Alkali doping of graphene: the crucial role of high temperature annealing
在超高真空条件下研究了低温下沉积在外延和CVD单层石墨烯上的锂的掺杂效率。载流子密度的变化进行了监测的狄拉克点的栅极电压漂移和霍尔测量，在低和高掺杂制度。发现预退火石墨烯极大地增强了可以实现的最大掺杂水平：在没有退火的情况下，掺杂在$Δn = 2\times 10^{13}$ e $^-$ /cm $^2$处饱和，与样品类型或先前处理无关;在900 K退火之后，饱和掺杂上升一个数量级至$Δn = 2\times 10^{14}$ e $^-$ /cm $^2$。
2016-10-02 cond-mat.mes-hall
Doping dependence of the Raman peaks intensity of graphene near the Dirac point
在这里，我们使用原始石墨烯样品，以分析在2.4 eV和1.96 eV激发能下测量的拉曼峰强度如何随掺杂量而变化。原始石墨烯的使用允许研究接近狄拉克点的强度依赖性。我们发现，G峰强度是独立的掺杂，而2D峰强度强烈降低，增加掺杂。在完全共振过程的框架中分析这种依赖性，我们发现总的电子-声子散射率在2.4 eV时为~40 meV。
2009-08-31 cond-mat.mes-hall
Spatial control of laser-induced doping profiles in graphene on hexagonal boron nitride
我们提出了一种在石墨烯-六方氮化硼（hBN）异质结构中创建和擦除空间分辨掺杂分布的方法。该技术基于通过聚焦激光的光诱导掺杂，并且不需要掩模也不需要光刻胶。这使得我们的技术对于非常规电子器件方案的快速原型制作很有意义，其中，可重复的、长期稳定的掺杂分布的空间分辨率仅受激光光斑尺寸（~600 nm）和样品定位精度的限制。我们的光学掺杂方法提供了一种在同一个石墨烯器件中实现和测试不同的复杂掺杂图案的方法，这是传统的选通技术无法实现的。
2015-11-02 cond-mat.mes-hall
The mechanism and process of spontaneous boron doping in graphene in the theoretical perspective
提出了一个理论模型来揭示在微波等离子体实验中选择三甲基硼作为掺杂源（ACS NANO 6（2012）1970）将B掺杂到石墨烯中的机制。结果表明，硼掺杂的原因是三甲基硼分解出的C、H、CH、CH_2或CH_3等基团与硼的结合作用，掺杂过程经历了两个关键步骤。确定了第一步的最小能量路径。所考虑的情况下得到的能量势垒落在0.02-0.43 eV的范围内，支持的事实，即取代C的B可以很容易地实现，即使在室温下。第二步，通过H饱和去除垂直方向上的无关基团，最终实现B的完全掺杂。本工作成功地解释了上述实验现象，并针对石墨烯的硼掺杂提出了一种新颖可行的方法。
2016-02-28 cond-mat.mes-hall
Reversible optical doping of graphene
石墨烯单层提供的最终表面暴露使其成为理想的传感器平台，但也使其固有特性暴露于任何环境扰动。在这项工作中，我们证明了剥离的SiO $_2$ /Si衬底上的石墨烯的电荷载流子密度可以精细和可逆地调整之间的电子和空穴掺杂与可见光子。这种光致掺杂发生在中等激光功率条件下，但受到基板清洁方法的显著影响。特别地，发现需要亲水性基底并且在悬浮的石墨烯中消失。这些发现表明，可以设想以亚秒时间尺度操作的光学门控石墨烯设备，但拉曼光谱并不总是像通常假设的那样是非侵入性的。
2013-04-16 cond-mat.mes-hall
Impact of doping on the carrier dynamics in graphene
我们提出了一个微观研究掺杂对石墨烯中的载流子动力学的影响，特别是专注于其对现实的，掺杂的石墨烯样品中的技术相关的载流子倍增的影响。治疗的时间和动量分辨载波光，载波载波，载波声子相互作用在同一微观基础上，俄歇诱导的载流子倍增的费米能级为300毫电子伏的外观被揭示。此外，我们表明，掺杂有利于所谓的热载流子倍增发生在一个频带内。我们的研究结果直接比较最近的时间分辨ARPES测量和表现出很好的协议的时间演变的热载流子倍增的n-和p-掺杂石墨烯。所获得的见解揭示了现实的掺杂石墨烯样品中的超快载流子动力学
2015-08-27 cond-mat.mes-hall
Graphene on a hydrophobic substrate: Doping reduction and hysteresis suppression under ambient conditions
在热氧化硅上通过机械剥离和标准光刻程序制备的石墨烯的本征掺杂水平变化显著，并且似乎强烈依赖于处理细节和衬底形态。此外，这种石墨烯装置的传输性质在环境条件下遭受滞后行为。这种滞后现象可能是由基底或石墨烯表面上的偶极吸附物引起的。在这里，我们证明，它是可能的，可靠地获得低本征掺杂水平，并强烈抑制滞后行为，即使在环境空气中沉积石墨烯上的薄，疏水自组装层的六甲基二硅氮烷（HMDS）。HMDS用作可重复的模板，防止偶极物质的吸附。它也可以屏蔽基板缺陷的影响。
