Ballistic Josephson junctions based on CVD graphene
近年来，在基础物理和潜在应用方面，对石墨烯作为超导体之间的薄弱环节的约瑟夫森结进行了深入研究。然而，之前的大部分工作都是基于机械剥离的石墨烯，这与大规模生产不兼容。在这里，我们提出了我们的研究使用石墨烯生长的化学气相沉积（CVD）作为薄弱环节的约瑟夫森结。我们证明，CVD-石墨烯基约瑟夫森结与Nb电极可以有效地工作，没有任何热滞后从1.5 K下降到320 mK的基础温度，他们在垂直磁场中表现出理想的夫琅和费干涉图案。我们还表明，结的临界电流可以通过调节栅极电压。此外，对于我们最短的结（长度为50 nm），我们发现正常状态电阻随栅极电压振荡，表明结处于弹道状态，这是以前在基于CVD-石墨烯的约瑟夫森结中未观察到的特征。
2017-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in ballistic graphene
我们在无杂质的超导体-正常超导体（SNS）结中求解Dirac-Bogoliubov-De-Gennes方程，以确定可以流过具有重掺杂超导电极的未掺杂石墨烯带的最大超电流。结果由超导能隙和结的纵横比（长度L，相对于宽度W和超导相干长度小）确定。从零掺杂的狄拉克点出发，我们恢复了通常的弹道结果，其中费米波长取代了L。临界电流和正常状态电阻的乘积在接近狄拉克点时保持其普适值（直到数值前因子）。
2006-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Minigap and Andreev bound states in ballistic graphene
一个有限尺寸的正常导体，邻近耦合到超导体已被预测表现出所谓的minigap，其中准粒子激发是禁止的。在这里，我们报告直接观察到这样的一个minigap在弹道石墨烯，再加上超导钼铼铅。通过石墨烯区域中的弱耦合结，通过有限偏置光谱来探测微型间隙，并且其值由设备的尺寸给出。除了minigap，我们观察到一个明显的峰值的微分电阻，我们归因于弱耦合Andreev束缚态（ABS）位于附近的超导体-石墨烯界面。对于弱磁场，在正常导电区域中积累的相位移动ABS的定量协议从紧束缚计算的基础上的Bogolioubov-de Gennes方程，以及与分析半经典模型的预测。
2021-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strongly anharmonic current-phase relation in ballistic graphene Josephson junctions
基于最近直接测量石墨烯中超导邻近效应影响下的电流-相位关系（CPR）的实验，本文采用自洽紧束缚Bogoliubov-de Gennes（BdG）理论研究了弹道石墨烯SNS约瑟夫森结中CPR的温度依赖性.通过比较这些结果与标准的Dirac-BdG方法，其中刚性边界条件假设在SN接口，我们显示了一个至关重要的两个邻近效应和由电流的CPR depending。邻近效应随着温度而增长，并且减小CPR朝向谐波结果的偏斜度。在短结（$L<ξ$）中，电流退配对也是重要的，并且在宽的温度和掺杂水平范围内产生临界相$ϕ_c<π/2$。
2011-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of evanescent transport in ballistic suspended graphene superconductor junctions
在狄拉克材料中，低能激发态表现为具有线性能量色散的超相对论无质量粒子。一个特别有趣的现象出现与本征电荷输运行为在狄拉克点的电荷密度接近零。在石墨烯（2-D狄拉克费米子系统）中，预测狄拉克点附近的电荷输运由倏逝模进行，从而即使在没有无序的情况下也导致非常规的伪扩散电荷输运。在过去的十年中，由于石墨烯器件中存在强烈的无序，这种现象的实验观察仍然具有挑战性，这限制了足够接近狄拉克点的低载流子密度状态的可访问性。在这里，我们报告了弹道悬浮石墨烯-铌约瑟夫森弱连接的输运测量，证明了在$(10^{10} cm^{-2})$的载流子密度以下从弹道到伪扩散的过渡，如倏逝输运。接近狄拉克点，由于多次Andreev反射引起的次谐波带隙结构显示出强烈的费米能量依赖性，并变得越来越明显，而通过超导体-石墨烯界面的归一化过电流急剧减小。我们的观察结果与长期以来的理论预测在石墨烯中出现倏逝传输介导的伪扩散传输的定性一致。
2016-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Time Flow in Graphene and Its Implications on the Cutoff Frequency of Ballistic Graphene Devices
