Many body renormalization of the minimal conductivity in graphene
弹道石墨烯在中性点处的电导是由于引线之间的相干电子隧穿,即所谓的伪扩散机制。尽管所涉及的物理机制不同,电导率以与扩散金属中相同的方式作为样品尺寸的函数缩放。电子-电子相互作用改变了这一机制,并在宏观量子现象中起着类似于环境的作用。我们表明,相互作用,以及外部门的存在下,大大改变了传输特性,并可能导致在中性点的电阻率发散。
2013-07-23 cond-mat.mes-hall
Theory of interaction-induced renormalization of Drude weight and plasmon frequency in chiral multilayer graphene
我们发展了一个掺杂的多层石墨烯的光学电导率的理论,包括电子-电子相互作用的影响。应用量子动力学的形式主义,我们制定了一套赝自旋布洛赫方程,支配的动力学的非平衡密度矩阵驱动的外部\emph{a.c.}电场的影响下的库仑相互作用。这些方程揭示了一个动力学机制,耦合德鲁德和带间响应所产生的手征性的赝自旋纹理在多层石墨烯系统。我们表明,这导致在相互作用引起的增强的德鲁德重量和等离子体激元频率强烈依赖于赝自旋缠绕数。使用双层石墨烯作为一个例子,我们还研究了更高的能量带的影响,并发现它们贡献了相当大的重整化效应,而不是由一个低能量的两个带的描述。我们认为,这种增强的德鲁德重量和等离子体频率一般发生在材料的特征在于电子手性。
2016-09-25 cond-mat.mes-hall
Renormalization of nanoparticle polarizability in the vicinity of a graphene-covered interface
我们研究了由可极化(纳米)粒子和放置在两个纳米粒子之间的界面处的单个石墨烯片组成的超材料的电磁特性。我们表明,粒子的极化率是重整化的,因为电磁耦合到表面等离子体支持的石墨烯,这导致在色散行为,不同的极化率组件对应的诱导偶极矩,平行和垂直的石墨烯片。特别是,这种效果被预测发生的金属颗粒,其裸露的极化率在太赫兹(THz)区域几乎等于其半径的立方(倍$4π\varepsilon_0$)。这打开了在石墨烯中激发表面等离子体并通过简单地使用随机沉积在其顶部的单层金属颗粒来增强其在THz范围内的吸收的可能性,正如我们通过显式计算所示的那样。
2015-06-08 cond-mat.mes-hall
Theory of Defect-Induced Kondo Effect in Graphene: Numerical Renormalization Group Study
考虑到缺陷的电子态和晶格结构,建立了一个有效的模型,描述了石墨烯中点缺陷引起的近藤效应。结果表明,该模型可以转化为具有有限化学势的单通道赝能隙Anderson模型。数值重整化群方法的基础上,它是澄清,实验观察到的近藤温度的栅电压依赖性理解在这个框架。
2012-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Vertex renormalization in dc conductivity of doped chiral graphene
石墨烯的显着输运性质不仅来自Dirac类能量色散,而且来自其激发的手性性质,这使得标准半经典玻尔兹曼方法的适用性限制不清楚。在本文中,我们提供了在电子-声子相互作用的情况下,在石墨烯中的输运散射时间的量子推导。通过使用Kubo形式主义,我们明确计算的顶点修正直流电导率保留完整的手征矩阵结构的石墨烯。我们表明,至少在该政权的大化学势的玻尔兹曼图片是合理的,它也是强大的对一个小的子晶格的不等价性,部分破坏的手征性的作用。
2009-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fermi velocity renormalization in graphene probed by terahertz time-domain spectroscopy
我们证明太赫兹时域光谱(THz-TDS)是一种准确,快速和可扩展的方法来探测石墨烯中载流子的相互作用诱导的费米速度重整化νF^*。这允许通过THz-TDS定量提取放置在任意衬底上的大规模石墨烯膜的所有电参数(DC电导率σDC、载流子密度n和载流子迁移率μ)。特别相关的是具有低相对介电常数(< 5)的衬底,例如聚合物膜,其中即使在相对大的载流子密度(> 10^12 cm-2,费米能级> 0.1 eV)下也观察到显著的重整化效应。从应用的角度来看,快速且非破坏性地量化和映射通用衬底上的大规模石墨烯的电(σDC,n,μ)和电子(νF^*)性质的能力是在诸如计量、柔性电子器件以及使用聚合物作为处理层来监测石墨烯转移的应用中利用该材料的关键。
2020-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Band-Gap Renormalization in Bilayer Graphene
Christian Albrecht University of Kiel(基尔大学);Institute of Experimental and Applied Physics, Christian Albrecht University of Kiel(基尔大学实验与应用物理研究所);Ruprecht Haensel Laboratory, German Electron Synchrotron DESY(德国电子同步辐射中心鲁普雷希特·亨塞尔实验室);Kiel Nano, Surface and Interface Science KiNSIS, Christian Albrecht University of Kiel(基尔纳米、表面与界面科学研究所 (KiNSIS), 基尔大学);The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Department of Materials Science and Engineering, The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系);Dimensional Crystal Consortium, Materials Research Institute, The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学材料研究所二维晶体联盟);Center for 2-Dimensional and Layered Materials, The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学二维及层状材料中心);Center for Atomically Thin Multifunctional Coatings, The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学原子级厚度多功能涂层中心)