2009-10-14 cond-mat.mes-hall
Boron and nitrogen doping in graphene antidot lattices
石墨烯反点晶格（GAL）的自下而上的制造先前已经产生了具有亚纳米周期性的原子级精确结构。专注于这种类型的实验实现的GAL，我们进行密度泛函理论计算的原始结构，以及GALs与边缘碳原子取代硼或氮。我们发现，p-和n-型掺杂水平出现的活化能，取决于在杂质的氢化水平。此外，紧束缚参数化与格林函数方法一起被用来描述更稀的掺杂。
2016-07-27 cond-mat.mes-hall
Chemical Doping and Electron-Hole Conduction Asymmetry in Graphene Devices
我们调查聚乙烯亚胺和重氮盐作为稳定的，互补的掺杂剂在石墨烯上。掺杂有这些分子的石墨烯器件中的传输表现出电子和空穴电导的不对称性。一个载流子的电导保持不变，而另一个载流子的电导减小。基于非平衡格林函数形式主义的模拟表明，这种不对称性的起源是由电极和沟道中性点的未对准引起的来自石墨烯电极的不平衡载流子注入。
2008-12-09 cond-mat.mes-hall
Unexpected hole doping of graphene by osmium adatoms
研究了在\emph{in situ}沉积锇吸附原子的亚单层涂层之前和之后单层石墨烯器件的电子输运。出乎意料的是，与迄今为止研究的所有其他金属吸附原子不同，锇吸附原子将电荷中性点转移到更正的栅极电压。这表明锇吸附原子作为电子受体，从而使石墨烯空穴掺杂。输运数据的分析表明，Os吸附原子的行为作为带电杂质散射体，尽管具有令人惊讶的低电荷掺杂效率。石墨烯的电荷中性点被发现随着栅极电压的变化而非单调地变化，因为样品被加热到室温，这表明锇在表面上扩散，但没有被完全去除。
2019-12-10 cond-mat.mes-hall
Field effect doping of graphene in metal|dielectric|graphene heterostructures: a model based upon first-principles calculations
我们研究了如何从导电衬底的石墨烯单层的费米能量分离的介电间隔取决于衬底的属性和施加的电压。一个分析模型的开发，描述了作为栅极电压的函数的费米能级位移，衬底的功函数，以及的类型和厚度的电介质间隔。描述场效应器件中栅电极效应的该模型的参数可以从单层或界面上的密度泛函理论（DFT）计算获得。石墨烯在金属|dielectric|石墨烯结构中的掺杂被发现不仅由金属和石墨烯之间的功函数的差异和间隔物的介电性质决定，而且由界面处的微观结合的细节引起的潜在步骤也起重要作用。通过该模型预测的掺杂水平与从金属|dielectric|石墨烯结构上的第一原理DFT计算获得的结果非常一致，该石墨烯结构具有金属Al、Co、Ni、Cu、Pd、Ag、Pt或Au以及h-BN或真空介电间隔物。
2013-02-20 cond-mat.mes-hall
Sublattice asymmetry of impurity doping in graphene: A review
在这篇综述中，我们强调了最近的理论和实验工作的亚晶格不对称掺杂的杂质在石墨烯中，重点是取代氮掺杂剂。众所周知，石墨烯在电子学中的应用的一个当前限制是，在其普通状态下，它没有带隙。通过优先掺杂其两个子晶格中的一个，不仅可以打开这样的间隙，其还可以通过控制掺杂剂浓度来调节，而且在理论上在未掺杂的子晶格中产生电子的准弹道输运，这两个品质对于在未来技术中竞争性使用的任何石墨烯器件都是重要的。我们概述了目前的实验技术合成这样的石墨烯单层和详细的理论努力，以解释负责的效果的机制，然后建议在这个新生领域的未来研究方向。
2014-07-09 cond-mat.mes-hall
Tip induced doping effects in local tunnel spectra of graphene
利用室温扫描隧道显微镜和光谱仪（STM/S）研究了具有可调背栅的单层石墨烯（SLG）的尖端诱导掺杂局域隧道谱。用剥离法在二氧化硅表面制备的SLG样品经拉曼光谱证实，具有原子分辨的蜂窝状晶格结构。局部隧道谱显示两个极小值，在背栅掺杂的情况下，两者的位置都有明显的演变。由于电荷的不均匀性，在空间上也观察到类似的光谱变化。随着掺杂，两个最小值在相反的方向上移动，其中一个显示出接近平方根的依赖性，另一个显示出对栅极电压的线性依赖性。我们解释这些功能所产生的STM尖端诱导和偏置电压依赖的SLG掺杂。
2010-08-21 cond-mat.mes-hall
Reversible Sulfuric Acid Doping of Graphene Probed by in-situ Multi-Wavelength Raman Spectroscopy
