Reduction of Interlayer Interaction in Multilayer Stacking Graphene with Carbon Nanotube Insertion: Insights from Experiment and Simulation
本研究结合逐层干法转移实验、拉曼光谱、原子力显微镜与分子动力学模拟，证明插入CNT纳米间隔物可增大多层石墨烯层间距并减弱层间相互作用。
2023-12-06 cond-mat.mes-hall
Experimental approval of the extended flat bands and gapped subbands in rhombohedral multilayer graphene
石墨烯层已知以两种稳定的构型堆叠，即ABA或ABC堆叠，具有截然不同的电子性质。与ABA堆叠不同，ABC石墨烯多层膜的电子性质的实验研究很少。在这里，我们报告的第一个磁光研究的一个大的ABC域的石墨烯多层片，ABC序列超过17个石墨烯片。ABC堆叠的多层膜可以被指纹识别，其具有特征电子拉曼散射响应，即使在室温下也持续存在。跟踪磁场从这个域的朗道能级间激发的演变给出了强有力的证据，在费米能级附近的一个dispersionless电子带的存在，这种堆叠的特征。我们的研究结果提出了一种简单而强大的方法来探测石墨烯多层薄片中的ABC堆叠，这种高度简并的带似乎是一种有吸引力的候选者，可以容纳强相关态。
2016-03-14 cond-mat.mes-hall
Layer-resolved conductivities in multilayer graphenes
通过计算多层石墨烯的霍尔电导率和纵向电导率随费米能级的变化关系，研究了具有不同堆叠结构（AB、ABC和AA型）的多层石墨烯在磁场中的层间输运。它们的行为强烈地依赖于堆叠结构和层的选择。不同层之间的霍尔电导率不再量子化。此外，对于AB堆叠，层间电导率随着层间距的增加而在零能量附近消失，并且在特定情况下显示负值。磁场对纵向层间电导率的抑制表明该系统可用作开关器件。
2011-08-16 cond-mat.mes-hall
Peeling of multilayer graphene generates complex interlayer sliding patterns
剥离、剪切和滑动是范德瓦尔斯固体中的重要力学现象。然而，从理论上讲，它们主要是使用最小的周期细胞和精确的量子模拟的背景下进行研究。在这里，我们研究了剥离的大规模多层石墨烯堆叠与不同的厚度，堆叠，和剥离方向，通过使用经典的分子动力学模拟与注册表相关的层间电位。模拟结果表明，虽然在大规模的剥离顺利进行，在小规模的注册表的变化和滑动模式的层出乎意料的复杂，并依赖于初始堆叠和剥离方向。这些观察结果表明，剥离和伴随的扭结形成可能会很好地改变堆叠顺序，从而深刻地影响这种多层固体的电子结构。
2015-10-21 cond-mat.mes-hall
Topological invariant of multilayer Haldane models with irregular stackings
本文研究不规则堆叠的多层Haldane模型，证明其拓扑不变量等于层数乘以单层值，且层间跃迁不诱导能隙闭合与相变。
2023-02-01 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Electrically tunable plasma excitations in AA-stacking multilayer graphene
利用紧束缚模型和无规相位近似研究了简单六角堆积多层石墨烯中的库仑激发，并讨论了场效应。计算结果包括能带、响应函数和等离子体色散。一个垂直的电场被预测为诱导显着的电荷转移，从而能够操纵的能量，强度和等离子体振子模式的数量。这可以通过非弹性光散射或电子能量损失光谱进一步验证。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multilayer graphene under vertical electric field
研究了垂直电场对多层石墨烯电子性质的影响。我们发现，有效质量，电子速度和状态密度的双层石墨烯的电场下修改。我们还研究了多层石墨烯的能带结构的转变。电场在偶（奇）层ABA堆叠石墨烯中诱导有限（零）带隙。另一方面，在所有ABC堆叠石墨烯中诱导有限带隙。我们还确定了最佳的电场，以获得最大的带隙的多层石墨烯。最后，我们比较了我们的结果与场效应晶体管的实验结果。
2011-05-24 cond-mat.mes-hall
An analytical study of electronic properties of ABC-stacking multilayer graphene
我们提出了一个分析模型来研究的电子性质，包括完整的能带结构，狄拉克点附近的低能量色散和态密度的ABC堆叠$N$层石墨烯（ABCNLG）。ABCNLG可以由具有$2N$原子的线性原子链模拟。在只考虑最近邻层间和层内跳跃积分的情况下，哈密顿表示是复$2N \times 2N$三对角矩阵$H_0$。通过酉变换，可以将$2N \times 2N$哈密顿矩阵约化为两个实$N \times N$三对角矩阵$\mathbb{H}_{s}$和$\mathbb{H}_{a}$，即.例如，$H_0=\mathbb{H}_{s} \oplus \mathbb{H}_{a} $。而且，这两个矩阵满足关系式$\mathbb{H}_{a}=-\mathbb{H}_{s}$。结果，与$\mathbb{H}_{s}$和$\mathbb{H}_{s}$相关的能谱具有关系$λ_{a}=-λ_{s}$。这种特性反映在能量色散和态密度上。该模型可用于探讨线性链模型的基本性质和三对角矩阵的特征值问题。