这份手稿涉及弹道石墨烯设备中的时间流。通常认为，在弹道机制中，垂直入射时栅控石墨烯中载流子的穿越时间正好是器件长度与费米速度的比值。然而，我们发现，如果考虑金属接触对石墨烯的影响，遍历时间要慢得多。甚至在垂直入射时的透射率也小于1，这与另一种普遍的看法相矛盾。这些意想不到的效果是由于金属接触中的薛定谔电子转化为石墨烯中的狄拉克电子，反之亦然。作为这些转变的直接结果，门控弹道器件的最终性能远低于预期，与实验结果一致。
2011-05-22 cond-mat.mes-hall
Analysis of Possible Quantum Metastable States in Ballistic Graphene-based Josephson Junctions
石墨烯是一种相对较新的材料（2004年），由碳原子层排列成蜂窝状晶格。约瑟夫森结器件由石墨烯通过在石墨烯薄片上沉积两个平行的超导引线制成。这些器件具有滞后的电流-电压特性，在微波辐照下出现超导分支和夏皮罗台阶。这些性质促使我们研究量子亚稳态的存在下，发现在传统的电流偏置约瑟夫森结类似。我们目前的工作调查弹道石墨约瑟夫森结的这些亚稳态的性质。我们为这些设备和估计参数，如能级间距和临界电流的有效搓衣板电位建模，以推断观察亚稳态所需的设计。我们提出了一个并行的片上电容器和悬浮石墨烯组成的设备。需要电容器将能级间隔降低到实验可达到的1-20 GHz范围。悬浮的石墨烯有助于降低否则可能来自绝缘氧化物层中的两能级状态的噪声。此外，其临界电流的背栅电压控制为量子控制引入了另一个旋钮。我们还将报告目前的实验进展，在该地区的制造这一拟议的设备。
2010-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning the proximity effect in a superconductor-graphene-superconductor junction
我们已经在原位调谐的邻近效应在一个单一的石墨烯层耦合到两个Pt/Ta超导电极。通过器件的退火电流改变了电极/石墨烯界面的透射系数，增加了多次Andreev反射的可能性。重复的退火步骤改善了接触，足以在石墨烯中诱导约瑟夫森电流。
2009-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic transport in graphene grown by chemical vapor deposition
在这封信中，我们报告的观察弹道输运微米尺度上的石墨烯化学气相沉积（CVD）合成。在液氦低温恒温器中对霍尔棒的几何形状进行了输运测量。利用非局域测量，我们表明，电子可以弹道导向的磁场（横向磁聚焦）的长度尺度~μm。与原子力显微镜测量的比较表明，在CVD石墨烯中不存在褶皱和存在弹道输运之间存在相关性。
2014-01-27 cond-mat.mes-hall
Extending ballistic graphene FET lumped element models to diffusive devices
在这项工作中，提出了一种改进的集总元件石墨烯场效应器件模型。该模型是基于“势垒顶部”的方法，这通常是有效的弹道石墨烯纳米晶体管。引入适当的修改，以扩展模型的有效性，使其准确地描述弹道和扩散石墨烯设备。该模型与文献中已经提出的数据进行了比较。结果表明，纳米尺寸和大面积石墨烯基通道获得了良好的一致性。对这两种情况下的漏极电流和漏极电流进行了准确的预测。
2012-07-18 cond-mat.mes-hall
Negative differential resistance in graphene-based ballistic field effect transistor with oblique top gate
在具有倾斜顶栅的基于石墨烯的弹道场效应晶体管（FET）中已经观察到室温峰谷比为8的负微分电阻（NDR）。在从通过CVD生长的4英寸石墨烯晶片切割的芯片上制造具有45度的顶栅倾斜角和400 nm的漏极-源极距离的石墨烯FET。从60个测量的设备中，仅在CVD石墨烯显示无缺陷单层的拉曼特征的区域中观察到NDR。在晶片上的其他特定位置，其中石墨烯质量不够高并且拉曼特征指示存在缺陷，输运的弹道特性丧失并且石墨烯FET显示出由顶栅电压和背栅电压调谐的非线性漏极电压依赖性。
2014-05-25 cond-mat.mes-hall
Room temperature on-wafer ballistic graphene field-effect-transistor with oblique double-gate
我们已经制造和测量了弹道石墨烯晶体管，具有两个可以独立偏置的倾斜栅极。栅极长度约为38 nm，并且间隔30 nm的距离，相对于间隔190 nm的源极和漏极的倾斜角为45 °。电测量揭示了弹道载流子输运的特定性质，即非线性漏极电压-漏极电流依赖性，显示出饱和区域，以及在某些偏置电压下的负微分电阻，如果没有与弹道输运相关的物理机制，则无法解释这些特性。在从4英寸石墨烯晶片切割的芯片上制造了数十个具有非常大的跨导的弹道晶体管。这种双栅极晶体管配置也可以用作极其高效的最先进的光电探测器。