由于晶格应变和电荷密度影响石墨烯的各种材料性质，因此需要可靠且有效的方法来量化这两个变量。虽然拉曼光谱是敏感和非破坏性的，其有效性对化学电荷掺杂的精确定量尚未得到测试。在这项工作中，我们在原位定量的分数频率变化的2D和G峰的电荷密度引起的硫酸溶液以及原生晶格应变的响应。基于实验数据和理论验证，我们提出了一种光学方法，同时确定应变和化学诱导电荷密度的三个流行的激发波长为457，514和633 nm。为了加快掺杂剂物质通过石墨烯-SiO2衬底的嵌入，通过热氧化在石墨烯中精确地产生密集的纳米孔阵列。纳米穿孔石墨烯膜系统对于掺杂和去掺杂过程的多个循环是稳健的，并且将在研究与石墨烯的各种类型的化学相互作用中是有用的。
2020-08-07 cond-mat.mes-hall
Effects of edge chemistry doping on graphene nanoribbon mobility
半导体的掺杂对于各种器件应用是必要的。在最近的实验中，利用其反应性边缘的化学被证明是掺杂原子级薄的石墨烯纳米颗粒（GNR）以实现新器件的有效方法。通过使用从头算密度泛函和参数化紧束缚模拟，结合量子输运的非平衡格林函数形式主义，研究了由边缘掺杂限制的载流子迁移率作为GNR宽度，掺杂密度和载流子密度的函数。结果表明，对于宽于约4nm的GNR，迁移率与GNR宽度近似线性地成比例，与边缘掺杂浓度成反比，并且随着载流子密度的增加而减小。对于较窄的GNR，迁移率对GNR宽度和载流子密度的依赖性可以是定性不同的。
2011-07-24 cond-mat.mes-hall
Dynamical polarization of graphene at finite doping
在任意频率、波矢和掺杂的随机相位近似下精确计算了石墨烯的极化。在有限的掺杂，静态磁化率饱和到一个恒定的值为低动量。在$q=2 k_{F}$处，它仅在二阶导数中具有不连续性。在带电杂质的存在下，这导致弗里德尔振荡，其衰减与托马斯费米贡献相同的幂律，后者总是占主导地位。还计算了磁性杂质存在下的自旋密度振荡。采用低$q$和任意$ω$的动态极化方法计算了色散关系以及等离子体和声学声子的衰减率随掺杂的变化。石墨烯的低屏蔽与不存在间隙相结合，导致纵向声学晶格振动的显著硬化。
2007-01-09 cond-mat.mes-hall
Gap Opening by Asymmetric Doping in Graphene Bilayers
我们研究了非对称掺杂引起的石墨烯双层膜电子光谱中的能隙开放。两个替代杂质（硼受体和氮供体）和吸附的钾供体被认为是。与掺杂剂浓度的间隙演变的情况下，其中层之间的不对称性是由外部电场引起的。吸附的钾的效果是类似的电场，但替代杂质的行为完全不同，显示出较小的带隙和大的灵敏度无序和亚晶格占领。
2010-12-11 cond-mat.mes-hall
Pocket doping method on Improving the Performance of Graphene Nanoribbons Tunneling FET
采用基于三维实空间非平衡格林函数的弹道量子输运方法，对扶手椅型石墨烯纳米带隧穿场效应晶体管进行了研究。通过在源极附近引入口袋掺杂区，GNRs TFET的性能得到了改善，与传统的隧道FET相比，GNRs TFET具有更大的导通电流和更陡的亚阈值摆幅。研究还发现，口袋区域引入了两个有趣的功能。通过增加袋长度，可以有效地抑制双极性。此外，由于谐振，在负栅极电压下存在负跨导。
2013-12-12 cond-mat.mes-hall
DFT study of optical properties of pure and doped Graphene
基于密度泛函理论（DFT）的从头算方法研究了纯石墨烯的光学性质，并与硼（B）、氮（N）和BN共掺杂的石墨烯片的光学性质进行了比较。通过改变掺杂剂的浓度来研究掺杂的效果，对于单独的B和N掺杂，掺杂剂的浓度从3.125%（32个主体原子中的一个掺杂剂原子）变化到6.25%（50个主体原子中的六个掺杂剂原子），对于BN共掺杂，掺杂剂的浓度从37.5%（32个主体原子中的一个B/N对）变化到18.75%。对于相同浓度的替代掺杂，掺杂剂的位置也已经改变。在无规相位近似（RPA）下，使用VASP（Vienna ab-initio Simulation Package）程序计算了介电矩阵。计算了单层石墨烯片在光偏振方向平行和垂直于石墨烯片平面时的介电函数、吸收光谱和能量损失函数，并与掺杂石墨烯进行了比较。计算的介电函数和能量损失谱与纯石墨烯的理论和实验结果符合得很好。已经发现，单独的B和N掺杂不显着影响虚介电函数，因此吸收光谱。然而，在高掺杂下，发现B/N共掺杂的辐射吸收向可见光范围发生显著的红移。研究结果可用于调控石墨烯在可见光区的光学性质。
2014-04-18 cond-mat.mes-hall
Doping Induced Second Harmonic Generation in Centrosymmetric Graphene from Quadrupole Response