2017-04-23 cond-mat.mes-hall
Electron transmission through the stacking domain boundary in multilayers graphene
本文从理论上研究了多层石墨烯中电子通过AB-BA层间界面的传输。利用紧束缚模型和转移矩阵方法，计算了从双层到五层多层膜中电子通过边界的几率随电子费米能级的变化。我们发现，特别是在带接触点附近的传输被强烈抑制，这表明在一般的多层石墨烯的电子导电性显着干扰堆垛层错。层错对导电性的抑制作用在双层石墨烯中最强，随着层数的增加而逐渐减弱。在大的载流子密度下，我们观察到了三层和五层结构的透射率比双层和四层结构的透射率低的奇偶效应，这与奇层结构中存在的类单层线性带有关。对于双层石墨烯，我们还研究了垂直电场打开一个能隙的效果，并表明在固定的载流子密度下，能带变形增强了电子传输。
2015-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking dependence of carrier transport properties in multilayered black phosphorous
我们提出了不同的堆叠顺序对多层黑磷的载流子输运性质的影响。我们考虑三种不同的堆叠顺序AAA，ABA和ACA，随着层数的增加（从2层到6层）。我们采用密度泛函理论（DFT）的层次方法，与广义梯度近似（GGA）和亚广义梯度近似（MGGA）的能带结构，载流子有效质量和光学性质进行了评估的结构模拟。用非平衡格林函数（NEGF）方法计算了各种黑磷片中的载流子传输。结果表明，ACA堆叠具有最高的电子和空穴传输概率。结果表明，可调谐性的带隙，载流子有效质量和传输的黑磷晶格工程（堆叠顺序和层）具有很大的希望。
2015-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure of Multilayer Graphene with Arbitrary Stackings
BASIS Independent Silicon Valley（BASIS独立硅谷学校）；Towson University（陶森大学）
通过紧束缚模型解析分析任意堆叠多层石墨烯的低能能带结构，发现平行与菱面体堆叠的相互作用可实现平带工程，为探索超导性提供新平台。
2026-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing phonon emission via hot carrier transport in suspended graphitic multilayers
我们研究热载流子输运下的磁场高达15 T的悬浮石墨多层膜通过微分电导（dI/dV）光谱。已经观察到明显的高能dI/dV异常，并表明与石墨中的固有声子发射过程有关。这种dI/dV异常在磁场下的演变被进一步理解为朗道能级间回旋共振-声子共振散射的结果。所观察到的磁声子效应不仅揭示了石墨系统中高电流传输的物理机制，而且为优化石墨纳米电子器件的性能提供了新的视角。
2011-08-08 cond-mat.mes-hall
Superconducting current and proximity effect in ABA and ABC multilayer graphene Josephson junctions
利用基于Chebyshev-Bogoliubov-deGennes方法的数值紧束缚方法，我们描述了由多层石墨烯与顶部超导门接触而形成的约瑟夫森结。考虑了Bernal（ABA）和菱面体（ABC）堆积，我们发现堆积的类型对邻近效应和超电流有很强的影响。对于这两种情况下，对振幅显示二聚体和非二聚体原子之间的极化，更明显的菱形堆积。尽管与单层石墨烯相比，非二聚体位置中的邻近效应增强，但我们发现超导电流被抑制。超电流的空间分布表明，对于Bernal堆积，电流仅在最顶层流动，而对于菱面体堆积，电流贯穿整个结构。
2013-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Resonant Structure of Second Harmonic Generation in Multilayer Graphene Polytypes
National Graphene Institute, University of Manchester（国家石墨烯研究所，曼彻斯特大学）；Department of Physics & Astronomy, University of Manchester（曼彻斯特大学物理与天文系）；Department of Physics, University of Osaka（大阪大学物理系）
研究双层石墨烯多型中二次谐波生成对堆叠顺序、封装环境和偏压的依赖性，揭示红外范围SHG用于区分多型和识别晶向的非侵入性方法。
2026-03-24 cond-mat.mes-hall
Transport in multilayer graphene: resistance from stacking faults
Brock University（布鲁克大学）
本文构建理论框架计算任意堆垛石墨烯的c轴电阻，发现堆垛无序的多层石墨烯电阻非自平均、中位电阻随尺寸指数增长，可作为堆垛层错特征并探测局域化物理。
2026-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Low-temperature monoclinic layer stacking in atomically thin CrI$_3$ crystals