通过光诱导层间电荷转移和热点载流子增强屏蔽,实现双层石墨烯中超快带隙调控
2026-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Dynamical diffusion and renormalization group equation for the Fermi velocity in doped graphene
本工作的目的是通过引入线性色散关系和旋量波函数的线性响应理论来研究含杂质石墨烯中的电子输运。电流响应和密度响应函数的推导和计算的玻尔兹曼极限,表明在前一种情况下,最小电导率出现在无无序极限。反过来,从这两个函数的推广,可以获得一个精确的关系,涉及两者。将这个结果与连续性方程给出的关系相结合,就有可能得到扩散极点的一般函数行为。最后,利用松弛函数的定义计算了准静态极限下的动力学扩散。为了正则化红外发散,必须引入一个较低的截止值,这样我们就可以得到一个完整的费米速度的重整化群方程,并求解到O(h^2)阶。
2014-07-24 cond-mat.mes-hall
Renormalization group analysis of graphene with a supercritical Coulomb impurity
我们发展了一种场论方法来研究超临界库仑势中的无质量狄拉克费米子。通过在势中心引入Aharonov-Bohm螺线管,可以使临界库仑荷任意小,从而使微扰重整化群分析成为可能。我们证明了粒子在势心反射的散射振幅具有重整化群极限环,即,作为散射能量的函数的对数周期旋转,揭示了离散尺度不变性的出现。这一结果进一步纳入计算的感应电荷和电流密度,原来有幂律尾部的系数对数周期相对于从潜在的中心的距离。我们的发现与之前通过直接求解狄拉克方程获得的预测一致,并且原则上可以通过带电杂质的石墨烯实验来实现。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall nucl-th
Effect of electron-phonon coupling on energy and density of states renormalizations of dynamically screened graphene
电子屏蔽强烈地重整化了石墨烯中狄拉克交叉附近发生的线性带。单个裸狄拉克穿越被分裂成两个单独的类狄拉克点,它们在能量上分离,但相对于K点的动量仍然为零。由于等离子体的形成,在它们之间会出现类似金刚石的结构。在这项工作中,我们探讨了电子-电子和电子-声子耦合的重整化能量色散,光谱函数和电子态密度的综合影响。我们发现,不同的签名的等离子体结构是可观察到的状态与分裂狄拉克点呈现自己作为最小的能量与二次依赖于这样的点的密度。通过研究费米能级附近的态密度和重正化色散的斜率,我们说明了如何可以分离$k$依赖和$ω$依赖的重正化,并建议如何这可能允许隔离的重正化由于电子-声子相互作用的电子-电子相互作用。
2011-10-11 cond-mat.mes-hall
Many-body renormalization of Landau levels in graphene due to screened Coulomb interaction
从理论上研究了库仑相互作用引起的石墨烯在强磁场中朗道能级的重正化,并将计算结果与两个载流子密度相关的扫描隧道光谱实验进行了比较.在相互作用的存在下,朗道能级的能量与其数目和磁场的平方根关系近似保持不变。在无规相位近似下,采用静态屏蔽相互作用对重整化费米速度进行了多体计算,结果与实验结果吻合良好。的筛选在实现定量agreement.The主要贡献观察到的快速对数增长的重正化费米速度接近电荷中性点的关键作用被发现原来是由单纯的交换相互作用的影响,但在降低载流子密度的屏蔽减弱。自我一致的治疗筛选的重要性也得到了证明。
2018-02-06 cond-mat.mes-hall
Observation of an intrinsic bandgap and Landau level renormalization in graphene/boron-nitride heterostructures
通过将不同的二维原子晶体组装成堆叠体而形成的范德华异质结构可以导致许多新的现象和器件功能。特别地,石墨烯/氮化硼异质结构已经成为用于石墨烯的能带工程的非常有前途的系统。然而,这种异质结构中带隙的内在价值和起源仍然没有得到解决。在这里,我们报告了在具有零晶体排列角的外延石墨烯/氮化硼异质结构中观察到的本征带隙。磁光光谱提供了一个直接探测的朗道能级跃迁在这个系统中,并揭示了一个带隙的~ 38 meV(440 K)。此外,朗道能级跃迁的特征在于有效费米速度与特定的跃迁和磁场的关键依赖。这些发现突出了许多主体相互作用在确定石墨烯异质结构的基本性质方面的重要作用。
2014-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Velocity renormalization and Dirac cone multiplication in graphene superlattices with various barrier edge geometries
一维石墨烯超晶格的电子性质强烈依赖于原子的尺寸和一维周期性势的取向。使用紧束缚的方法,我们表明,扶手椅和锯齿形方向在这些超晶格有不同的影响的各向异性速度的载流子的重整化。对于对称的势垒,垂直于势垒的速度被修改为扶手椅方向,而在锯齿形的情况下保持不变。对于不对称的障碍,初始对称性之间的前向和后向动量的狄拉克锥对称性被打破的速度垂直(扶手椅的情况下)或平行(锯齿形的情况下)的障碍。最后,电荷中性点处的狄拉克锥乘法只发生在锯齿形几何中。相反,带隙出现在具有扶手椅方向势垒的石墨烯超晶格的电子结构中。
2015-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Many-body filling-factor dependent renormalization of Fermi velocity in graphene in strong magnetic field
我们提出了在强磁场中,由于库仑相互作用,考虑在重整化费米速度的多体修正的回旋跃迁能量的理论。一个特别强调的是最近的实验中,详细的依赖关系,这种速度上的朗道能级填充因子的个人过渡进行了测量。在静态无规相位近似下,考虑了多体交换、激子修正和相互作用屏蔽,成功地解释了实验数据的主要特征,特别是当朗道0能级部分填充时费米速度出现平台,当载流子密度较高时费米速度由于屏蔽的增强而迅速下降.我们还解释了在早期的无序石墨烯回旋共振实验中观察到的费米速度的非单调填充因子依赖性的特征,考虑到无序引起的朗道能级加宽。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall
