Spontaneous Layer-Pseudospin Domain Walls in Bilayer Graphene
双层石墨烯易受具有自旋和谷依赖层极化的不寻常的对称性破缺状态的影响。我们报告在这些系统中的畴壁的微观研究，表明他们有有趣的微观结构有关的秩序诱导的拓扑字符。我们使用我们的结果来估计Ginzburg-Landau模型参数和双层石墨烯有序态的转变温度。
2014-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Berry Phase and Pseudospin Winding Number in Bilayer Graphene
自从双层石墨烯中发现了新颖的量子霍尔效应，并用2 π [K]的Berry相来解释以来，S. Novoselov等人，“Unconventional量子霍尔效应and Berry's phase of 2pi in bilayer graphene”，Nature Phys.2，177（2006）]，已经广泛接受的是，该系统中的低能电子波函数由不同于常规二维电子气的零相的2pi的非平凡Berry相描述。在这里，我们表明：（i）双层石墨烯的相关Berry相位与传统的二维电子气没有什么不同（正如预期的那样，假设Berry相位仅对2pi有意义），以及（ii）在量子霍尔测量中实际观察到的不是Berry相位的绝对值，而是赝自旋缠绕数。
2011-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic Dirac cone in zigzag-graphene-nanoribbon/graphene
石墨烯是一种本征零能隙半导体，它的狄拉克电子具有独特的自旋和赝自旋，从而产生了许多有趣的电子和输运性质。虽然孤立的锯齿形石墨烯纳米带是反铁磁半导体，我们通过第一性原理和紧束缚计算表明，锯齿形石墨烯纳米带支撑在石墨烯上是半金属的自旋和赝自旋对称性破缺的结果。特别地，在费米能级附近的K（K '）处形成半金属狄拉克锥。目前的研究结果表明，锯齿形石墨烯纳米带中自旋和赝自旋的独特组合可以用于操纵石墨烯的电子性质，并可能对潜在的石墨烯基纳米电子应用具有实际意义。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimal spin-charge interconversion in graphene through spin-pseudospin entanglement control
本文提出通过控制自旋-赝自旋纠缠，在石墨烯中利用Rashba-Edelstein效应实现100%效率的自旋-电荷互转换，并发现无序鲁棒的自旋霍尔效应，为自旋电子器件提供新机制。
2025-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Pseudospin-mediated Atomic-scale Vortices and Their Quantum Interferences in Monolayer Graphene
漩涡是一种普遍而重要的现象，已经被人们认识了几个世纪。然而，创造原子极限的涡旋仍然是难以捉摸的，因为支持涡旋的特征长度通常比原子尺度大得多。最近，它被证明，由石墨烯的单碳缺陷引起的谷间散射导致在缺陷周围的封闭路径上的相缠绕。受此启发，我们证明，在这封信中，在A和B亚晶格的石墨烯的单碳缺陷可以被视为赝自旋介导的原子尺度的涡旋与角动量l = +2和-2，分别。对相互作用涡旋的量子干涉测量表明，在|A| = |B|的情况下，涡旋相互抵消，导致总角动量为零;在|A|不等于|B|的情况下，它们表现出与多数涡旋相似的聚集手征和角动量，其中，|A|（|B|）是角动量l = +2（l = -2）的涡旋数。
2020-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intervalley quantum interference and measurement of Berry phase in bilayer graphene
Bernal堆叠双层石墨烯中的手性准粒子具有2π的谷对比Berry相。这种非平凡的拓扑结构，与赝自旋缠绕在一个封闭的费米表面，是负责各种新的电子特性，如反克莱因隧穿，非传统的量子霍尔效应，和谷霍尔效应1 -6。在这里，我们表明，由于原子缺陷/杂质引起的谷间散射的量子干涉提供了进一步的见解双层石墨烯的拓扑性质。在具有相反手征性的不同谷之间的散射手征准粒子经历赝自旋的旋转，导致具有波前位错的Friedel振荡。位错的数量反映了赝自旋织构的信息，因此可以用来测量Berry相。正如实验和理论所证明的，根据不同子晶格处的原子缺陷/杂质，弗里德尔振荡可以表现出N = 4、2或0的额外波前，表征双层石墨烯的2π Berry相。我们的结果不仅提供了一个全面的研究双层石墨烯谷间量子干涉，但也揭示了赝自旋物理。
2020-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Momentum-space Observation of Optically Excited Non-Thermal Electrons in Graphene with Persistent Pseudospin Polarization
本文利用时间分辨动量显微技术观测石墨烯中光激发非热电子的动量分布与赝自旋极化，并通过调节激发通量揭示电子-电子散射对极化弛豫的影响，为二维材料研究和石墨烯器件设计提供依据。
2024-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Note on lattice spin in graphene and "spin from isospin" phenomenon