三碘化铬（CrI $_3$）是一种很有前途的磁性二维半导体，其自旋在单层内铁磁排列。在自旋电子学中的潜在应用来自于相邻层之间的反铁磁有序，其引起自旋过滤和隧穿器件中的大磁阻。这个关键特征只出现在薄的多层膜中，它不是从大块晶体中继承的，相反，相邻的层共享相同的铁磁自旋取向。这种散装和薄样品之间的差异是出乎意料的，因为层之间的磁有序产生的交换相互作用是本地的性质，不应该强烈依赖于厚度。在这里，我们解决了这一争议，并通过偏振分辨拉曼光谱表明，薄多层膜不经历结构相变典型的散装晶体。因此，不同的堆叠模式是存在于薄和散装样品在磁性设置的温度下，根据先前的第一性原理模拟，这导致在不同的层间磁排序。我们的实验结果提供了证据的强烈的相互作用之间的堆叠顺序和磁性的CrI $_3$，打开有趣的角度来设计范德华多层膜的磁状态。
2019-08-26 cond-mat.mes-hall
Dynamical conductivity of gated AA-stacking multilayer graphene with spin-orbital coupling
提出了一种无需对庞大的哈密顿矩阵进行数值对角化和计算繁琐的格林函数的有效方法，以获得具有内禀自旋轨道耦合（SOC）的门控AA堆叠$N$层石墨烯（AANLG）的精确能谱和动态电导率. AANLG的$2N \times 2N$紧束缚哈密顿矩阵、速度算符和格林函数表示通过适当的变换矩阵同时约化为$N$ $2\times 2$对角块矩阵.具有本征SOC的门控AANLG被还原为$N$石墨烯类层。石墨烯类层的能谱是$E= \varepsilon _{\bot}\pm \varepsilon_{||}$。$ \varepsilon _{\bot}$取决于层间相互作用、门控电压和层数。$ \varepsilon_{||}=\sqrt{E_{MG}^2+ Δ^2}$，其中$E_{MG}$是单层石墨烯的能谱，$ Δ$是本征SOC的大小。更重要的是，通过在Kubo公式中插入对角块速度算子和格林函数表示，AANLG的精确动态电导率被示出为$σ= Σ_{j=1} ^N σ_j$，$N$类石墨烯层的动态电导率之和。给出了$σ_j$的解析形式，并清楚地证明了$σ_j$对$\varepsilon_{\bot}$、$Δ$和化学势的依赖性。此外，研究了Rashba SOC对AANLG电子性质的影响，给出了精确的能谱。
2015-02-16 cond-mat.mes-hall
Semimetallic and semiconducting graphene-hBN multilayers with parallel or reverse stacking
该研究理论分析交替石墨烯-hBN三维层状晶体，揭示层间跃迁参数可导致半金属、有带隙或Weyl半金属相，证明二维材料堆叠能产生不同于组分的涌现特性。
2023-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Multilayer graphene shows intrinsic resistance peaks in the carrier density dependence
自从石墨烯出现以来，人们已经进行了各种研究来阐明其基础物理学，或探索其实际应用。栅极可调电阻是石墨烯最重要的特性之一，并且已经在1-3层石墨烯中进行了大量研究，以控制带隙以获得大的开-关比。另一方面，具有多于三层的多层石墨烯的输运性质不太清楚。在这里，我们展示了多层石墨烯的一个新方面。我们发现四层石墨烯在零磁场下电阻随栅压的变化呈现出本征峰结构。在磁场中的量子振荡测量证实，峰起源于石墨烯的特定能带结构，并且出现在导带和价带底部的载流子密度处。本征峰结构通常应在AB堆叠的多层石墨烯中观察到。这些结果对于理解石墨烯的物理性质和制作石墨烯FET器件具有重要意义。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall
Relative Stability of Bernal and Rhombohedral Stackings in Trilayer Graphene under Distortions
石墨烯中的堆叠在未来将要讨论的性质中具有关键作用，正如最近发现的扭曲双层石墨烯的超导性所示。除了双层石墨烯之外，多层石墨烯的堆叠顺序可以是菱面体的，其显示出与感兴趣的现象相关联的费米能级附近的平坦带，例如预期表现出自发的量子霍尔效应、表面超导性、甚至拓扑顺序的可调导电表面状态。然而，探索菱面体石墨烯的困难在于，在实验中，六方堆叠是最常见的几何形状，多年来一直被认为是最稳定的构型。在这里，我们重新审视这个稳定性问题，与目前正在进行的研究，在不同的实验室。我们对三层石墨烯堆叠的相对稳定性进行了详细的研究，并展示了这个主题是多么微妙。这些少层石墨烯似乎有两个基本的堆叠具有相似的能量。菱形和Bernal堆叠选择不仅使用压缩，但各向异性的平面内变形。此外，稳定堆叠之间的切换更清楚地由变形引起，例如石墨烯子晶格之间的对称性的剪切和破坏，这可以在选择性合成方法期间访问。我们寻求如何更好地控制-通过保留和改变-多层石墨烯样品中的堆叠的指导。
2021-10-18 cond-mat.mes-hall
Ab-initio energetics of graphite and multilayer graphene: stability of Bernal versus rhombohedral stacking