Keldysh functional renormalization group for electronic properties of graphene
将泛函重整化群方法与非平衡Keldysh形式相结合,建立了石墨烯电子通过瞬时库仑相互作用的非微扰非平衡理论.库仑相互作用在前向散射通道中被部分玻色化,从而得到耦合的费米-玻色理论。在Keldysh基下导出了Dirac费米子和Hubbard-Stratonovich玻色子的量子动力学方程,以及有效作用量的精确流方程和单粒子不可约顶点函数族,并考虑了玻色子场可能的非零期望值.最后,在有限温度下的热平衡条件下近似求解了方程组,给出了重整化费米速度和静态介电函数的结果,推广了Bauer~ \textit{et~al.},Phys.修订版本\ B { \bf 92},121409(2015).
2016-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Landau Quantization and Fermi Velocity Renormalization in Twisted Graphene Bilayers
目前,关于扭曲双层膜中费米速度重整化的讨论很活跃,并报道了几个相互矛盾的实验结果。本文利用扫描隧道显微镜(STM)和光谱学(STS)研究了扭曲双层膜的电子结构。相邻双层之间的层间耦合强度测量根据STS光谱中的两个明显的低能范霍夫奇点(VHS)的能量分离。我们证明,有一个大的范围内的值为层间相互作用在不同的扭曲双层。在VHS之下,在扭曲双层中观察到的朗道量子化与石墨烯单层中无质量狄拉克费米子的量子化相同,这使得我们可以直接测量费米速度。结果表明,扭转双层膜的费米速度与扭转角和层间耦合强度有显著的相关性。这消除了扭曲双层中费米速度重整化的差异,并提供了一个一致的解释,所有目前的数据。
2015-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Renormalization group approach to chiral symmetry breaking in graphene
我们研究了长程库仑作用下石墨烯中狄拉克费米子场论中带隙相的发展。在大N近似下,我们证明了手征对称性只有在两个分量的狄拉克费米子$N_c = 32/π^2$的临界数以下才被破坏,这正好是2+1维量子电动力学中发现的值的一半。另外采用梯形近似,我们给出了临界耦合的存在的证据,在该临界耦合处,跃迁的序参量的反常维数发散。这一结果与狄拉克场论中的长程库仑相互作用可能驱动手征对称性破缺的观察结果一致,尽管费米速度在低能极限下具有发散标度.
2010-09-27 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
Many-body corrections to cyclotron resonance in monolayer and bilayer graphene
研究了石墨烯中的回旋共振,重点是对共振能量的多体修正,这避开了Kohn定理。真正的多体修正原来来自真空极化,特别是石墨烯,它在短波长下发散。特别强调的是需要重整化,它允许一个确定多体校正唯一从一个共振到另一个。特别是对于双层石墨烯,层内和层间耦合强度都经历了无限重正化;因此,重正化速度和层间耦合强度随磁场而变化。单层和双层石墨烯的理论与实验数据的比较。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall
The effect of the electron-electron interaction on the Lifshitz transition density in bilayer graphene
利用电子-电子相互作用研究了双层石墨烯的有效质量重整化和三角弯曲。在双层晶体的低能带中,这种重整化的一个后果是,Lifshitz跃迁(费米表面的单口袋和四口袋拓扑结构之间的交叉)的临界密度略有降低。
2009-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Visualizing flat-band spatial renormalization in rhombohedral graphene superlattices
Key Laboratory for Micro/Nano Optoelectronic Devices of Ministry of Education & Hunan Provincial Key Laboratory of Low-Dimensional Structural Physics and Devices, School of Physics and Electronics, Hunan University(教育部微纳光电器件重点实验室与湖南省低维结构物理及器件重点实验室,湖南大学物理与电子学院);Yuelushan Center for Industrial Innovation(岳麓山工业创新中心);College of Semiconductors (College of Integrated Circuits), Hunan University(湖南大学半导体学院(集成电路学院));College of Physics and Hebei Advanced Thin Films Laboratory, Hebei Normal University(河北师范大学物理学院与河北省先进薄膜材料实验室)
本研究通过扫描隧道显微镜可视化菱面石墨烯超晶格的平带空间重正化,明确了莫尔周期势与新奇拓扑序的关键联系。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall
The role of frequency dependence in dynamical gap generation in graphene
我们研究了在石墨烯中动态能隙产生中费米子和光子修整函数的频率依赖性。我们使用一个低能量有效的量子电动力学的描述,但在这个近似,我们包括所有的频率相关的影响,包括延迟。我们得到的临界耦合计算的间隙使用非微扰戴森Schwinger方法。与我们以前的计算结果相比,[1]使用Lindhard屏蔽近似,而不是包括自洽计算的动力学屏蔽函数,临界耦合大大减少。
2018-03-08 cond-mat.mes-hall hep-ph
