体积。在这项工作中，我们计算的狄拉克等离子体在掺杂的石墨烯片的固有寿命，通过分析的作用，电子-电子相互作用超越随机相位近似。工作中的阻尼机制是内在的，因为它也在无无序样品中和没有晶格振动的情况下起作用。我们表明，石墨烯的亚晶格赝自旋自由度抑制固有的等离子体激元损失相对于那些发生在普通的二维电子液体。我们将我们的研究结果与在低于单粒子吸收阈值的能量下的均匀动态电导率的微观计算有关。
2013-05-20 cond-mat.mes-hall
Plasmons and Coulomb drag in Dirac/Schroedinger hybrid electron systems
我们发现，当石墨烯片被放置在半导体的表面上，在接近的2DEG的普通二维电子气（2DEG）托管在GaAs异质结构的等离子体激元光谱显着修改。大质量电子和无质量狄拉克费米子之间的长程库仑相互作用导致了一组新的光学和声学子带内等离子体。在这里，我们计算这些耦合模式的随机相位近似内的色散，在长波长的限制，揭示他们的依赖狄拉克速度和狄拉克费米子密度提供解析表达式。我们还评估了电阻率在库仑阻力运输设置。这些狄拉克/薛定谔混合电子系统在实验上是可行的，并在两个空间维度的电子-电子相互作用效应的基础研究开辟了新的研究机会。
2012-06-18 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
The Coexistence of van Hove Singularities and Superlattice Dirac Points in a Slightly Twisted Graphene Bilayer
我们考虑了轻微扭曲的石墨烯双层的电子结构，并在连续近似下显示了范霍夫奇点（VHS）和超晶格狄拉克点的共存。石墨烯叠石墨烯莫尔图案产生周期性电子势，由于载流子的手性性质，这导致超晶格狄拉克点的出现。由于扭曲石墨烯双层的实结构和倒易结构的不同，其子晶格交换偶结构和奇结构（两种公度结构）导致了超晶格Dirac点的两种不同结构。我们进一步计算了应变对扭曲石墨烯双层的低能电子结构的影响，并证明了应变对VHS位置的影响。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultra-long wavelength Dirac plasmons in graphene capacitors
石墨烯是一个有价值的2D平台，为等离子体激元在最近的太赫兹和中红外光学实验所示。然而，这些高能等离子体激元耦合到介电表面模式，从而产生混合等离子体激元-极化激元激发。超长波长解决了GHz-THz电子域中等离子体光谱的低能量端，其中本征石墨烯狄拉克等离子体基本上与其环境解耦。然而，实验是难以捉摸的，由于阻尼欧姆损失在低频。我们在这里展示了一个等离子体共振电容器（PRC）使用六方氮化硼（hBN）封装的石墨烯在低温下在近弹道制度。我们报告的$100\;\mathrm{μm}$四分之一波等离子体模式，在$40\;\mathrm{GHz}$，与品质因数$Q\simeq2$。谐振技术的准确性产生了一个精确的电子压缩性和动力学电感的测定，允许评估从固有的狄拉克等离子体的残余偏差。我们的电容GHz实验构成了在无线通信和传感的子THz域中用于微波检测的等离子体谐振晶体管的演示的第一步。这也为实现克莱因隧穿控制等离子体传播的掺杂调制超晶格铺平了道路。
2018-06-22 cond-mat.mes-hall