人们对扭曲双层石墨烯中的超导性的观察感到非常兴奋，这种超导性与接近费米能级的平带有关。这种相关的电子态也发生在多层菱面体堆叠的石墨烯（RG）中，这在过去几年中受到越来越多的关注。然而，在天然和人造样品中，多层堆叠的Bernal石墨烯（BG）更频繁地出现，使得需要确定它们的相对稳定性以及在哪些条件下RG可能是有利的。在这里，我们使用第一性原理计算研究了BG和RG的能量学以及多层堆叠的石墨烯。它表明，电子温度，没有占在以前的研究中，起着至关重要的作用，在确定哪个阶段是首选。我们还表明，在室温下的低能态包括BG，RG和混合BG-RG系统具有特定类型的接口。计算了N = 12层时所有堆垛序列的能量，并用伊辛模型进行拟合，该模型也适用于较大的N层。通过这种方式，可以根据一些参数来确定和分析低能SS的排序。我们的工作澄清了文献中不一致的结果，并为在第一性原理计算中研究外部因素对多层石墨烯体系稳定性的影响奠定了基础。
2021-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral Decomposition of Twisted Graphene Multilayers with Arbitrary Stacking
本文提出扭转石墨烯多层膜的手性分解规则，揭示魔角下低能带由手性赝自旋双重态与平带纠缠构成，并证明垂直位移场可打开能隙使平带携带非零谷陈数，为设计拓扑与关联态提供指导。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Semiclassical Boltzmann transport theory for graphene multilayers
我们计算任意堆叠的多层石墨烯片的弛豫时间近似内的导电性，同时考虑短程和长程杂质。我们从理论上探讨的可行性，确定这些多层膜的堆叠顺序使用运输测量。对于相对干净的样品，各种堆叠配置的电导率取决于载流子密度作为一个幂律超过二十年。这种依赖性是由多层能带结构的低密度分解为手性哈密顿量之和引起的。对于脏样本，简单的幂律关系不再成立。尽管如此，通过仔细比较实验数据和这里给出的结果，仍然可以识别层的数量和堆叠顺序。
2011-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large negative transconductance in multilayer graphene: The role of intersubband scattering
我们计算了多层石墨烯的输运性质，考虑了在高密度区多子带散射的影响，其中较高的子带被载流子占据。为了计算多层石墨烯的电导率，我们使用耦合多带玻尔兹曼输运理论，同时充分考虑多带散射效应。我们发现，允许的散射通道，屏蔽效应，手性性质的电子结构，和类型的杂质散射决定的多层石墨烯的输运行为。我们发现当载流子开始占据较高的子带时，多层石墨烯的电导率会发生突变，因此随着载流子密度的变化，会出现较大的负负阻（NTC）。这些现象主要是由子带间散射和带接触处态密度的变化引起的。基于我们的研究结果，有可能利用多层石墨烯中的大NTC来构建新型器件。
2017-05-11 cond-mat.mes-hall
Nanoscale infrared and microwave imaging of stacking faults in multilayer graphene
本研究提出两种基于原子力显微镜的技术（AFM-IR和sMIM），用于高对比度区分石墨烯堆垛序、亚表面成像及纳米级畴壁识别，为可靠制造层间配准明确的多层石墨烯器件铺平道路。
2025-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nodal-line semimetal superlattices
空间调制，如多层膜，实现拓扑材料，最近在理论和实验工作中进行了研究。本文研究了半金属多层膜和正常绝缘体多层膜的性质。我们考虑两种类型的多层膜，与堆叠方向是垂直或平行于平面的节线所在。特别是，我们表明，当堆叠方向是平行于平面，节线仍然存在，但他们改变自己的形状，因为布里渊区的折叠。我们还研究了具有磁化的多层膜。人们可以预期，量子反常霍尔（QAH）相位出现在某些情况下，这取决于磁化方向。当磁化强度沿$C_2$不变轴时，当$C_2$不变轴与节线相交时，多层膜为外尔半金属相，否则为QAH相。
2018-11-21 cond-mat.mes-hall
Multilayer C2N: Effect of Stacking Order and Number of Layers on Bandgap and Its Controlled Electronic Properties by External Electric Field
成功合成了氮化多孔二维结构C2 N（Nat. Commun. 2015，6，1-7）提供了一种具有成本效益的方法来产生具有新的光学和电子特性的其他2D材料。以少层C2 N为模型，我们对层状C2 N的电子性质进行了从头算研究。该系统的带隙随层数的增加而单调减小。在体C2 N处有直接能隙到间接能隙的转变。另外，当在少层C2 N上施加面外电场时，多层C2 N的带隙会随着电场的增大而减小，在适当的电场下，五层C2 N会发生超导-半金属转变，而单层C2 N的带隙在电场下基本不变。C2 N层由于其禁带宽度可调范围大，在纳米电子和光电子器件中具有广阔的应用前景。
2015-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Particle-hole symmetry and bifurcating ground state manifold in the quantum Hall ferromagnetic states of multilayer graphene