Topological superconductivity, ferromagnetism, and valley-polarized phases in moire systems: Renormalization group analysis for twisted double bilayer graphene
最近的实验已经在扭曲双层石墨烯中观察到可能的自旋和谷极化绝缘体和自旋三重态超导性,扭曲双层石墨烯是由一对Bernal堆叠的双层石墨烯组成的莫尔结构。除了连续可调的带宽控制施加的位移场和扭曲角,这些莫尔带也具有范霍夫奇点附近的费米面和场依赖嵌套这是远远不够完美的。本文采用微扰重整化群分析方法,无偏地研究了在有限弱排斥相互作用下,扭曲双层石墨烯及其相关系统中所有可能的不稳定性之间的竞争.我们的关键发现是,有几个竞争的磁,谷,电荷和超导不稳定性所产生的相互作用在扭曲的双层石墨烯,这可以通过控制位移场和扭转角进行调谐。特别是,我们表明,自旋或谷极化均匀不稳定性一般占主导地位的温和的相互作用小于带宽,而$p$波自旋三重态拓扑超导性和奇异自旋单重调制配对状态成为重要的相互作用减少。实现我们的研究结果在一般的莫尔系统与类似的范霍夫费米学应该开辟了新的机会,操纵拓扑超导性和自旋或谷极化状态在高度可调的平台。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic ground state properties of strained graphene
在紧束缚近似下,我们考虑了应变石墨烯中的库仑相互作用和Hartree-Fock相互作用。计算了单轴应变下的多体能量色散关系、各向异性费米速度重整化和电荷压缩性。我们表明,准粒子的数量是敏感的均匀应变,事实上,它的符号。通过拉伸增强电荷可压缩性,并且通过压缩石墨烯片抑制电荷可压缩性。我们发现费米速度重整化沿着石墨烯形变的方向减少,与最近的实验观察吻合得很好。
2012-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interaction-induced velocity renormalization in magic angle twisted trilayer graphene
扭转电子异质结构提供了一种新的途径来控制电子单粒子的速度,从而设计强有效的相互作用。在这里,我们表明,反过来也可能成立,即这些相互作用强烈重整化的能带结构。我们证明了镜像对称魔角扭曲三层石墨烯在电荷中性和相变附近的这种机制,该相变可以通过对应于例如,到山谷厅或厅秩序的开始。虽然非相互作用模型显示无质量狄拉克激发强烈不同的速度,我们表明,相互作用修正使它们在红外线相等。然而,RG流的速度和耦合的临界玻色子模式是强烈的非单调性和排斥固定点附近的主导。我们预测这个理论的隧道和运输实验的实验结果,并讨论了预期的行为在其他量子临界点,包括对应于谷间相干有序。
2021-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Heavy fermions, mass renormalization and local moments in magic-angle twisted bilayer graphene via planar tunneling spectroscopy
本研究通过平面隧穿谱测量魔角扭曲双层石墨烯的电子性质,验证了拓扑重费米子模型的质量重整化预测,并发现了不同温度下的简并局域磁矩态,为理解其涌现现象提供了实验依据。
2025-03-22 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon coupling in potassium-doped graphene: Angle-resolved photoemission spectroscopy
利用角分辨光电子能谱研究了Ir(111)衬底上钾掺杂石墨烯中费米能级附近π * 带的重正化过程。重整化被发现是相当弱的,几乎是各向同性的,与K-M和K-G方向的质量增强参数λ = 0.28(6)。这些结果与最近的第一性原理计算吻合得很好。
2009-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Coulomb interactions on the physical observables of graphene
我们给出了一个更新的情况下,在低能量的中性石墨烯系统的物理电子-电子相互作用的影响。我们修改旧的重整化群的结果和使用1/N扩展,以解决问题的可能开放的低能隙,和石墨烯精细结构常数的大小。我们强调费米速度作为唯一的自由参数确定的石墨烯系统的传输和电子性质的作用,并根据最近的实验证据修正其库仑相互作用的重整化。
2011-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Low-energy instability of flexural phonons in graphene
我们研究了石墨烯中电子对弯曲声子的影响,解释了电子-空穴激发交换所产生的吸引相互作用。结合声子自洽计算和重整化群方法,我们发现石墨烯在长波长极限下存在两种不同的相,分别对应于弯曲刚度的软重整化和强重整化.在第一种情况下,系统可能具有声子色散被软化的中间尺度,但它最终会在大的距离尺度上变得越来越刚性。然而,强重整化相更接近临界行为,其有效刚度在实践中变得钉扎在非常小的值处,这意味着弯曲声子场的凝聚体的发展具有非常大的敏感性。
2010-03-16 cond-mat.mes-hall
Towards the hidden symmetry in Coulomb interacting twisted bilayer graphene: renormalization group approach
我们开发了一个两阶段的重整化群,它连接的连续哈密顿量的扭曲双层石墨烯在长度尺度短于莫尔超晶格周期的活性窄带的哈密顿量,这是有效的距离远大于莫尔周期。在第一阶段,库仑相互作用重新规范化的费米速度和层间隧穿,以这样的方式,以抑制相同的亚晶格相反的亚晶格隧穿的比例,因此接近所谓的手征极限。在第二阶段中,层间隧穿被非微扰地处理。通过一个渐进的数值消除远程带的相对强度的单粒子的色散和相互作用内的活性窄带哈密顿量被确定,从而量化的剩余相关性和证明强耦合的方法在最后一步。我们还精确地计算了从库仑相互作用投影到重整化窄带上的激子能谱。所得到的集体模式的软化标志着魔角扭曲双层石墨烯中放大的(“隐藏的”)$U(4)\times U(4)$对称性的接近。
2020-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Does filling-dependent band renormalization aid pairing in twisted bilayer graphene?