2016-04-09 cond-mat.mes-hall
Metallic proximity effect in ballistic graphene with resonant scatterers
我们研究了共振散射体对带有金属引线的矩形石墨烯结构中局域态密度的影响。我们发现，由于金属邻近效应和杂质散射，狄拉克点附近的态密度具有很强的位置依赖性。这种效应可能会妨碍弱掺杂样品的均匀选通。我们还表明，即使是一个单原子的杂质可能会在本质上改变电子状态，在低掺杂的距离上的顺序的样品尺寸从杂质。
2009-10-13 cond-mat.mes-hall
Dirac fermion reflector by ballistic graphene sawtooth-shaped npn junctions
通过控制锯齿形npn结中载流子的弹道轨迹，我们在石墨烯中实现了狄拉克费米子反射器。当内部p区中的载流子密度远大于外部n区中的载流子密度时，第一个直的np界面充当准直器，并且准直的弹道载流子可以在第二个锯齿形pn界面处被全反射。我们观察到明显的电阻增强周围的np+n政权，这是在良好的协议与数值模拟。弹道载流子的可调反射率可能是在不久的将来利用狄拉克费米子光学实现超高迁移率石墨烯场效应晶体管的基本和重要的一步。
2017-02-14 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport exceeding 28 μm in CVD grown graphene
我们报告了在超过28 μm的石墨烯中的弹道输运，该石墨烯通过化学气相沉积（CVD）完全封装在六方氮化硼中。该结构是由先进的干范德华转移方法制造的，并表现出高达300万cm $^2$ /（Vs）的载流子迁移率。通过测量十字形和方形器件的弯曲电阻，探讨了电荷传输的弹道性质。与温度相关的测量进一步证明，直到200 K，弹道输运保持超过1 μm。
2016-01-12 cond-mat.mes-hall
Full counting statistics in disordered graphene at Dirac point: From ballistics to diffusion
研究了光滑无序条件下未掺杂石墨烯中电荷输运的全计数统计。在Dirac点，在清洁和扩散极限下，石墨烯样品的输运性质由传输概率的普适Dorokhov分布描述。在交叉制度，从普遍性发生偏差，可以分析研究弹道和扩散方面。在弹道制度中，我们使用矩阵格林函数的图解技术。对于扩散系统，应用西格玛模型。我们的结果与最近的无序石墨烯中电子输运的数值模拟结果吻合得很好。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall
Competition between the Superconducting Proximity Effect and Coulomb Interactions in a Graphene Andreev Interferometer
我们已经调查了通过石墨烯Andreev干涉仪表现出超导邻近效应的再入运输。我们观察到的Andreev电导振荡作为栅极电压（$V_{BG}$）的函数的交叉。在高$V_{BG}$的能量依赖的振荡幅度表现出预测的非相互作用的电子，这打破了在低$V_{BG}$的缩放。这种现象是电子-电子相互作用的表现，其主要作用是缩短单粒子相位相干时间$τ_ϕ$。这些结果表明，石墨烯为研究超导邻近效应和相互作用之间的竞争提供了一个有用的实验平台。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Towards ballistic transport in graphene
石墨烯是探索基础科学问题的迷人材料，也是新型电子应用的潜在构建块。为了实现这种材料的全部潜力，石墨烯器件的制造技术仍处于起步阶段，需要改进以更好地将石墨烯层与环境隔离。我们目前的研究结果从外部因素对石墨烯器件的质量，包括材料缺陷，光刻，金属引线和衬底掺杂的影响。主要发现是与衬底相关的被捕获的库仑散射体是降低石墨烯器件质量的主要因素。提出了一种制造方案，以生产高质量的石墨烯器件的依赖性和可重复性。在这些装置中，输运性质接近弹道输运的理论预测。
2009-01-11 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport properties across nonuniform strain barriers in graphene
我们研究了单轴应变对石墨烯中应变诱导势垒的透射率和电导率的影响。与传统的研究，考虑尖锐的障碍，我们认为一个更现实的，光滑的障碍，其特征在于由一个不均匀的，连续的应变分布。我们的研究结果有助于更好地理解波纹石墨烯的输运性质。
2011-12-16 cond-mat.mes-hall
