Simulating graphene impurities using the worm algorithm
用蒙特卡罗算法之一的蠕虫算法对二维伊辛模型进行了计算机模拟研究。利用临界指数计算了相变的临界温度T_C，并与解析结果进行了比较，得到了很高的精度。我们还表明，磁有序的杂质分布在石墨烯片是可能的，通过模拟适当构造的模型，使用蠕虫算法。估算了T_C值。此外，还探讨了T_C与相互作用常数的关系。我们概述了如何可以在未来进行调查这种关系。
2013-03-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Transport signatures of Kondo physics and quantum criticality in graphene with magnetic impurities
局域磁矩已被预测发展在石墨烯样品与空位或吸附。这种磁性杂质和石墨烯的狄拉克准粒子之间的相互作用导致了显着的多体现象，到目前为止，实验工作已经证明了这一点。在这篇文章中，我们研究了石墨烯中原子杂质稀系综的量子临界性和近藤物理的热力学、光谱和输运特征。我们考虑空位和吸附原子，要么打破或保持石墨烯的$C_{3v}$和反转对称性。在中性石墨烯样品中，所有情况下显示依赖于量子临界性，从而导致非对称杂质的增强的杂质散射，其方式类似于由非对称共振散射体形成的束缚态。近藤的相关性只出现在存在一个背门，估计近藤温度以及在实验范围内的所有杂质类型。对于电荷中性的破介杂质，通过$T^{-2}$电阻率缩放来指示量子临界性，从而导致低温下的完全绝缘行为，而低温电阻率平台出现在非临界和近藤区域。相比之下，从对称的空缺和中空的网站吸附的电阻率的贡献消失在电荷中性和任意背栅电压，分别。这意味着，本地探测方法需要检测近藤和量子临界签名，在这些保密的情况下。
2017-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
From Kondo to local singlet state in graphene nanoribbons with magnetic impurities
详细分析了锯齿形石墨烯纳米颗粒中磁性杂质的近藤效应。吸附原子通过中空或顶部位置构型的杂化振幅$Γ_{imp}$与石墨烯纳米载体偶联。此外，吸附原子还通过杂化功能$Γ_{tip}$与金属STM针尖弱耦合，该杂化功能提供了其磁矩的近藤屏蔽。整个系统描述的安德森一样的哈密顿量的低温物理是通过采用数值重整化群的方法，这使我们能够获得用于计算近藤温度的系统的热力学性质访问。当吸附原子靠近锯齿形石墨烯纳米颗粒的边缘时，我们发现了两种屏蔽机制：（1）弱耦合机制（$Γ_{imp}\ll Γ_{tip}$），其中边缘态产生近藤温度$T_K$的增强;（2）强耦合机制（$Γ_{imp}\gg Γ_{tip}$），其中形成局部单线态，不利于STM针尖对近藤的屏蔽。这两个制度可以清楚地区分其特征温度$T^*$的吸附原子和石墨烯纳米碳（$V_{imp}$）之间的耦合的依赖性。我们观察到，在弱耦合制度$T^*$增加指数与$V_{imp}^2$。相应地，在强耦合区域，PDMATHAMR随$V_{imp}^2$线性增加。
2017-10-04 cond-mat.str-el
RKKY in half-filled bipartite lattices: graphene as an example
我们首先提出一个简单的证明，对于任何二分晶格在半填充的RKKY相互作用是反铁磁杂质之间的相反（即，A和B）子晶格，并且在相同子晶格上的杂质之间是铁磁性的。该结果在所有长度尺度上都有效。然后，我们专注于蜂窝晶格和检查定理的长距离限制进行低能量计算使用狄拉克电子。为了找到通用的（无截止）结果，我们在光滑截止方案中进行计算，因为我们表明基于尖锐截止的计算会导致错误的结果。在相干和非相干两种情况下，我们也发现了“格片”杂质之间的RKKY相互作用的长距离行为。
2007-11-26 cond-mat.str-el
Supercriticality of novel type induced by electric dipole in gapped graphene
我们揭示了一种新的类型的超临界行为在带隙石墨烯与两个相反电荷的杂质通过研究二维狄拉克方程的准粒子与库仑势正则化在小距离占晶格效应。利用变分Galerkin-Kantorovich方法，我们证明了对于超临界电偶极，随着杂质之间距离的变化，电子束缚态的波函数从带负电的杂质位置改变到带正电的杂质位置。这种波函数的迁移对应于电子和空穴自发地从处于束缚态的真空中产生，分别屏蔽了超临界电偶极子的带正电荷和带负电荷的杂质。我们将我们的结果推广到粒子-空穴不对称的情况下，其中杂质的电荷在符号和绝对值上不同，并证明了新类型的超临界性发生的必要能量条件是，单个带正电荷和负电荷的杂质的能级一起穿过分离上下连续统的能量距离。通过研究一个具有方阱和势垒的Dirac方程的一维精确可解问题，证实了这种新型超临界态的鲁棒性.