研究了手性多层石墨烯（AB，ABC，ABCA等）中零能朗道能级量子霍尔铁磁态的轨道结构堆叠）是由交换相互作用的所有级别，包括深躺在狄拉克海的国家。如果填充因子$ν$不是层数的倍数，则该交换场有利于具有U（1）轨道对称性的轨道相干态。如果电子将固定自旋/谷分量的轨道扇区填充到一半，例如，在双层中的$ν=\pm3,\pm1$和ABCA四层中的$ν=\pm2,\pm6$处，存在到$Z_2\times$ U（1）流形的过渡。对于弱相互作用，零能朗道带的结构补偿了朗道轨道中亚晶格上不同的交换相互作用;另一方面，基态有两个副本，它们在亚晶格上的电荷分布不同。我们预期在多层Bernal堆叠中会出现一系列类似的分叉。
2014-01-03 cond-mat.mes-hall
Quantum valley Hall effect, orbital magnetism, and anomalous Hall effect in twisted multilayer graphene systems
我们研究了$(M+N)$层扭曲石墨烯体系的电子结构和拓扑性质。我们考虑$N$层石墨烯被放置在另一个$M$层石墨烯的顶部上，并且相对于彼此扭转角度$θ$的一般情况。在这样的扭曲多层石墨烯（TMG）系统中，我们发现在$M$层和$N$层之间的界面上，每个谷都存在两个低能平带. TMG系统中的这两个低能带具有谷陈数，该谷陈数取决于层数和堆叠手性。特别地，当$M$层和$N$层的堆叠手性相反时，每个谷的两个低能带的总陈氏数等于$\pm(M+N-2)$（每自旋）。如果$M$层和$N$层的堆叠手性相同，则每个谷的两个低能带的总陈氏数为$\pm(M-N)$（每自旋）。低能带的谷陈数与大的谷对比轨道磁化强度相关，这表明一旦谷简并度被外部弱磁场或内部库仑相互作用通过自发对称性破缺解除，可能存在轨道铁磁性和异常霍尔效应。
2019-04-08 cond-mat.mes-hall
Klein paradox for a pn junction in multilayer graphene
由于晶体的特定晶格对称性，单层和多层石墨烯系统中的载流子表现为手性颗粒。我们发现，石墨烯多层膜的超材料性质和载流子的赝旋量性质之间的相互作用导致了菱形堆叠多层膜的Klein和反Klein隧穿的发生。我们推导出一个代数公式，预测这些现象发生的角度，并支持这与系统的数值计算高达四层。我们提出了一个任意堆叠的多层分解成赝自旋偶极子具有相同的属性，菱面体系统具有较低的层数。
2013-05-06 cond-mat.mes-hall
Intrinsic layer polarization and multi-flatband transport in non-centrosymmetric mixed-stacked multilayer graphene
本研究针对ABCBC堆垛五层石墨烯这一非中心对称混合堆垛体系，揭示其本征层极化效应与多平带输运特性，观测到低场量子霍尔态，为探索关联电子态提供了可调谐平台。
2025-08-04 cond-mat.mes-hall
Thermodynamic properties of the electron gas in multilayer graphene in the presence of a perpendicular magnetic field
多层石墨烯中电子气的热力学性质强烈依赖于层数和堆叠类型。在这里，我们分析了当我们改变菱面体堆叠的多层石墨烯的层数时，这些属性是如何变化的，并将我们的结果与传统的二维电子气的结果进行了比较。我们表明，高度简并的零能朗道能级，其中部分充满电子，部分与空穴有很强的影响，不同的热力学量的值。
2014-01-06 cond-mat.mes-hall
Tunneling properties of vertical heterostructures of multilayer hexagonal boron nitride and graphene
我们利用第一性原理密度泛函理论（DFT）研究了多层h-BN或BC $_{2}$ N以及石墨引线之间石墨烯薄膜的堆叠实现的单势垒和双势垒异质结构的输运性质。异质结构是晶格匹配的。所考虑的单屏障系统由石墨电极之间的多达五个h-BN或BC $_{2}$ N单原子层（Bernal堆叠）的层组成。h-BN势垒的透射概率表现出两种不寻常的行为：由于石墨和介电层中的状态之间的晶体动量失配，在经典允许的能量区域中它也非常低，并且它仅弱地依赖于h-BN间隙中的能量，因为h-BN的晶体动量的虚部几乎与能量无关。双势垒结构由h-BN膜组成，该h-BN膜由多达三个石墨烯层隔开。我们发现，已经有五层的h-BN强烈抑制石墨引线之间的传输，并且不能观察到共振隧穿，因为能量色散关系不能在垂直和横向分量中解耦。
2012-12-19 cond-mat.mes-hall
AB-Stacked Multilayer Graphene Synthesized via Chemical Vapor Deposition: A Characterization by Hot Carrier Transport
我们报道了通过常压化学气相沉积在铜箔上合成AB堆叠的多层石墨烯，并展示了一种构建悬浮多层石墨烯器件的方法。在四端几何结构中，这种器件的特点是在温度低至240 mK和磁场高达14 T的热载流子输运。微分电导（dI/dV）在低温下纵向偏压V=0时表现出特征性的下降，表明由于弱的电子-声子耦合而存在热电子效应。在磁场下，通过增强的朗道能级内回旋声子散射，dI/dV下降的幅度减小。我们的研究结果为获得和理解AB堆叠的多层石墨烯提供了新的视角，这对未来基于石墨烯的应用很重要。