对于中心对称的材料，如单层石墨烯，通常预期没有光学二次谐波产生（SHG），因为它在电偶极子近似下是禁止的。然而，我们观察到一个强大的，掺杂诱导的SHG从石墨烯，其最高强度可比的电偶极子允许在非中心对称的二维材料的SHG。这种新型的二次谐波具有电四极响应的性质，这是由于面内光子波矢量的光学修整有效地破坏了反转对称性而产生的。更值得注意的是，SHG被载流子掺杂或化学势广泛调谐，在费米边缘共振处急剧增强，但在电荷中性点处消失，这表明了无质量狄拉克费米子的电子-空穴对称性。石墨烯中的惊人行为，这也应该出现在石墨烯类狄拉克材料中，扩展了非线性光学的范围，并拥有新的光电和光子应用的希望。
2018-12-29 cond-mat.mes-hall
Adatom Doping-Enriched Geometric and Electronic Properties of Pristine Graphene: a Method to Modify the Band Gap
我们研究了吸附原子的浓度和分布对石墨烯几何和电子性质的影响。我们的计算是基于密度泛函理论下的第一性原理，揭示了各种类型的$π$ -键。这种掺杂的石墨烯材料的能带结构可以通过采用角度分辨光发射光谱（ARPES）测量电子能带结构和扫描隧道光谱（STS）测量态密度（DOS）来实验探索，这两者都已经在本文中计算和报道。我们的计算表明，这种吸附原子掺杂是负责的狄拉克锥结构的破坏或外观。
2017-03-07 cond-mat.mes-hall
Nanoscale control of rewriteable doping patterns in pristine graphene/boron nitride heterostructures
在二维（2D）材料中的纳米级控制的电荷掺杂允许实现光学现象的电子模拟，在低能量下的相对论物理，和技术上有前途的纳米电子学。静电门控和化学掺杂是实现这种掺杂的局部控制的两种最常见的方法。然而，这些方法遭受复杂的制造工艺，其引入污染、不可逆地改变材料性质，并且缺乏灵活的图案控制。在这里，我们展示了一种干净，简单，可逆的技术，允许写入，读取和擦除纳米尺度的2D材料的掺杂图案。我们通过采用配备有底部栅电极的石墨烯/氮化硼（BN）异质结构来实现这一点。通过使用电子输运和扫描隧道显微镜（STM），我们表明，空间控制的电荷掺杂可以实现与应用程序的光或STM尖端电压激发结合栅极电场。我们简单而新颖的技术为按需石墨烯PN结和超薄存储器件提供了一条新的途径。
2016-02-10 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
Short Ballistic Josephson Coupling in Planar Graphene Junctions with Inhomogeneous Carrier Doping
我们报告短弹道（SB）约瑟夫森耦合结嵌入在平面异质结构的石墨烯。弹道约瑟夫森耦合证实了结临界电流$I_c$的法布里-珀罗型干涉。接近$2Δ_0/e$的异常大的$I_cR_N$产物（$R_N$ ;正常状态结电阻，$Δ_0$ ;零温度超导能隙）是SB强约瑟夫森耦合的指示。$I_c$的温度依赖性与传统的短结行为不一致; $I_c(T)$曲线系统地偏离标准Kulik-Omel'yanchuk预测。我们认为，这一功能源于石墨烯结的平面性质，这是容易受到非均匀载流子掺杂的影响，以及在石墨烯附近的超导接触。
2017-12-28 cond-mat.mes-hall
Friedel Oscillations in Graphene: Sublattice Asymmetry in Doping
已知在电子传导介质中的对称性破坏扰动会在其他原始材料的各种物理量中产生弗里德尔振荡（FO）。在这里，我们以数学上透明的方式表明，石墨烯中的FO具有很强的亚晶格不对称性。因此，杂质和/或缺陷的存在可能非常不同地影响不同的石墨烯子晶格。此外，这种不对称性可以用来解释最近的观察结果，即氮原子和二聚体不是随机分布在石墨烯中，而是倾向于占据其两个不同的子晶格之一。我们认为，这一功能是不排除氮，它可以被视为与其他替代掺杂剂。
2013-09-13 cond-mat.mes-hall
Local charge transfer doping in suspended graphene nanojunctions
我们报告了纳米级石墨烯晶体管中的电子输运测量，其沟道长度短于100 nm的金和铂电极，并将其与沟道长度为1 \textmu{} m至50 \textmu{} m的晶体管进行比较。我们发现一个大的正栅电压漂移的电荷中性点（NP）的晶体管与铂电极，但可以忽略不计的移动与金电极制成的设备。这与电子从石墨烯转移到铂电极中是一致的。随着沟道长度的增加，使用金和铂电极测量的NP之间的差异消失。
2012-01-04 cond-mat.mes-hall
Influence of disordered edges on transport properties in graphene
研究了等离子体刻蚀样品边缘对电输运和掺杂的影响。通过电输运测量，分析了单层和双层石墨烯样品的整体掺杂和迁移率。因此，边缘对样品的总体掺杂有很大贡献。此外，对于窄样品，边缘无序可以被发现是迁移率的主要限制源。