The quantum valley Hall effect in proximity-induced superconducting graphene: an experimental window for deconfined quantum criticality
我们认为通过邻近效应在石墨烯中诱导超导性，有可能观察到“量子谷霍尔效应“。在有磁场存在的情况下，超导电流使“谷赝自旋”在超导带材的边缘处积累。这一点，以及超导涡核的结构，提供了实验观察“去限制量子临界性”方面的可能性。
2009-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fabrication of ballistic suspended graphene with local-gating
在这里，我们讨论了弹道悬浮石墨烯纳米结构的制造补充局部门控。使用原位电流退火，我们表明，可以在这些设备中获得异常高的迁移率。详细描述了底部和不同的顶栅结构的制造，其使得能够实现复杂的石墨烯结构。我们已经详细研究了基本的构建块，pn结，在那里观察到一个惊人的振荡模式，这可以追溯到法布里-珀罗振荡，是本地化的电子腔形成的本地门。最后，我们展示了一些例子，该方法如何可以扩展到将多终端结或成形的石墨烯。这里讨论的结构使得能够在弹道石墨烯中进行电子光学实验。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall
A ballistic pn junction in suspended graphene with split bottom gates
我们已经开发了一种制造具有局部底栅的悬浮石墨烯器件的工艺，并通过在近2微米长的悬浮石墨烯单层上实现静电控制的PN结对其进行了测试。作为栅极电压，磁场，偏置和温度的函数的测量表现出特征的法布里-珀罗振荡在由PN结和每个接触形成的腔中，与发生在弹道制度的运输。我们的研究结果表明，实现高度控制超净悬浮石墨烯层的局部电子性质的可能性，这是实现新的石墨烯纳米结构的一个关键方面。
2013-04-25 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport in graphene beyond linear response
定量描述了在石墨烯中由电场相干产生粒子-空穴激发的过程，超越了线性响应。我们利用紧束缚模型计算了在弹道机制下电场E的电流密度、电子对数目和能量的演化。而对于小的弹道飞行时间，电流在E中是线性的并且与时间无关，对于较大的弹道飞行时间，电流增加，并且最终在更大的时间处发生布洛赫振荡。它示出的对的数量如下的二维广义的Schwinger的创建率仅在某些时间段上的前因子不同，使用渐近公式。
2009-09-15 cond-mat.mes-hall
How to induce superconductivity in epitaxial graphene $via$ remote proximity effect through an intercalated gold layer
石墨烯有望用类狄拉克费米子探索奇异的超导性。然而，使石墨烯成为大规模的超导体是一个长期的挑战。一种可能的解决方案依赖于使用超导衬底的外延生长的石墨烯。这样的衬底是稀缺的，并且通常破坏电子能带结构的狄拉克特征。利用电子衍射（反射高能和低能），扫描隧道显微镜和光谱，原子力显微镜，角分辨光电子能谱，拉曼光谱和密度泛函理论计算，我们介绍了一种策略，诱导超导外延石墨烯$via$的一个远程邻近效应，从石墨烯衬底通过插入金层。与强烈的不期望的石墨烯-Re相互作用相比，弱的石墨烯-Au相互作用通过减少的石墨烯嵌段、石墨烯与下面的金属之间的增加的距离、线性电子色散和特征振动特征来证明，后两个特征也揭示了石墨烯的轻微$p$掺杂。我们还揭示了嵌入方法接近超导性的主要缺点是在石墨烯中产生高密度的点缺陷（10 $^{14}$ ~cm $^{-2}$）。最后，我们证明了在石墨烯/Au/Re（0001），在低温下的远程邻近超导性。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Ballistic transport in disordered graphene
建立了弹道几何条件下无序石墨烯中电子输运的解析理论。我们考虑一个大的宽度W的样品和分析的电导，散粒噪声的演变，并在狄拉克点和在一个有限的栅极电压的电荷转移随着长度L的增加的全部统计。采用转移矩阵方法，结合无序微扰理论和重整化群。我们还讨论了交叉的扩散制度，并构建了一个“阶段”的各种运输制度的石墨烯。
2008-09-22 cond-mat.mes-hall
1/f critical current noise in short ballistic graphene Josephson junctions