2012-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atypical sliding and Moire ferroelectricity in pure multilayer graphene
本研究通过第一性原理证明，层数大于3的纯多层石墨烯可通过跨层堆叠对称性破缺实现滑移铁电性，其莫尔图案具有非零净极化且可电学切换，为二维铁电材料设计提供新途径。
2023-05-12 cond-mat.mes-hall
High Intrinsic Mobility and Ultrafast Carrier Dynamics in Multilayer Metal Dichalcogenide MoS2
在金属二硫属化物中载流子迁移率的最终限制，以及与载流子弛豫相关的动力学，尚不清楚。我们提出了测量的多层dichalcogenide二硫化钼的频率依赖性的电导率的光泵太赫兹探测光谱。我们发现这种材料在低温下的迁移率接近4200 cm 2/Vs。散射的温度依赖性表明，迁移率，一个数量级大于以前报道的二硫化钼，是固有的限制在太赫兹频率的声学声子散射。我们的测量载流子弛豫揭示皮秒冷却时间，然后再复合持续数十纳秒，并占主导地位的俄歇散射到缺陷。我们的研究结果提供了一个有用的背景下，了解和评估的二硫化钼为基础的电子和光电子器件的性能。
2014-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Hot-Carrier Luminescence in Multilayer Reduced Graphene Oxide Nanospheres
我们报道了一种通过增强载流子散射而不是直接改变多层还原氧化石墨烯（rGO）纳米球中的能带结构来促进石墨烯材料中的光致发光发射的方法。我们有意地卷曲石墨烯层以形成纳米球，通过用球形聚合物模板还原氧化石墨烯来操纵载流子散射。这些纳米球产生热载流子发光，与平面纳米片相比，发射效率提高了十倍以上。随着激发功率的增加，纳米球的热载流子发光表现出异常的光谱红移，其动力学特征与增强的电子-声子耦合有关。这些实验结果可以通过考虑屏蔽库仑相互作用得到很好的理解。随着载流子密度的增加，降低的屏蔽效应促进载流子散射，这增强了来自这种多层rGO纳米球的热载流子发射。这种载波散射的情况下，进一步证实了泵浦探测测量。
2013-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Layertronic control of topological states in multilayer metal-organic frameworks
我们研究了多层金属有机框架（MOFs）中二维态的层局域控制。对于有限堆叠的（NiC 4S 4）3 MOFs，相邻层之间的弱范德华耦合导致费米能级依赖的单层中的电子态的分布。这种分布反映在多层纳米带的拓扑边缘状态。此外，通过施加平行于堆叠方向的外部电场，可以针对选定的费米能量控制电子态的空间定位。通过比较密度泛函理论计算与戈薇晶格紧束缚模型来研究这种局域化行为。此外，对于无限堆叠的纳米带，一个新的V沟狄拉克态被发现在侧表面，这使得各向异性电流控制通过调整费米能量。我们的结果可以立即扩展到其他kagome MOFs与重叠堆叠，引入一个新的自由度（层本地化）的材料设计。
2019-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Valley-Hall Kink and Edge States in Multilayer Graphene
我们报告的理论研究的一维（1D）的状态本地化在几层石墨烯系统带的边缘，并在几层石墨烯系统之间的界面具有不同的谷霍尔电导率。当忽略谷混合时，这些1D状态被拓扑保护。我们解决的堆叠安排，界面结构，和外部电场垂直于层的性质的影响。我们发现，1D状态一般不存在于多层带扶手椅方向的边缘，但目前无论在任何内部谷-霍尔界面的ABC堆叠多层的晶体取向。
2011-05-18 cond-mat.mes-hall
Twisted multilayer nodal superconductors
最近，人们提出节点超导体的扭曲双层是一个很有前途的平台，可以容纳自发打破时间反演对称性的超导相。在这里，我们扩展这种分析扭曲的多层膜，专注于两个高对称堆叠交替（$\pm θ$）和恒定（$θ$）的扭曲角。与交替扭曲多层石墨烯类似，前者可以映射到具有重正化层间耦合的扭曲双层，当层的数量为奇数时，还可以映射到剩余的无间隙单层$L$。相比之下，后者表现出超越扭曲双层的物理，包括“魔角”的发生，其特征在于立方带交叉时，$L \mod 4 = 3$。由于其幂律发散的态密度，这种多层膜是非常容易受到二次不稳定性。在BCS平均场论，定义在连续和晶格上，我们发现，这两个堆叠主机手征拓扑超导在扩展区域的相图。
2022-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Charged basal stacking fault (BSF) scattering in nitride semiconductors
本文发展了一个在基底层错存在下半导体中电荷输运的理论。结果表明，基底层错的存在导致载流子输运的各向异性。将该理论应用于由大量BSF组成的非极性GAN薄膜中的载流子输运，并将结果与实验数据进行了比较。
2010-11-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Turbostratic graphitic microstructures: electronically decoupled multilayer graphene devices with robust high charge carrier mobility