2016-05-11 cond-mat.mes-hall
Uniform doping of graphene close to the charge neutrality point by polymer-assisted spontaneous assembly of molecular dopants
通过将掺杂剂掺入晶格中来调节二维（2D）材料的载流子密度是一项具有挑战性的任务。一个有吸引力的替代方案是通过在2D晶体上吸附分子的表面转移掺杂，这可以导致有序的分子阵列。然而，在超高真空条件（UHV）中证明的这种系统在环境条件下通常是不稳定的。在这里，我们表明，在SiC上外延石墨烯的空气稳定掺杂-通过旋涂沉积的2，3，5，6-双-四氰基-醌-二甲烷（F4 TCNQ）纳入聚（甲基丙烯酸甲酯）-通过掺杂剂在石墨烯-聚合物界面处的自发积累和通过形成电荷转移络合物进行，该电荷转移络合物产生低无序、电荷中性的石墨烯，其载流子迁移率约为70，000 cm2/Vs。通过在环境条件下旋涂晶圆级基板，在聚合物基质的辅助下在2D材料上组装掺杂剂，开辟了一条可扩展的技术路线，以扩展2D材料的功能。
2018-05-15 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
Enhancement of thermoelectric figure-of-merit of Graphene upon BN-doping and sample length reduction
使用基于第一性原理密度泛函微扰理论的长度相关晶格热导率（\k{appa} L）的计算，并使用我们先前计算的电输运结果（Phys Rev B 95 085435（2017）），我们报告了单层和双层石墨烯的热电优值（ZT）的结果。我们发现掺杂氮化硼的石墨烯样品的ZT增加了近十倍，并且样品长度减少。我们还比较了\k{appa} L使用迭代实空间方法计算与传统的分析Callaway-Klemens方法，并获得弯曲（ZA）声子模式是占主导地位的热输运不同于在后者的方法。我们的计算与现有的实验数据符合得很好。
2018-09-04 cond-mat.mes-hall
Strain- and doping-tunable optical resonance in Kekulé-Y graphene
Farhangian University（法尔坎吉安大学）
研究单轴应变和载流子掺杂下Kekulé-Y石墨烯的光学响应，发现应变诱导的范霍夫奇点产生强各向异性共振，为识别该相提供光学探针。
2026-06-15 cond-mat.mes-hall
Effect of doping on hot-carrier thermal breakdown in perforated graphene metasurfaces
School of Computer Science and Engineering, University of Aizu（会津大学计算机科学与工程学院）；Research Institute of Electrical Communication, Tohoku University（东北大学电气通信研究所）；Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University（东北大学交叉学科学术前沿研究院）；International Research Institute of Disaster Science, Tohoku University（东北大学国际灾害科学研究中心）；Center of Excellence ENSEMBLE3（ENSEMBLE3卓越中心）；UNIPRESS Institute of High Pressure Physics of the Polish Academy of Sciences（波兰科学院高压物理UNIPRESS研究所）；Electronics of the Future, Inc.（未来电子公司）
本文研究掺杂对穿孔石墨烯超表面热载流子热击穿S形伏安特性的影响，揭示相关电热正反馈机制，为优化该类结构的电子、光电器件提供框架。
2025-11-14 cond-mat.mes-hall
Direction-Controlled Chemical Doping for Reversible G-Phonon Mixing in ABC Trilayer Graphene
不仅表观的原子排列，而且电荷分布也定义了晶体的对称性，决定了电子和振动结构。在这项工作中，我们报告可逆和方向控制的化学掺杂，修改AB-双层和ABC三层石墨烯的反转对称性。对于自上而下和自下而上的空穴注入石墨烯片，我们分别采用了电负性I2的分子吸附和退火诱导的界面空穴掺杂。反转对称性的化学破坏导致G声子、拉曼活性Eg和拉曼非活性Eu模的混合，表现为两个分裂的G峰，G-和G+。通过简单的冲洗或界面分子置换去除空穴掺杂，可以恢复破坏的反转对称性。或者，对称性可以通过双侧电荷注入恢复，这消除了G-并形成了一个额外的峰，Go，起源于几乎没有掺杂的内层。在目前的研究中所证明的晶体对称性的化学修饰可以应用于其他低维晶体，以调整其各种材料性质。