魔角扭曲双层石墨烯表现出一系列多体现象,这些现象与狭窄且隔离良好的电子带的出现密切相关。负责复杂的实验现象学的微观成分包括电子-电子(声子)相互作用和与窄带相关的非平凡布洛赫波函数。最近的实验的启发,我们专注于两个独立的量,库仑相互作用驱动的带重整化,即态密度和与Wannier函数相关的最小空间范围大大修改。首先,我们表明,填充依赖增强的状态密度,所造成的频带平坦化,结合声子介导的吸引力,由于电子-声子umklapp过程,增加了超导配对的趋势,在一个范围内的角度周围的魔角。其次,我们证明了与Wannier函数相关的最小空间范围,这有助于增加超导相刚度,也发展了一个非平凡的增强由于相互作用诱导的重整化的布洛赫波函数。虽然我们的超导模型假设弱的电子-声子耦合,并且没有考虑许多可能的相关效应,但它简单地解释了实验观察到的超导性在相关填充范围内发生的宽角度范围内的鲁棒性。
2021-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hot carrier dynamics and electron-optical phonon coupling in photoexcited graphene via time-resolved ultrabroadband terahertz spectroscopy
电子-电子相互作用是量子场论中狄拉克费米子对数重整化的重要来源。在热载流子和声子动力学中起着重要作用的电子-光学声子耦合(EPC)的重整化在石墨烯发现后得到了广泛的讨论。基于Boltzmann输运方程和综合温度模型,利用时间分辨超宽带太赫兹(THz)光谱技术结合数值模拟,研究了热载流子动力学和EPC强度.在高泵浦能量密度下,THz电导谱出现了较大的负光电导和非Drude行为,这是由热载流子分布和散射率随时间的变化引起的。通过对THz电导率谱和瞬态THz反射率随时间演化的拟合,我们成功地估计了$A_1^{\prime}$光学声子模在$\mathbf{K}$点附近的无量纲EPC矩阵元为$λ_{\mathbf{K}} \approx$ 0. 09,比重整化群的预测值稍大.
2021-07-05 cond-mat.mes-hall
Quantum Confinement of Electron-Phonon Coupling in Graphene Quantum Dots
基于第一性原理计算和特殊位移方法,研究了石墨烯量子点声子诱导能隙重整化的量子限制标度律.我们采用具有氢钝化并嵌入六方氮化硼中的锯齿形边缘GQD。我们的计算GQD在次10 nm区域揭示了强大的量子限制的零点重整化范围从20至250毫电子伏。为了获得这些值,我们引入了一个修正的Allen-Heine理论的温度相关的能级,产生于声子诱导分裂的2倍简并边缘状态。这种修正相当于间隙重整化的50%以上。我们还提出了动量分辨的光谱函数的GQD,这是没有报告在以前的贡献。我们的研究结果奠定了基础,系统工程的GQD的温度依赖性的电子结构的应用在太阳能电池,电子输运,和量子计算设备。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlated metals and unconventional superconductivity in rhombohedral trilayer graphene: A renormalization group analysis
受最近的实验观察相关的金属相和超导电性的菱形三层石墨烯(RTG),我们进行了无偏的研究空穴掺杂的RTG的电子有序不稳定性。具体来说,我们专注于电子状态积极接近范霍夫奇点(VHS),其中一个大密度的国家促进不同的相互作用引起的破坏电子秩序。为了求解VHS附近的费米面,我们建立了一个费米热点模型,并证明了垂直电场可以调节费米面的不同嵌套结构。随后,我们应用重整化群分析来描述我们的模型在短程排斥相互作用和现实(长程)库仑相互作用下的低能相图。我们的分析表明,无论是谷间相干金属相或超导相的不稳定性。主要的配对通道取决于费米面嵌套的性质--排斥库仑相互作用有利于自旋-单重态$d$ -波配对(对于相对小的位移场)和自旋-单重态$i$ -波配对(对于较大的位移场)。我们认为,RTG的相图可以很好地理解,通过模拟现实的库仑相互作用的排斥密度-密度相互作用和铁磁自旋三重态谷间相干(IVC)Hund的耦合的总和,而声子介导的电子相互作用对这个系统的影响可以忽略不计,在扭曲的石墨烯多层膜形成鲜明对比。
2022-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pair density wave in quarter metals from a repulsive fermionic interaction in graphene heterostructures: A renormalization group study
Department of Physics, Lehigh University(利哈伊大学物理系)
通过重整化群分析,证明在石墨烯异质结构的四分之一金属相中,排斥性密度-密度相互作用可在低温下诱导手性奇宇称配对密度波超导态。
2026-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gate-tunable Kondo resistivity and dephasing rate in graphene studied by numerical renormalization group calculations