2015-08-03 cond-mat.str-el
Stable local moments of vacancies and hollow-site impurities in graphene
考虑到p波杂化函数$V(\vec k)$的ad原子与狄拉克电子在石墨烯的可能性-这产生的空缺和空心位杂质-我们研究的磁矩形成的性质内的单一杂质安德森模型（SIAM）。与s波杂交函数相比，我们发现Hartree平均场内形成的局部矩对模型参数的变化具有鲁棒性。此外，我们调查的稳定性的局部时刻相对于量子涨落超越哈特里近似。我们发现，对于参数制度，由顶位广告原子形成的局部时刻完全被量子涨落冲洗掉，由空位（或空心位杂质）形成的那些幸存下来的后Hartree近似捕获的量子涨落。因此，空位和空位广告原子是合适的候选人，以产生稳定的本地时刻。
2014-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Indirect exchange of magnetic impurities in zigzag graphene ribbon
利用量子蒙特卡罗方法研究了石墨烯带锯齿形边缘上两个磁性杂质之间的间接耦合，并讨论了它们与化学势$μ$的关系。我们发现，位于锯齿形边缘最近位置上的两个吸附原子之间的自旋-自旋关联在零能量附近被大大抑制。当我们将系统从半填充状态切换时，反铁磁关联首先增强，然后减小。当两个吸附原子吸附在同一个亚晶格上时，除了在零能附近出现从铁磁关联到反铁磁关联的交叉外，自旋-自旋关联的行为也相似.我们还计算了不同参数下d电子波函数和局域磁矩各分量的权重，所有结果与两磁性杂质自旋-自旋关联的结果一致。
2012-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of weak impurities on electronic properties of graphene: functional renormalization-group analysis
我们考虑了弱杂质对石墨烯电子性质的影响，在功能重整化群的方法。讨论了中性点附近电子自能和态密度的能量依赖关系。取决于杂质的对称性，电子阻尼$Γ$和态密度$ρ$可以基本上偏离由自洽玻恩近似给出的那些。我们调查的交叉从自洽玻恩近似，这是有效的远离中性点的强耦合（扩散）政权附近的中性点的结果。对于杂质，这是对角的，谷和亚晶格指数，我们得到有限的状态密度在费米能级的值，这是远远大于自洽玻恩近似的结果。
2013-11-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Physics of Kondo Impurities in Graphene
本文主要从理论角度总结了我们对石墨烯中近藤效应的理解。我们将描述在石墨烯中产生磁矩的不同方法，无论是通过吸附原子沉积还是通过缺陷。对于稀矩，理论描述是根据耦合到石墨烯的狄拉克电子的有效安德森或近藤杂质模型。我们将详细讨论这些模型的物理，包括它们的量子相变和载流子掺杂的影响，并与现有的实验数据面对这一点。最后，我们指出了与其他量子杂质问题的联系，例如，在非常规超导体、拓扑绝缘体和量子自旋液体中。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Supercritical instability in graphene with two charged impurities
利用二维电子准粒子Dirac方程研究了带隙石墨烯中两个带电杂质的超临界不稳定性。注意的情况下，当收费的杂质是亚临界的，而他们的总电荷超过一个临界。在两个带电中心的系统中，临界距离R_{cr}被定义为具有最低能量的电子束缚态到达下连续区边界的距离。对分离超临界（R< R_{cr}）和亚临界（R> R_{cr}）区域的临界距离R_{cr}进行了变分计算。结果表明，临界距离R_{cr}随准粒子带隙的减小而增大。在准经典近似下，导出了准定态的能量和宽度随杂质间距的变化关系。
2013-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-ph
Electron states in the field of charged impurities in two-dimensional Dirac systems