短弹道石墨烯约瑟夫森结维持超导电流与非正弦电流相位关系高达临界电流阈值。电流-相位关系，产生于邻近超导性，是栅极电压可调的，并表现出特殊的偏度，观察到在高品质的石墨烯超导体异质结构与干净的界面。这些性质使得石墨烯约瑟夫森结成为二维传输中微观波动的灵敏量子探针。我们发现，功率谱的临界电流波动具有特性的$1/f$依赖于频率，$f$，探测两个点和更高的相关性的载流子密度波动的石墨烯沟道附近的衬底中的载流子陷阱引起的。费米能级的可调谐性，接近和远离电荷中性点，以及噪声幅度的温度依赖性是底层材料固有过程的清晰指纹。我们的研究结果提出了一个路线图，分析在相干器件的混合纳米结构的实施退相干源。
2019-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Charge transport and shot noise in ballistic graphene sheet
当横向波矢量的量化不是必需的时，在石墨片中的电流和散粒噪声在弹道机制中针对引线与片之间的任意电压降在片宽度与其长度的无限纵横比的限制下进行分析。比较了相干和非相干弹道输运的情况。在高电压下，与相干输运的差异并不重要。但在低电压下，非相干输运的电导和Fano因子依赖性变得非单调，使得电导具有最小值，而Fano因子在非零电压偏压下具有最大值。
2008-05-07 cond-mat.mes-hall
Guiding of Electrons in a Few Mode Ballistic Graphene Channel
在石墨烯中，极快的载流子可以通过电子光学元件（例如波导）来控制，其中transmittance通过波长来调谐。在这项工作中，载流子被引导在一个悬浮的弹道少模式石墨烯通道，由静电门控定义。通过耗尽沟道，观察到电导中的模数和阶跃的减少，直到沟道完全排空。的测量支持紧束缚运输计算，包括完整的样品的静电。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall
Magnetic field influence on the proximity effect in semiconductor - superconductor hybrid structures and their thermal conductance
我们证明了磁场可以通过超导体中的抗磁屏蔽电流来影响NS结中的邻近效应。使用弹道准一维（Q1 D）电子通道作为一个例子，我们表明，超电流流动移动的邻近诱导的minigap在Q1 D系统的激发谱从费米能级到更高的准粒子能量。Q1 D通道的热导率（由正常Q1 D弹道系统的热导率归一化）被预测为在对应于激发能量的温度下表现为非单调行为的光谱特征。
2004-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Terahertz radiation induced ballistic electron transport in graphene
我们研究了石墨烯中的超快载流子动力学与近红外瞬态吸收测量后，强烈的半周期太赫兹脉冲激发。太赫兹电场有效地驱动载流子，在近红外区域中诱导大的透明度。使用玻尔兹曼输运方程的理论计算定量再现的实验结果。这种良好的一致性表明，强太赫兹场应促进显着的碰撞电离过程，这导致光学声子发射的抑制，并导致有效的载流子输运在石墨烯中。
2012-06-07 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport properties in pristine-doped-pristine graphene junctions
我们研究了位于两个干净的石墨烯引线之间的具有构型平均杂质的单层石墨烯中的弹道电子输运。结果表明，电子的透射率强烈地依赖于杂质的浓度和入射能量。反过来，使用Landauer形式主义计算的电导显示出类似的行为，在实验工作中发现的作为施加电压的函数的不同浓度的杂质在低温的限制。在零偏压的极限下，电导出现一个极小值，当杂质浓度较高时，电导降至零。这些结果对于探索电子在掺杂石墨烯中的隧穿机制具有重要意义。
2014-05-27 cond-mat.mes-hall
Ballistic injection terahertz plasma instability in graphene n+-i-n-n+ field-effect transistors and lateral diodes
我们分析了石墨烯n+-i-n-n+场效应晶体管（GFET）和横向二极管（GLD）的操作与弹道电子注入到n区。注入的弹道电子的动量转移可能导致n区准平衡电子的有效库仑阻力以及GFET和GLD中的等离子体不稳定性。这种不稳定性使得太赫兹辐射的产生成为可能。所获得的结果可以用于优化的结构考虑不同的设备，特别是太赫兹发射器。
2021-10-20 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport of graphene pnp junctions with embedded local gates