我们调查的电阻率和退相率在近藤政权由于磁性杂质在石墨烯与不同的化学势($μ$)。用单轨道赝能隙非对称Anderson杂质模型描述了石墨烯中碳空位或磁性吸附原子引起的近藤效应。我们发现,尽管Anderson杂质模型是一个混合价体系,但它可以被门电压驱动到Kondo [ $μ> μ_c$(临界值)$>0$ ]或混合价($μ\approx μ_c$)或空轨道($μ< μ_c$)区,从而在每个区产生电阻率和退相速率的特征。具体地,在$μ< μ_c$的情况下,不同$μ$的电阻率(失相速率)曲线的形状几乎相同。然而,随着温度降低,它们开始在较低的$T/T_K$下增加到最大值,但比正常金属更快[作为$(T_K/T)^{3/2}$ ][这里$T$($T_K$)表示(Kondo)温度]。当$T$进一步减小时,在达到最大值之后,失相速率比正常金属中下降得更快,表现为$(T/T_K)^3$而不是$(T/T_K)^2$。此外,电阻率在接近$T_K$的饱和值以上具有明显的峰值。相反,在$μ> μ_c$的情况下,电阻率曲线在10 $T_K$以上具有额外的宽肩,并且失相速率呈现出有趣的肩峰形状。在窄边界区($μ\approx μ_c$),电阻率和退相速率曲线与正常金属中的相应曲线相似。这解释了来自最近对具有缺陷的石墨烯的实验的常规近藤状电阻率。根据计算的$T$相关谱函数、关联自能和重整化杂质能级,分析了电阻率和…
2014-02-01 cond-mat.mes-hall
Higher-order renormalization of graphene many-body theory
以不同顶点函数的梯形近似为出发点,研究了石墨烯Dirac准粒子通过长程库仑势相互作用的多体理论。我们以这种方式测试的电子系统的低能量的行为超出了简单的对数依赖的高能量的截止,这是大N近似的特征的电子放大器。我们表明,石墨烯多体理论是完全重整化的梯形近似,所有较高的权力在截止依赖性可以被吸收到重新定义的有限数量的参数(即费米速度和领域的重量),保持免费的红外发散,即使在电荷中性点。我们说明了这一事实的情况下,顶点的电流密度,其中一个完全取消之间的截止依赖的顶点和电子自能校正的规范不变性的理论的保存变得至关重要。另一个潜在的发散顶点对应于交错(子晶格奇)电荷密度,这是由密度算子的尺度中的重新定义的截止独立。这允许计算一个定义良好的,规模不变的异常尺寸的所有订单的阶梯系列,成为奇异的相互作用强度的值,标志着发病的手征对称性打破(和间隙开放)在狄拉克场论。我们以这种方式获得的临界耦合与用完全不同的方法发现的值非常精确地匹配,基于间隙方程的分辨率,从而保证了我们的重整化方法的可预测性。
2012-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Dynamical Screening and Ferroelectric-type Excitonic Instability in Bilayer Graphene
未掺杂的双层石墨烯中的电子相互作用导致无隙态的不稳定性、“哪层”对称性破缺以及在狄拉克点处的能隙开放。与单层石墨烯相反,双层系统即使对于任意弱相互作用也表现出不稳定性。本文发展了一个适用于实际动态屏蔽库仑相互作用的这种不稳定性的受控理论,并充分考虑了动态产生的紫外截止。这导致了一个能隙,其尺度为相互作用强度的幂律,使得激子不稳定性很容易观察到。
2010-02-03 cond-mat.mes-hall
Dynamical creation of gap in the monolayer graphene
单层石墨烯中的零能隙电子带相对于由于电子-声子相互作用引起的动态对称性破坏是不稳定的。
2009-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Dynamically controllable graphene three-port circulator
提出并分析了一种新型的石墨烯基三端口环行器。组件的横截面呈现由硅层、二氧化硅层和石墨烯层组成的三层结构。平面图类似于一个普通的微波纳米带环行器,它有一个圆形的石墨烯谐振器和三个对称连接的波导。石墨烯在直流磁场的作用下垂直于其平面磁化。数值模拟结果表明,在中心频率为8.23THz的6.98频带内,隔离度为-15dB,插入损耗为-2dB。
2016-03-09 cond-mat.mes-hall
Dynamical spin injection at a quasi-one-dimensional ferromagnet-graphene interface
我们研究了从三维铁磁体到二维单层石墨烯的动态自旋注入。对埋在共面波导中心线下方的铁磁体/石墨烯条带的比较铁磁共振(FMR)研究表明,当石墨烯层远离铁磁体条带横向突出时,FMR线宽展宽最大,这表明自旋电流被注入石墨烯区域远离正被激发的铁磁体下方的区域。我们的研究结果证实,所观察到的阻尼确实是动态自旋注入的签名,其中纯自旋电流从铁磁体的旋进磁化被泵入单层石墨烯。观察到的自旋泵浦效率很难与根据标准自旋泵浦理论和石墨烯的特性所预期的自旋回流相一致,并且构成了二维结构中自旋泵浦的谜团。
2015-01-23 cond-mat.mes-hall