本文综述了二维Dirac系统中电子态的理论和实验结果，特别关注了石墨烯中原子的坍缩。还考虑了库仑杂质的双电子束缚态。讨论了磁场在石墨烯超临界电荷问题中的一个相当微妙的作用。研究了两个等电荷杂质场的电子态，确定了超临界不稳定发生的条件。结果表明，在含有两种不太可能带电杂质的带隙石墨烯中实现了新型超临界。当杂质电荷足够大时，随着杂质间距的增加，最高能量的电子束缚态的波函数从带负电的杂质局域化到带正电的杂质局域化。研究了双层石墨烯中原子塌缩的具体情况，结果表明，这种材料中的原子塌缩与原子向中心坠落的现象无关。
2018-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Supercritical electric dipole and migration of electron wave function in graphene
利用原子轨道线性组合技术和变分Galerkin-Kantorovich方法研究了含两种相反电荷杂质的带隙石墨烯中准粒子的Dirac方程.我们表明，足够大的杂质电荷的最高能量的占据电子束缚态的波函数改变其本地化从带负电荷的杂质带正电荷的杂质之间的距离增加。超临界电偶极子电子波函数的这种迁移是将人们所熟悉的单个带电杂质原子坍缩现象推广到电子-空穴对自发地从带有带电杂质的束缚态真空中产生从而部分屏蔽它们的情况。
2015-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-ph
RKKY Interactions in Graphene Landau Levels
我们研究了磁性杂质在石墨烯上的RKKY相互作用，在这种情况下，电子光谱的朗道能级的形式。考虑了两种情况：非均匀应变的石墨烯和真实磁场中的石墨烯。最低的朗道能级增强了RKKY相互作用，当它们的间距$R$不超过磁性长度时，朗道能级形成了与自旋杂质结合的电子态，并对成对杂质自旋相互作用增加了强的非微扰贡献.除此之外，由于负能量朗道能级的微扰效应，发现相互作用以$1/R^3$的形式下降。基于这些结果，我们开发了简单的平均场论的两个系统，考虑到这样一个事实，即通常在最低的朗道水平的态密度是远远小于自旋杂质的密度。对于应变场的情况下，我们发现，该系统是正式的亚铁磁，但由于杂质结合电子的密度相对较低，净力矩非常小。然而，它们提高了转变温度。对于实场，如果场没有强到钉扎沿场的杂质自旋，则系统形成倾斜的反铁磁体。在后一种情况下，系统支持Kosterlitz无过渡的可能性进行了讨论。
2019-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The role of impurities on the optical properties of rectangular graphene flakes
我们研究矩形石墨烯片使用平均场状态的基础上的配置相互作用计算，这使我们能够分析低洼的电子激发态，包括电子关联超过平均场水平。我们发现，最低的能量跃迁沿薄片的长轴极化，但在这些过渡所涉及的电荷分布总是本地化的锯齿形边缘。我们还研究了短程和长程杂质势对这些系统的光学性质的影响。我们预测，即使是一个薄弱的杂质本地化的锯齿形边缘的薄片可以有一个显着的-往往是戏剧性的-影响其光学性质。这是在相反的杂质定位在扶手椅边缘或中心区域的薄片，我们预测几乎没有变化的薄片的光学性质，即使具有较强的杂质的潜力。
2017-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
RKKY interaction in bilayer graphene
通过直接计算本征值和本征矢量表示下的格林函数，在四带模型下研究了未掺杂双层石墨烯中位于同一层（层内情况）和不同层（层间情况）的两个磁性杂质之间的RKKY相互作用.我们的研究结果表明，无论是内部和层间的RKKY相互作用的两个磁性杂质位于同一（相对）的子晶格总是铁磁（反铁磁）。此外，我们还发现了BLG中RKKY相互作用不寻常的长距离衰减。位于同一子晶格上的两个磁性杂质（$J^{A_{n}A_{n}}(\mathbf{R})$和$J^{B_{n}B_{n}}(\mathbf{R)}$）之间的层内RKKY相互作用在较大的杂质距离下分别衰减为$1/R^{6}$和$1/R^{2}$，但当它们位于相反的子晶格上时，RKKY相互作用表现出$1/R^{4}$近似衰减。在层间情况下，位于同一子晶格上的两个磁性杂质之间的RKKY相互作用在大的杂质距离下表现出接近于$1/R^{4}$的衰减，但如果两个磁性杂质位于相反的子晶格上，则RKKY相互作用$J^{A_{1}B_{2}}(\mathbf{R})$和$J^{B_{1}A_{2}}(\mathbf{R)}$分别以接近于$1/R^{6}$和$1/R^{2}$的形式衰减。层内和层间RKKY相互作用具有各向异性振荡因子，其对于层内情况等于对于单层石墨烯的各向异性振荡因子。在弱层间耦合和强层间耦合极限下，我们的结果分别简化为SLG和BLG的RKKY相互作用。