碳纳米材料由于其特殊的物理性质继续令科学家感到惊讶。最近已经有理论预测和石墨烯多层膜的第一次报告，其中，由于堆叠层的旋转，保持了出色的电子性能，同时由于多层性质，对降解和机械应力的敏感性大大降低。在这里，我们表明，完全乱层多层石墨微结构结合了先进的电子和自旋电子器件所需的高载流子迁移率与石墨结构的鲁棒性。使用拉曼光谱和透射电子显微镜（TEM）的盘形石墨微结构的结构表征揭示了莫尔和衍射图案证实其乱层性质。电子输运特性产生了可重复的高迁移率，> 105 cm ^2（Vs）^（-1），与盘的厚度无关，这是乱层堆积引起的电子去耦的直接结果。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric charge and potential distribution in twisted multilayer graphene
从理论上分析了置于带电基底之间的多层石墨烯薄膜的电荷屏蔽和静电势空间分布特性。它示出，通过改变衬底上的面电荷密度和/或石墨烯堆叠的厚度，可以调整掺杂载流子在系统上的分布。当衬底上的电荷密度较低时，载流子分布和静电势分布符合石墨烯的半金属特性。然而，当所给予的电荷的量足够大时，发生向石墨烯层的类金属行为的转变。预测的过渡实验观察的可能性进行了讨论。
2013-11-03 cond-mat.mes-hall
Hybrid-functional electronic structure of multilayer graphene
具有菱形和Bernal堆叠的多层石墨烯被认为是金属的，如通过使用半局部泛函的密度泛函理论计算所预测的。然而，最近的角分辨光电子能谱和输运数据质疑这一观点。特别地，菱形薄片被认为是磁性绝缘体。由偶数层组成的贝尔纳片是绝缘的，而由奇数层组成的贝尔纳片是赝隙的。在这里，通过系统地基准与平面波代码，我们开发了非常准确的全电子高斯基组的石墨烯多层膜。我们发现，在协议与我们以前的计算，菱面体堆叠的多层石墨烯的缺口和磁性。然而，价带曲率和电子结构的细节关键取决于基组。只有充分扩展的基组才能正确地再现K点处价带顶的有效质量，而流行的POB-TZVP基组导致严重的高估。在Bernal堆积的情况下，我们表明，确切的交换间隙的薄片组成的四个层，并打开pseudogaps N = 3，6，7，8。然而，间隙或伪间隙尺寸及其作为厚度的函数的行为与实验数据不相容。此外，杂化泛函导致5层的金属溶液和5，6和8层的磁性基态。磁性非常弱，对电子结构几乎没有影响，并且磁矩主要集中在中心层。我们对三层Bernal石墨烯多层膜的混合泛函计算与非磁性GW计算非常一致。对于较厚的多层膜，我们的计算是低能电子结构的多体理论建模的基准。
2020-01-17 cond-mat.mes-hall
Zener tunneling isospin Hall effect in HgTe quantum wells and graphene multilayers
齐纳二极管是基于晶闸管的电子器件中的典型器件，其由PN结组成，其中外部电场在电流-电压特性中诱导开关行为。我们研究了碲化汞量子阱和石墨烯多层膜中的齐纳隧穿。我们发现隧穿跃迁几率不对称地依赖于载流子对势垒的平行动量。在碲化汞量子阱中，不对称性对于每个自旋是相反的，而对于石墨烯多层膜，它对于每个谷自由度是相反的。在这两种情况下，产生在垂直于所施加的场的方向上流动的自旋/谷电流。我们涉及的起源，这种齐纳隧道自旋/谷霍尔效应的Berry相位时，他们从带隙区域反射的载流子获得。
2012-04-20 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetism in chiral multilayer 2D semimetals
我们计算了手性多层二维半金属中存在稀浓度随机磁性杂质时的温度相关长程磁耦合，即，未掺杂的本征多层石墨烯。假设分离良好的磁性杂质之间存在载体介导的间接RKKY交换相互作用，而巡游载体介导杂质之间的磁性相互作用，我们利用有效手性哈密顿模型研究了本征多层石墨烯的磁性.我们发现由于石墨烯层的菱面体堆叠序列中态密度的增强，多层石墨烯的磁有序在连续极限下是铁磁的。的铁磁转变温度计算使用有限温度自洽场近似，并发现在实验范围内的杂质载流子耦合的合理值。
2017-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiple antiferromagnetic phases and magnetic anisotropy in exfoliated CrBr$_3$ multilayers
本研究在剥离的CrBr$_3$多层膜中实验观察到三个不同的磁相（一个铁磁相和两个反铁磁相），发现其单轴各向异性显著小于CrI$_3$，结合磁电导测量、拉曼光谱和密度泛函理论计算，揭示了层叠依赖的层间交换能，确立了扭曲双层CrBr$_3$作为确定性创建非共线磁相的理想系统。
2023-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ballistic charge transport in chiral-symmetric few-layer graphene
采用传输矩阵方法研究了具有手征对称堆叠结构的少层石墨烯中的弹道电荷输运。我们证明了手征对称性证明了在谱简并点（零能量）的非阿贝尔规范变换。这种变换证明了多层膜的零能输运性质与非耦合单层膜系统的零能输运性质的等价性。可以应用类似的变换，以测量任意磁场、弱应变和样品块中的跳跃无序。最后，我们计算了在任意能量下，不同的堆叠结构的全计数统计。预测的栅极电压依赖性的电导和噪声可以测量在清洁的多层样品与通用金属引线。