2020-08-07 cond-mat.mes-hall
Spectroscopic assessment of short-term nitric acid doping of epitaxial graphene
这项工作报告的信息时，硝酸被用作吸附剂在外延石墨烯器件的空穴掺杂的瞬态。在真空条件下，通过电学和光谱手段监测解吸过程，以从相应的数据中提取相关的时间尺度。理解空穴掺杂的可逆性质是至关重要的，因为这种器件处理可以是大规模金属选通的合适替代方案。大多数测量是在室温下暴露后进行的，对于一些电输运测量，在1.5 K下进行。真空条件被应用于许多测量，以复制实验室条件，在该实验室条件下，使用这种掺杂方法的器件将被测量。从运输测量的相关时间尺度进行比较，从X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱测量的结果，后者在环境条件下进行，并伴随着计算的Reststrahlen带的光谱。
2022-04-15 cond-mat.mes-hall
Strain and doping transfer between suspended and supported bilayer graphene
本文利用亚微米空间分辨率拉曼光谱研究部分悬浮、部分支撑的双层石墨烯在高压下的应变与掺杂传递，发现两区域间几乎完全传递，且载流子密度在2 GPa时迅速饱和而双轴应变持续增加。
2025-03-10 cond-mat.mes-hall
Topological Domain Walls in Graphene Nanoribbons with Carrier Doping
本研究通过Hartree-Fock平均场方法与有效连续模型，理论揭示载流子掺杂可稳定锯齿形石墨烯纳米带的交替反铁磁畴结构，发现类Hofstadter分形能谱及不同宽度对应不同畴壁相的规律。
2023-03-17 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
Low energy theory of disordered graphene
在较低的外部掺杂值下，石墨烯显示出丰富的非常规输运性质。也许最引人注目的是，它支持一个强大的“金属”制度，具有电导量子量级的普遍电导。本文采用平均场和玻色化相结合的方法研究了系统的大尺度输运性质。我们发现，无论掺杂水平，无序石墨烯是受共同的机制安德森局域化。然而，在低掺杂的重整化机制的数量合谋保护系统的导电性，在一定程度上，强本地化可能不会被看到，即使在温度远小于那些基本目前的实验工作。
2006-07-10 cond-mat.mes-hall
Ultrahigh Doping of Graphene Using Flame-Deposited MoO3
石墨烯基电子器件的预期高性能通常受到缺乏足够掺杂的阻碍，这导致低载流子密度和大的薄层电阻。许多报道的石墨烯掺杂方案也遭受不稳定性或与现有半导体加工不兼容。在这里，我们报告了通过化学气相沉积法生长的单层石墨烯的稳定且稳定的p型掺杂高达~7x10^13 1/cm^2（~2x10^21 1/cm^3}。这是通过使用快速火焰合成技术在石墨烯上直接生长多晶MoO 3来实现的。通过这种方法，孔的金属-石墨烯接触电阻降低到约200欧姆-μ m。我们还证明，火焰沉积的MoO 3提供了超过5倍的石墨烯掺杂，以及优越的热稳定性和长期稳定性，相比电子束沉积的MoO 3。
2020-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of nitrogen-doping configurations with vacancies on conductivity in graphene
我们研究了含不同结构点缺陷的氮掺杂石墨烯中的电子输运：单取代或双取代氮原子和氮空位复合物。数值计算结果使用量子力学Kubo-Greenwood形式主义。石墨烯晶格中的氮取代采用独立的自洽从头计算的散射势来模拟。各种定量和定性的导电行为的变化，揭示了石墨和吡啶型N缺陷在石墨烯。对于最常见的类石墨结构的N-掺杂的石墨烯，我们也考虑的相关性和取代N原子的排序的情况下。与其随机分布的情况相比，相关N掺杂剂的电导率提高了几倍，有序掺杂剂的电导率提高了几十倍。复合缺陷中空位的存在以及N掺杂剂的有序化抑制了石墨烯中导电性的电子-空穴不对称性。
2014-05-28 cond-mat.mes-hall
Impact of the angular alignment on the crystal field and intrinsic doping of bilayer graphene/BN heterostructures
本文设计可同时调控位移场与晶体对准的双层石墨烯/BN器件，揭示扭转角和公度状态对界面晶体场及本征静电掺杂的关键影响。
2025-02-15 cond-mat.mes-hall