我们制作了石墨烯pnp器件，通过在硅衬底的氧化表面层中嵌入预定义的局部栅极。在石墨烯上既没有电介质材料沉积也没有电子束照射的情况下，我们获得了高质量的石墨烯pnp器件，即使在局部栅极区也没有载流子迁移率的降低。相应的增加的平均自由程导致观察到的弹道和相位相干传输通过130 nm宽的本地门，这是约一个数量级比以前报道的更广泛。此外，在我们的方案中，我们证明了独立控制的载流子密度在本地栅极区域，与电导图非常独特的顶栅器件。这是由于从全局背栅产生的电场被嵌入式局部栅强烈屏蔽而引起的。我们的方案允许实现理想的多极石墨烯结与弹道载流子输运。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall
Ballistic interferences in suspended graphene
石墨烯是一种二维（2D）碳同素异形体，其原子排列在蜂窝晶格中。这种二维晶体中的低能电子激发由无质量的狄拉克费米子描述，狄拉克费米子具有类似于光子的线性色散关系。利用这种类似光学的电子动力学，已经提出了用于工程弹道石墨烯中的电子的通用光学元件，如透镜、分束器和波导。这些元件的调谐依赖于在限定区域中调整载流子浓度的能力，包括创建相反电荷的双极区域（p-n区域）的可能性。然而，弹道输运和复杂静电门控的结合仍然具有挑战性。在这里，我们报告的制造和表征的完全悬浮的石墨烯pn结。通过局部静电选通，可以定义谐振腔，从而在单极和双极区中产生复杂的法布里-珀罗干涉图案。所观察到的电导振荡的幅度说明了在超过1微米的长距离上弹道传播的电子的量子干涉。我们还证明了在p-n界面处的Klein准直增强了干涉图样的可见性。这一发现为更复杂的门控弹道石墨烯器件铺平了道路，并使石墨烯中的电子光学更接近现实。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall
Pseudo-diffusive conduction at the Dirac point of a normal-superconductor junction in graphene
已知连接两个正常金属触点的石墨烯弹道带（宽度W>>长度L）在电荷中性的狄拉克点处具有4 e ^{2}/pi h的最小电导率。我们计算如果两个接触中的一个变成超导体会发生什么。当在正常超导体（NS）界面处的Andreev反射增加远离狄拉克点的弹道电导时，我们发现最小电导率保持不变。这被解释为狄拉克点处伪扩散传导的表现。作为对弹道系统结果的推广，我们给出了石墨烯中任意无序正常超导结的电导GNS与两个接触都处于正常状态时电导值G N之间的关系。
2006-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced superconductivity in graphene
我们提出了一种方法，通过在石墨烯上放置覆盖石墨烯面积很小一部分的小岛来制造石墨烯。我们表明，临界温度，T_c，可以达到几个开尔文在实验可达到的参数范围。在低温T<<T_c和零磁场下，由于集体邻近效应，态密度表现为小的能隙E_g<T_c。横向磁场H_g（T）E_g会破坏石墨烯层的光谱带隙，使其转变为一种非晶玻璃态。在较高的场H_{g2}（T）下，玻璃态熔化成金属。
2008-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Suspended Graphene Ballistic Josephson Weak Links
石墨烯和超导的相互作用对于理解二维狄拉克费米子物理和超导器件应用引起了极大的兴趣。在以前的工作中，在标准SiO2衬底上制造的石墨烯-超导体结是高度无序的。由于载流子散射和电势波动，石墨烯与超导体结合的预期固有性质仍然难以通过实验观察。我们提出悬浮石墨烯超导结作为一个有效的解决方案的问题。在这里，我们展示了高质量悬浮单层石墨烯-NbN约瑟夫森结的制造和表征，其具有大于150，000 cm 2/Vs的器件迁移率，最小载流子密度低于1 e10 cm-2，并且在高于2 K的温度下形成超电流。狄拉克电子的超相对论性能带结构的一种表现。这一工作为进一步研究本征狄拉克费米子超导邻近效应和新型石墨烯-超导体混合结奠定了基础。
2013-05-09 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
Ballistic transport in graphene antidot lattices
如果衬底和环境的影响最小化，石墨烯样品可以具有非常高的载流子迁移率。将石墨烯片嵌入到两侧具有六方氮化硼（hBN）的异质结构中被证明是实现高体迁移率的特别有效的方式。纳米图案化石墨烯可以增加额外的损伤，并通过边缘无序大大降低样品的迁移率。在hBN衬底而不是SiO2的顶部制备蚀刻的石墨烯纳米结构是没有补救措施的，因为传输特性仍然由边缘粗糙度主导。在这里，我们表明，在纳米级上蚀刻完全封装的石墨烯更温和，并且可以保留高迁移率。为此，我们准备了石墨烯antidot晶格，我们观察磁输运功能源于弹道输运。由于我们的样品的晶格周期很短，我们还可以探索经典和量子输运机制之间的边界。