2010-03-11 cond-mat.mes-hall
Magnetic quantization in multilayer graphenes
多层石墨烯的基本性质通过层数和堆叠配置而多样化。对于$N$层系统，朗道能级被分成$N$组，每组由与堆叠配置相关联的主导子晶格标识。我们重点讨论了朗道能级的主要特性，包括简并度、波函数、量子数、起始能量、场相关能谱、电子-金属跃迁和交叉模式，这些特性在磁光光谱、扫描隧道光谱和量子输运实验中得到了反映。在AA-堆叠的石墨烯中的朗道能级负责多个狄拉克锥，而在AB-堆叠的石墨烯中，狄拉克性质取决于石墨烯层的数量，并且在ABC-堆叠的石墨烯中，低位能级与表面态有关。朗道能级混合导致能谱中的反交叉图案，这在AB堆叠的石墨烯中的组间朗道能级中可见，而特别地，在ABC堆叠的石墨烯中观察到组间和组内反交叉的形成。当堆叠顺序和层数变化时，上述磁电性质导致不同的光学光谱、等离子体光谱和输运性质。计算结果与光学和传输实验一致，并提出了尚未得到实验验证的新功能。
2015-06-20 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Exchange interaction, disorder, and stacking faults in rhombohedral graphene multilayers
我们应用平均场Hartree-Fock理论，在双层石墨烯的电荷中性的带隙电子态的薄膜的菱形石墨多达30层。对于基态，序参量（在谷中心的带的分离）饱和到一个恒定的非零值作为层数的增加，而带隙减少层数。我们考虑了以随机层势形式出现的手征对称性破缺无序和以层间耦合随机值形式出现的手征保持无序。前者降低了平均带隙的大小，而后者具有可忽略的影响，这是由于具有大量层的膜内的自平均。我们确定在存在一个单独的堆垛层错，这导致在两对低能量带的基态，我们确定两个单独的序参量。其中一个决定了在零温度下的带隙，另一个决定了临界温度，导致，总体上，带隙的温度依赖性是不同的原始菱面体石墨。在堆垛层错的存在下，每个单独的菱形截面与$m$层有助于一对低能量的平带，产生位于特征$m$依赖波矢量的Berry曲率的峰值。在基态中填充的价带的每个自旋谷味的陈数在量值上等于层的总数除以2，与原始菱面体石墨的值相同。
2021-07-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer coupling in rotationally faulted multilayer graphenes
本文综述了旋转缺陷多层石墨烯电子结构的理论模拟研究进展。在这些系统中，相邻层的晶轴未对准，使得层堆叠不会发生在三维石墨中观察到的Bernal结构中，并且经常在剥离的双层石墨烯中发现。值得注意的是，旋转断层石墨烯通常存在于其他形式的多层石墨烯中，包括在${\rm SiC \, (000 \bar 1)}$上热生长的外延石墨烯、通过化学气相沉积生长的石墨烯、折叠的机械剥离的石墨烯和沉积在石墨上的石墨烯薄片。旋转故障实验与相干单粒子层间运动的能量尺度的强烈减少。这种减少的微观基础及其后果引起了本综述中强调的几个小组的重大理论关注。
2011-09-09 cond-mat.mes-hall
Signature of multilayer graphene strain-controlled domain walls in quantum Hall effect
畴壁，定义多层石墨烯中不同堆叠区域之间的边界的拓扑缺陷，已被证明具有令人兴奋的物理学。在电子输运实验中原位调整这些拓扑缺陷的能力在畴壁的基本理解以及电子应用方面带来了丰富的可能性。在这里，我们展示了通过MEMS（微机电系统）驱动器和磁阻测量畴壁的多层石墨烯量子霍尔效应的效果。可逆和受控的单轴应变触发这些拓扑缺陷，表现为新的量子霍尔效应平台以及跨器件的电流的离散和可逆调制。我们的研究结果得到了理论计算的支持，并构成了通过电子输运探测多层石墨烯中拓扑缺陷的原位调谐的第一个迹象，为在电子应用中使用可逆拓扑缺陷开辟了道路。
2020-12-24 cond-mat.mes-hall
Chirality and correlations in the spontaneous spin-valley polarization of rhombohedral multilayer graphene
本文在随机相近似下研究双层至四层菱面体石墨烯的自发自旋-谷极化，发现手性电子间的交换作用是主要驱动力，且极化趋势随层数增加而增强。
2023-07-12 cond-mat.mes-hall
Magnetized Topological Insulator Multilayers
讨论了本征磁化拓扑绝缘体（如Mn（Sb $_{x}$ Bi $_{1-x}$）$_2$ X $_4$，其中X = Se，Te，包括MnBi $_2$ Te $_4$）七层和拓扑绝缘体五层任意顺序堆叠形成的块状晶体和准二维薄膜的磁性和拓扑性质.我们的分析利用了一个简化的模型，只保留Dirac-cone自由度的每个七重或五重层的两个表面上。我们证明了该模型的适用性，并估计其参数与{ \it ab initio }密度泛函理论（DFT）计算比较。然后，我们采用耦合狄拉克锥模型提供的依赖薄膜的性质，特别是量子反常霍尔效应的存在或不存在的薄膜厚度，磁配置和堆叠安排的解释，并评论的设计外尔超晶格。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