2014-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Relativistic Wind Farm Effect: Possibly Turbulent Flow of a Charged, Massless Relativistic Fluid in Graphene
在低雷诺数下，单个风力涡轮机尾流中的风流通常不是湍流。然而，风力发电场中的涡轮机会影响彼此的尾流，从而可能产生湍流。在目前的工作中，这种效果的无质量的载流子流周围的障碍物在石墨烯的模拟概述。我们使用相对论流体动力学模拟来分析含有杂质的样品中的流动。根据样品中杂质的密度，我们确实发现了潜在的湍流的证据，并讨论了实验结果。
2022-02-16 astro-ph.HE cond-mat.str-el physics.flu-dyn
Anomalous Hall effect in rhombohedral graphene
Nanocenter CENN（纳米中心CENN）；Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学数学物理学院）；Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理系）；Department of Physics and Astronomy, Center for Materials Theory, Rutgers University（罗格斯大学物理与天文学系材料理论中心）；Department of Physics, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校物理系）；Max-Planck Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体研究所）
研究了菱面体石墨烯中异常霍尔效应的计算，考虑弱密和稀疏强杂质，采用Kubo-Streda图示方法，结合非交叉图和交叉杂质图，分析低能带结构中的Warping效应。
2026-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proximity-induced magnetism in transition-metal substituted graphene
我们研究了两个相同的磁性杂质取代到石墨烯超晶格之间的相互作用。使用第一性原理方法，我们计算了不同空间间距的过渡金属取代石墨烯系统的电子和磁性。这些计算进行了比较，为三种不同的磁性杂质，锰，铬，钒。我们确定的电子能带结构，态密度，和密立根人口（磁矩）为每个原子，以及计算作为空间分离的函数的两个磁性原子之间的交换参数。我们发现磁性杂质的存在在石墨烯晶格中建立了明显的磁矩，其中的相互作用高度依赖于磁性原子和碳原子之间的空间和磁性特性，这导致铁磁或反铁磁行为。通过对交换能和偏态密度的分析，确定磁性原子间的相互作用属于RKKY相互作用。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Controllable nonreciprocal optical response and handedness-switching in magnetized spin orbit coupled graphene
从低能有效哈密顿模型出发，理论计算了具有Rashba自旋轨道耦合（SOC）的磁化石墨烯层的动态光学电导率和介电常数张量.我们的结果揭示了横向霍尔电导率与通常的非互易纵向电导率。进一步的分析表明，对于中间磁化强度，磁化强度和SOC的相对幅度可以通过实验确定的两个分离的峰值在动态光学响应（纵向和横向分量）作为光子频率的函数。此外，频率依赖的介电常数张量得到了广泛的化学势和磁化强度。采用实验现实的参数值，我们计算的圆二色性的磁化自旋轨道耦合石墨烯和介电绝缘体层组成的代表性设备，由金属板支持。结果表明，该器件对右旋和左旋圆偏振电磁波具有不同的相对吸收率。据发现，磁化的自旋轨道耦合的石墨烯支持强大的旋向性开关，有效地控制通过改变化学势和磁化强度相对于SOC强度。
2022-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