Reduction of the Twisted Bilayer Graphene Chiral Hamiltonian into a $2\times2$ matrix operator and physical origin of flat-bands at magic angles
通过考虑粒子-空穴对称性的哈密顿量重整化,将扭曲双层石墨烯手性哈密顿量约化为$2\ imes2$矩阵算符,揭示魔角平带源于相位挫败效应,并与柔性晶体中的 floppy-mode bands 建立了意想不到的联系。
2023-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective field theory, three-loop perturbative expansion, and their experimental implications in graphene many-body effects
从连续有效场论的角度,超越标准的首阶微扰重整化群(RG)分析,从理论上考虑了单层石墨烯中的多体电子-电子相互作用效应.考虑到石墨烯中的裸精细结构常数是有序单位的,既不小到足以证明微扰展开的合理性,也不大到足以使强耦合理论适用,这个问题是一个困难的问题,与2+1维强耦合量子电动力学(QED)有些相似。在这项工作中,我们采取了系统和全面的分析方法,主要工作在狄拉克点(内在的石墨烯),通过去三个循环的图形扩展,以确定微扰理论的有效性和定量估计高阶重整化效应。虽然在狄拉克点的非费米液体行为的直接签名尚未被实验观察到,有足够的证据表明,相互作用引起的石墨烯速度重整化的载流子密度接近零。我们提供了一个关键的理论和实验之间的比较,使用裸和屏蔽相互作用(RPA)的计算。我们发现,虽然单回路RG分析给出了合理的协议与实验数据,特别是当筛选和有限密度效应包括通过RPA,双环分析揭示了一个强耦合的临界点,在悬浮石墨烯,表示量子相变或故障的弱耦合RG方法。我们表明,后者是更有可能通过适应戴森的论点的微扰量子电动力学的情况下,石墨烯的故障。我们提出了未来的实验和理论方向,使这一重要和困难的问题上取得进一步的进展。
2014-06-30 cond-mat.mes-hall hep-th
Interplay of Coulomb and electron-phonon interactions in graphene
通过重整化群方法,我们考虑了电子-声子相互作用和强库仑相互作用的相互影响。我们发现库仑相互作用增强了电子与谷间A1光学声子的耦合,但对谷内E2声子的耦合没有增强。
2008-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals forces and electron-electron interactions in two strained graphene layers
我们评估了在零温度下两个未掺杂的应变石墨烯层之间的范德华(vdW)相互作用能,由一个有限的距离。对于各向异性情况,我们考虑以下三种模型:(a)两层中的一层是单轴应变的,(b)两层在相同方向上应变,以及(c)其中一层在相对于另一层的垂直方向上应变。我们发现,对于所有三种模型和给定的电子-电子相互作用耦合值,vdW相互作用能随着各向异性的增加而增加。效果是最惊人的情况下,当两个层在同一方向应变,我们观察到一个数量级的增加,应变相对于未应变的情况下。我们还研究了应变石墨烯层之间的大间距区域中电子-电子相互作用重整化的影响。我们发现,多体重整化的相关能的贡献是不可忽略的和vdW的相互作用能量作为一个函数的增加层之间的距离由于费米速度,各向异性,和有效的相互作用的重整化。我们的分析可以是有用的,在设计新的石墨烯为基础的vdW异质结构,在最近的时间,已经看到了研究活动的热潮。
2014-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Carrier scattering from dynamical magneto-conductivity in quasi-neutral epitaxial graphene
用朗道能级谱研究了准中性多层外延石墨烯中电子散射时间的能量依赖性。从朗道能级加宽的结果可以看出,散射率随能量的增加而线性增加。这意味着石墨烯中朗道能级谱的令人惊讶的性质-分辨的朗道能级的数量随着施加的磁场保持恒定。洞察给出了可能的散射机制和载流子迁移率在石墨烯系统的调查。
2011-10-20 cond-mat.mes-hall
Drift-induced modifications to the dynamical polarization of graphene
石墨烯的响应函数是在样品上存在恒定电流的情况下计算的。对于小的漂移速度和有限的化学势,解析表达式和等离子体激元激发的后果进行了讨论。对于一般的漂移速度和零化学势,数值计算结果和等离子体激元增益区被确定,这是与带间跃迁。
2015-12-10 cond-mat.mes-hall
Electron Interactions in Bilayer Graphene: Marginal Fermi Liquid Behaviour and Zero Bias Anomaly