2015-09-17 cond-mat.mes-hall
Selective transmission of Dirac electrons and ballistic magnetoresistance of \textit{n-p} junctions in graphene
我们发现，静电产生的n-p结分离的电子和空穴气体区域的石墨烯单层传输只有那些准粒子接近它几乎垂直的n-p界面。通过单个n-p结的载流子的这种选择性传输将在这种结的阵列中的非局部磁阻效应中表现出来，并且确定了石墨烯中n-p结通用的电流噪声中的不寻常的Fano因子。
2006-03-23 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric and thermospin transport in a ballistic junction of graphene
我们从理论上考虑一个宽的石墨烯带，其两端连接到通常具有不同温度的电子库。假设石墨烯带沉积在衬底上，这导致Rashba类型的自旋-轨道耦合。我们计算的热诱导电荷电流的弹道输运制度，以及热电电压（塞贝克效应）。除此之外，我们还考虑了石墨烯带的热诱导自旋电流和自旋极化。自旋电流一般有两个组成部分，一个平行于温度梯度，另一个垂直于这个梯度。后者对应于由于自旋能斯特效应而产生的自旋流。此外，我们还考虑了由于电子的转移，在水库之间的热流。
2015-04-16 cond-mat.mes-hall
Quasiclassical Theory of the Josephson Effect in Ballistic Graphene Junctions
在准经典格林函数理论的框架下研究了弹道石墨烯系统中的稳态约瑟夫森效应。反映了石墨烯最终的二维性，包含石墨烯片的约瑟夫森结体现了我们所说的平面约瑟夫森结，其中超导电极部分覆盖二维石墨烯层，实现与其平面接触。在有效质量近似下，我们导出了约瑟夫森电流的一般公式，揭示了平面约瑟夫森结中超导邻近效应的特征。相同类型的分析同样适用于单层、双层和任意$N$层情况。
2012-08-16 cond-mat.mes-hall
Resonant high harmonic generation in a ballistic graphene transistor with an AC driven gate
我们报告了一个弹道石墨烯场效应晶体管的时间依赖性输运的理论研究。我们建立了一个基于Floquet理论的模型，描述了Dirac电子通过谐波驱动势垒的传输。光子辅助隧穿导致在势垒处的准束缚态的激发。在共振条件下，准束缚态的激发导致高阶边带的提升和源漏电导的高次谐波的增强。在主传输通道中的共振是Fano形式，而它们的Breit-Wigner形式的边带。我们讨论了在未来的弹道高频设备，特别是频率倍增器中利用共振的可能性。
2015-06-10 cond-mat.mes-hall
Boundary Scattering in Ballistic Graphene
我们报告的磁输运测量弹道石墨烯/六方氮化硼介观导线的电荷载流子的平均自由程是可比的线宽$W$。由于扩散边界散射，磁阻曲线显示出特征峰结构，其中峰值场与回旋半径$R_\textrm{c}$和线宽度$W$的比率成比例为$W/R_\textrm{c} = 0.9 \pm 0.1$。所获得的$R_\textrm{c}$和$W$之间的比例常数不同于其中$W/R_\textrm{c} = 0.55$的经典半导体2D电子系统。
2012-05-23 cond-mat.mes-hall
Gate tuneable beamsplitter in ballistic graphene
我们提出了一个分束器在一个悬浮的，弹道，多端，双层石墨烯设备。通过使用局部底栅，可以形成相对于电流方向倾斜的p-n界面。我们表明，p-n界面作为一个半透明的反射镜在双极制度和p-n界面的反射率和透射率可以调整的栅极电压。此外，通过研究磁场中出现的电导特征，我们证明了p-n界面的位置可以移动$1\,μ$ m。本文提出的分束器装置可以形成石墨烯中的电子光学干涉仪的基础。
2015-11-12 cond-mat.mes-hall
Going Ballistic: Graphene Hot Electron Transistors
本文综述了利用石墨烯制成的二维基极接触的弹道热电子晶体管（即石墨烯基极晶体管（GBT））的实验和理论现状。早期的性能预测表明THz操作的潜力今天仍然适用，即使改进了考虑非理想因素的模型。实验结果清楚地证明了基本功能，开/关电流切换超过几个数量级，但需要进一步的发展，以充分利用GBT器件系列的潜力。特别是，石墨烯和半导体或石墨烯之间的界面远非完美，因此限制了实验设备的完整性，可靠性和性能。
2015-09-03 cond-mat.mes-hall
Low-temperature ballistic transport in nanoscale epitaxial graphene cross junctions