Superconducting Graphene: the conspiracy of doping and strain
石墨烯展现出了丰富的迷人特性，但也被认为不是超导体。值得注意的是，我们表明，石墨烯可以通过电荷掺杂和拉伸应变的综合作用成为传统的Bardeen-Cooper-Schrieffer超导体。掺杂的影响是明显的，使费米面增大，而应变的影响是深刻的，大大增加了电子-声子耦合。在实验可达到的掺杂（4 E +14 cm-2）和应变（~16%）水平下，超导临界温度Tc高达~30 K，是液氢温度以上单元素材料的最高温度。这显著地使石墨烯成为商业上可行的超导体。
2013-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Homogeneous doping of epitaxial graphene by Pb(111) islands: A magnetotransport study
本研究通过磁输运实验发现，Pb(111)岛在石墨烯上均匀掺杂且不诱导Rashba自旋轨道耦合，与理论预测相反，并屏蔽缺陷降低谷间散射。
2025-02-27 cond-mat.mes-hall
Electronic transport in graphene nanoribbons with sublattice-asymmetric doping
最近的实验结果和理论预测表明，氮掺杂的CVD生长的石墨烯可能会引起电子带隙由于杂质分布，有利于在一个单一的子晶格上的隔离。在这里，我们从理论上证明，这样的分布引起更复杂的行为，在存在的边缘，几何形状决定是否在样品中的电子查看杂质作为一个间隙开放的平均电位或散射体。锯齿形边缘引起后一种情况，并消除了扩展的石墨烯样品中预测的电子带隙。我们预测，这样的行为将引起泄漏附近的晶界具有类似的几何形状或边缘蚀刻设备。此外，我们研究了在不同的亚晶格域，这应该是可观察到的实验和提供有趣的波导可能性之间的界面处的一维金属通道的形成。
2016-02-08 cond-mat.mes-hall
Impact of Extrinsic Interface Traps and Doping Atoms on Conductivity of Graphene Field Effect Devices
石墨烯表面上或石墨烯-电介质界面处的近界面氧化物陷阱和化学杂质可以是石墨烯片的有意或无意掺杂的来源。这种化学掺杂的效率可以根据石墨烯场效应器件的参数在宽范围内变化。需要理解掺杂效率对器件特性的这种敏感性的机制。本文的目的是从理论上推导出适合石墨烯化学掺杂显式计算的解析关系式。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effects of doping and bias voltage on the screening in AAA-stacked trilayer graphene
我们计算了AAA堆叠的三层石墨烯（TLG）的静态极化，并在所有未掺杂，掺杂和偏置制度的无规相位近似（RPA）范围内研究其屏蔽特性。我们发现，未掺杂的AAA堆叠TLG的静态极化是掺杂和未掺杂的单层石墨烯静态极化的组合。这导致了沿着具有与载流子浓度无关的波矢的玻色子-费米屏蔽的介电背景常数的增强，以及屏蔽库仑势的长距离行为的1/r^3幂律衰减。我们表明，可以考虑的偏置电压的影响的层间跳跃能量的重正化到一个新的偏置电压依赖的值，表明偏置AAA堆叠TLG的屏蔽性能可以电调谐。当$μ$大于$\sqrt{2}γ$时，掺杂AAA叠层TLG的屏蔽特性与掺杂SLG的屏蔽特性相似，只与掺杂有关。而对于$μ<\sqrt{2}γ$，其屏蔽性能是SLG和AA堆叠屏蔽性能的组合，并且它们由掺杂和层间跳跃能决定。
2014-06-28 cond-mat.mes-hall
Dual origin of defect magnetism in graphene and its reversible switching by molecular doping
通过使用电场来控制磁性的可能性是自旋电子学应用中最期望的特性之一。找到合适的材料仍然是一个难以捉摸的目标，到目前为止只找到了几个候选者。石墨烯是其中之一，并且由于其弱的自旋-轨道相互作用、通过电场效应控制电子性质的能力以及引入顺磁中心（例如空位和吸附原子）的可能性而提供了希望。在这里，我们表明，吸附原子的磁性在石墨烯是巡回的，可以通过掺杂控制，使磁矩可以打开和关闭。讨论较多的空位磁性被发现有一个双重的起源，有两个近似相等的贡献：一个来自相同的巡回磁性和其他由于断裂的债券。我们的工作表明，石墨烯的磁响应可以由场效应控制，类似于其输运和光学性质，并且自旋扩散长度可以在一定的载流子密度以上显著增强。
2013-05-10 cond-mat.mes-hall
Inhibiting Klein tunneling in graphene p-n junction without an external magnetic field