我们分析了双层石墨烯(BLG)在电荷中性,由电子之间的长程相互作用的多体性质。微扰理论在大量的口味中使用,其中的相互作用被描述在一个随机相位近似,考虑到动态屏蔽效应。关键是,动态屏蔽的相互作用保留了一些长程特征,导致关键量的$\log^2$重整化。我们对BLG进行了一个圈级的微扰重整化群计算,发现BLG表现为一个边缘费米液体。相互作用产生了准粒子残基和相互作用顶点函数的对数平方重整化,而所有其他量只在几何上重整化。我们以对数精度求解了格林函数的RG流方程,发现准粒子剩余流在RG下趋于零。同时,规范不变量,如压缩性,保持有限的$\log^2$阶,与subleading对数修正。这种边缘费米液体行为的关键实验特征是对隧穿态密度的强烈抑制,这表现为在可压缩性基本上与非相互作用值不变的情况下隧穿实验中的零偏异常。
2010-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A quantum-dynamical theory for nonlinear optical interactions in graphene
我们使用量子动力学模型来研究石墨烯在低激发功率下的光学响应。超快载流子弛豫过程,这对于理解石墨烯的光学响应起着重要作用,被唯象地纳入模型。我们得到了石墨烯的线性和三阶非线性光学响应的解析解,特别是四波混频。该理论与最近报道的线性复光学电导率和四波混频的实验数据一致,为大约1 fs的超快量子退相时间提供了证据。
2011-06-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of electromechanical coupling in dynamical graphene
我们研究了石墨烯动力学薄片中机械运动和狄拉克电子之间的耦合。我们表明,这种耦合可以理解的有效规范场作用于电子,其中有两个贡献:准静态和纯动态的贝里相的起源。我们知道,静态规范势在K和K'谷指数中是奇数的,而动态耦合是偶数的。特别是,机械波动可以介导电荷和谷自由度之间的间接耦合。
2012-10-27 cond-mat.mes-hall
Quasiparticle gap renormalization driven by internal and external screening in a WS$_2$ device
本研究利用微聚焦角分辨光电子能谱结合GW计算,揭示了单层WS₂器件中真空暴露区因强掺杂产生的本征屏蔽对带隙重整化的影响大于石墨烯封装的外部环境屏蔽的新机制。
2025-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical polarizability of graphene beyond the Dirac cone approximation
我们计算动力学极化率的石墨烯超出通常的狄拉克锥近似,在整个布里渊区积分。我们发现偏差在$\hbarω=2t$($t$的跳跃参数),这相当于一个对数奇异性,由于范霍夫奇异性,并推导出一个近似的解析表达式。此外,在低能量下,我们发现从狄拉克锥近似得到的结果,表现在一个峰值分裂在任意方向的入射波矢量$\q$的偏差。等离子体光谱的后果进行了讨论。
2010-02-05 cond-mat.mes-hall
Finite temperature dynamical polarization and plasmons in gapped graphene
在本研究中,我们报告了在无规相位近似下,掺杂单层带隙石墨烯的有限温度非相互作用动力学极化函数、等离子体激元模式和电子能量损失函数的数值结果。我们发现线性能带色散、手性、带隙和温度的相互作用赋予了单层带隙石墨烯奇异的极化率行为,它是2DEG、单层和双层石墨烯的混合物,因此等离子体激元光谱也表现出惊人的奇特行为。观察到等离子体激元分散被抑制,直到温度高达~0.5Tf,类似于无带隙石墨烯的情况,但超过0.5Tf,对于带隙的所有值,在带隙石墨烯中看到趋势的逆转。电子能量损失函数的密度图也证实了这种行为。一个小的间隙的开放也产生一个新的无阻尼等离子体激元模式,被发现在高温下消失。进一步发现带间隙的石墨烯的等离子体行为受到带间隙的石墨烯片所处的衬底的巨大影响,这表明在制造期望的基于石墨烯的等离子体器件时需要仔细选择衬底。
2015-04-06 cond-mat.mes-hall
Field theoretic renormalization study of reduced quantum electrodynamics and applications to the ultra-relativistic limit of Dirac liquids
对约化量子电动力学(QED)的场论重整化进行了两圈的研究。在凝聚态背景下,约化QED构成了描述(平面)狄拉克液体的非常自然有效的相对论场论,例如,石墨烯和类石墨烯材料,一些拓扑绝缘体的表面态和可能的半填充分数量子霍尔系统。从场论的角度来看,该模型涉及到一个有效的(约化的)规范场传播的分数功率的d'Alembertian显着对比,与通常的量子电动力学。使用BPHZ处方可以简单而清晰地理解模型的结构。特别是,在与超相对论极限的石墨烯,我们直接恢复的结果的相互作用校正的光学电导率:$\mathcal{C}^*=(92-9π^2)/(18π)$和费米子场的异常尺寸:$γ_ψ(\barα,ξ) = 2 \barα\,(1-3ξ)/3 -16\,\left( ζ_2 N_F + 4/27 \right)\, \barα^2 + O(\barα^3)$,其中$\barα = e^2/(4π)^2$和$ξ$是规范固定参数。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall hep-th