我们报道了在SiC（0001）上外延生长的石墨烯纳米交叉结中的惯性-弹道输运的观测结果。弹道输运由负弯曲电阻R12表示，43 ~ 170 ohm，在4.2 K时在非局部四端结构中测量，当温度升高到80 K以上时，它消失。
2009-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Aperiodic conductivity oscillations in quasi-ballistic graphene heterojunctions
我们观察到电导振荡与非周期性的间距，只有一侧的隧道电流在双栅石墨烯场效应晶体管与n-p-n型势垒。发现这些晶体的间距和宽度与纯Farbry-Perot型干涉不一致，但与将其归因于通过准束缚杂质态的共振隧穿的理论预测定量一致。这一观察结果可以被理解为石墨烯异质结中克莱因隧穿的另一个特征，并且对于基于石墨烯的纳米电子器件的未来开发和建模具有重要意义。
2010-09-08 cond-mat.mes-hall
Transition from ballistic to diffusive behavior of graphene ribbons in the presence of warping and charged impurities
利用Landauer理论和紧束缚p轨道哈密顿量研究了长程无序势和翘曲对石墨烯带电导率和迁移率的影响。我们表明，作为结构的长度增加的系统经历了从弹道扩散制度的过渡。这反映在计算的电导率和迁移率的电子密度依赖性中。特别地，我们表明石墨烯带的迁移率随μ（n）n^（-λ）变化，其中0<λ <0.5。指数λ取决于系统的长度，其中λ =0.5对应于弹道制度中的短结构，而扩散制度λ =0（当迁移率与电子密度无关时）对于足够长的结构达到。我们的结果可以用于解释实验数据时，λ的值可以用来区分系统的传输制度（即弹道，准弹道或扩散）。根据我们的研究结果，我们讨论了现有的实验结果。
2009-09-30 cond-mat.mes-hall
Micrometer-scale ballistic transport in encapsulated graphene at room temperature
由封装在六方氮化硼中的石墨烯制成的器件表现出显著的负弯曲电阻和异常霍尔效应，这是对于宽范围的载流子浓度在微米尺度上的室温弹道输运的直接结果。封装使得石墨烯实际上不受环境气氛的影响，同时允许使用氮化硼作为顶部栅极电介质。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ballistic transport experiment detects Fermi surface anisotropy of graphene
单层石墨烯和双层石墨烯具有显著不同的性质。其中一个区别是费米面的形状。虽然各向异性能带结构可以在光学测量中检测到，但迄今为止，它们在二维材料的输运实验中难以检测。在这里，我们描述了一个弹道输运实验，使用高品质的石墨烯，揭示了费米表面各向异性的磁阻。费米面的形状与实空间中的回旋轨道密切相关。在三角晶格的样品中，电子的轨迹依赖于费米面的各向异性。我们发现，这导致磁阻依赖于反点晶格的晶体取向，这表明双层石墨烯的各向异性费米表面是一个三角形弯曲的圆形。而在单层膜中，磁电阻的形状与反点晶格的取向无关，表明费米面为圆形。弹道输运实验是探测二维电子系统中各向异性电子能带结构的一种新方法。
2019-01-18 cond-mat.mes-hall
Transport through evanescent waves in ballistic graphene quantum dots
我们研究了不同几何形状的石墨烯量子点中的倏逝波输运。当引线附接到相同多数子晶格的边缘时，传输被抑制。否则，传输在矩形点中以指数方式依赖于引线之间的距离，在圆形点中以幂律方式依赖于引线之间的距离。通过传输和反射电流属于与入射电流相反的谷的结的传输取决于距离与原子间距相当的晶格结构的细节。
2008-09-19 cond-mat.mes-hall
Ballistic guided electrons against disorder in graphene nanoribbons
石墨烯纳米带（GNR）是石墨烯中电子的天然波导。然而，与微米尺寸的样品不同，在这些窄的石墨烯条带中，电导几乎被抑制，这主要是由于在合成或切割过程中产生的边缘无序的散射。规避这种效应的一种可能方法是定义一个内部波导，该波导将特定模式与边缘无序隔离，并允许弹道传导。在石墨烯中定义波导有几种建议;在这篇手稿中，我们考虑应变折叠和标量势，并数值评估这些建议对边缘和体积无序的性能。使用格林函数的方法，我们计算电导和锯齿形GNRs的局域态密度（LDOS）和这些不同的物理波导效应在这两种类型的障碍的性能进行表征。我们发现，由于存在的内部波导的GNR的电子电导的一般改善，与准弹道性能和鲁棒性对边缘紊乱的高原的出现。这些发现将应用于现代纳米技术并进行实验测试。
2022-08-01 cond-mat.mes-hall