我们通过第一性原理计算研究了吸附在石墨烯上的有机分子（F4 TCNQ）的密集岛。我们发现，在电子掺杂的情况下，岛自然地在石墨烯片中形成pn结。例如，每平方厘米约3 * 10^{13}个电子的掺杂水平导致静电势垒为800 meV的pn结。与石墨烯中的常规pn结不同，在由吸附的有机分子岛形成的结的情况下，我们预期即使没有施加外部磁场，克莱因隧穿也被抑制。在这里，克莱因隧穿被掺杂后自发发生在分子岛中的铁磁顺序抑制。我们估计石墨烯片中的磁势垒约为10 mT。
2016-02-19 cond-mat.mes-hall
Photo-induced Doping in Graphene/Boron Nitride Heterostructures
分层材料堆叠的设计，其中相邻层通过范德华力相互作用[1]，使得具有不同电学，光学和机械特性的各种二维晶体的组合成为可能，并出现了新的物理现象和器件功能[2-8]。在这里，我们报告光诱导掺杂的范德华异质结构（VDH）的石墨烯和氮化硼层组成。它使得能够用可见光灵活且可重复地写入和擦除石墨烯中的电荷掺杂。我们证明了这种光诱导掺杂保持了石墨烯-氮化硼（G/BN）异质结构的高载流子迁移率，这类似于半导体异质结中使用的调制掺杂技术，并且可以用于产生空间变化的掺杂分布，例如pn结。我们发现，这种光致掺杂产生从微观耦合的光和电响应的G/BN异质结构，其中包括在氮化硼中的缺陷跃迁的光激发，在石墨烯中的电输运，和氮化硼和石墨烯之间的电荷转移。
2014-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Opening the band gap of graphene through silicon doping for improved performance of graphene/GaAs heterojunction solar cells
石墨烯因其优异的性能引起了人们越来越多的关注，然而，单层石墨烯的零带隙可能限制其进一步的电子和光电应用。本文采用化学气相沉积法成功地大面积合成了单层硅掺杂石墨烯。拉曼光谱和X射线光电子能谱学测量证明硅原子掺杂到石墨烯晶格中，掺杂水平为3.4 at%。基于场效应晶体管的电学测量表明，硅掺杂使石墨烯的带隙打开，其带隙在0.紫外光电子能谱学表明SiG的功函数比石墨烯的功函数大0.13 eV。此外，SiG/GaAs异质结构太阳能电池显示出比石墨烯/GaAs太阳能电池平均提高33.7%的功率转换效率，这归因于增加的势垒高度和改善的界面质量。研究结果表明，硅掺杂可以有效地改善单层石墨烯的带隙，SiG在光电子器件中具有很大的应用潜力。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pseudo-diffusive magnetotransport in graphene
研究了在任意掺杂和磁场作用下宽、短弹道石墨烯结的输运性质。对于任何电流累积量，在狄拉克点处都没有观察到对磁场的依赖性，就像在经典的扩散系统中一样，在正常石墨烯-正常和正常石墨烯-超导体结中。然而，这种伪扩散制度是非常脆弱的掺杂在有限领域。我们确定的交叉场抑制和一个正常的弹道输运制度中的磁场掺杂参数空间，并提供了一个物理解释的相图。值得注意的是，伪扩散运输恢复远离狄拉克点共振朗道水平在高磁场。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall
Electrostatic Doping of Moiré Superlattices Controls the Optical Fingerprint of a WSe_2 /Twisted Bilayer Graphene heterostructure
Laboratoire de Physique des Matériaux, Faculté des Sciences de Bizerte, Université de Carthage（迦太基大学比塞大科学学院材料物理实验室）
本研究理论探究静电掺杂对WSe2/扭转双层石墨烯异质结构激子光学响应的影响，揭示掺杂诱导的莫尔超晶格势调制激子光谱，产生卫星共振，为光学传感器设计提供新途径。
2026-10-05 cond-mat.mes-hall
Efficient n-type Doping in Epitaxial Graphene through Strong Lateral Orbital Hybridization of Ti Adsorbate
近年来，通过原子取代和吸附，已经证明了用于外延石墨烯的各种掺杂方法。在这里，我们观察角分辨光电子能谱（ARPES）的耦合诱导狄拉克锥重整化时，沉积少量的钛到外延石墨烯上的SiC。我们获得了一个显着的高掺杂效率和一个容易调谐的载流子速度简单地通过改变沉积的Ti的量。第一性原理理论计算表明，强的横向（非垂直）轨道耦合导致通过将石墨烯的2 pz轨道和Ti吸附物的3d轨道杂化而有效掺杂石墨烯，所述Ti吸附物附着在石墨烯上而不产生任何陷阱/散射态。这种Ti诱导的杂化是吸附物特异性的，并且对于有效掺杂以及石墨烯中的载流子输运的吸附物诱导的改性的应用具有重要后果。
2016-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