众所周知，在紧束缚近似下，石墨烯蜂窝晶格中K/K'点附近的低能电子动力学可以用2+1无质量Dirac方程描述。石墨烯的自旋等价物，“赝自旋”，是由蜂窝晶格的每个单元格的两个不等价原子位置引入的简并引起的。Mecklenburg和Regan（Phys. Rev. Lett. 106（2011），116803）已经表明，与通常的观点相反，赝自旋具有实角动量的所有属性。在某些情况下，内部对称性可以对角动量产生重要的贡献。这种现象在粒子物理学中已经知道很多年了，并被称为“来自同位旋的自旋”。我们表明，类似的机制工作的情况下，晶格赝自旋。
2012-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultimate In-plane Magnetoresistance Ratio of Graphene by Controlling the Gapped Dirac Cone through Pseudospin
本文通过赝自旋控制Ni(111)夹持石墨烯的狄拉克锥带隙，实现高达1450%的磁阻，并预测纳米尺度宽度可达到极限磁阻。
2021-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric coupling, Berry phase, and Landau level dispersion in a biased bilayer graphene
研究了横向电场和磁场作用下石墨烯双层膜的能谱。我们发现，由此产生的朗道能级表现出非单调依赖的电场，以及许多水平交叉。这种行为是解释使用准经典量子化规则，适当地考虑到赝自旋的准粒子。赝自旋产生Berry相，这导致能量量子化的移动，并导致赝塞曼效应。后者依赖于电场，在两个谷之间符号交替，并且还减小带隙。其他赝自旋相关的量，如异常霍尔电导率的解析公式，推导和以前的理论工作相比。
2010-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum and classical confinement of resonant states in a trilayer graphene Fabry-Perot interferometer
少层石墨烯的出现产生了一个新的二维系统家族，该系统具有由相对论量子力学控制的新兴电子特性。多层碳亚晶格赋予了电子波函数赝自旋，相对论电子自旋的晶格模拟，而多层结构导致电场效应可调谐的电子带。在这里，我们使用这些属性来实现巨大的电导振荡弹道三层石墨烯法布里-珀罗干涉仪，这是由于通过静电势垒下的共振束缚态的相位相干传输。我们通过选择性地将这些状态与引线解耦来掩盖这些状态，从而通过非共振状态进行传输并抑制巨振荡。隐形可以通过两种方法来实现，一种是经典的，用磁场操纵准粒子动量，另一种是量子力学的，通过局部改变载波波函数的赝自旋特征。我们的研究结果说明了三层石墨烯作为电子光学和赝自旋电子学的通用平台的独特潜力。
2012-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Possible gapless helical edge states in hydrogenated graphene
本文通过第一性原理与紧束缚模型研究氢化石墨烯，发现改变氢化图案可实现约1 eV带隙及受对称性保护的拓扑螺旋边缘态，为赝自旋器件应用提供新途径。
2023-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wavefront-Dislocation Evolution via Quadratic Band Touching Annihilation
Hanyang University（汉阳大学）
研究通过二次能带接触湮灭揭示波前位错演化由赝自旋缠绕主导，而非拓扑电荷。
2026-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Creating Magnetic Fields in excess of 1000 T by Misoriented Stacking in a Graphene Bilayer
石墨烯单层中的晶格形变改变了电子在亚晶格中的跳跃，影响了电子的面内运动，可以产生高达100 T的面外赝磁场.在这里，我们证明了石墨烯双层中的堆叠取向差模拟了大于1000 T的巨大面内伪磁场对电子层间跳跃的影响。除了讨论面内赝磁场和扭曲对Bernal石墨烯双层电子能带结构的影响之间的相似性之外，我们还指出，面内磁场（或扭曲）可以改变石墨烯双层的低能赝自旋织构（赝自旋缠绕数从2减少到1），从而将准粒子的手征性从自旋1改变为自旋1/2。我们的研究结果说明了通过引入面内磁场或扭曲来可控地操纵Bernal石墨烯双层的电子性质的可能性。
2013-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of curved few-layers graphene: a geometrical approach
我们在具有AB堆叠的平坦三层和四层石墨烯中显示了非相对论性Lévy-Leblond费米子的存在，扩展了[Curvatronics 2017]中获得的双层石墨烯的结果。当层是弯曲的时，我们得到一组伽利略费米子方程，它是列维-勒布隆德方程的一个变体，具有一个定义良好的赝自旋组合，并且在适当的极限下承认列维-勒布隆德旋量为解。这种伽利略费米子的局部能量对表面的内禀曲率很敏感。我们讨论了二维赝自旋，标签层自由度，和不同的能带之间的关系。对于Lévy-Leblond费米子，我们给出了在有效四维时空中的无质量费米子的解释，在这种情况下，赝自旋与四维手征有关。对于正曲率的表面，导带和价电子带之间的能带隙为非零。
2018-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci gr-qc
Quasiparticle Chirality in Epitaxial Graphene Probed at the Nanometer Scale
石墨烯由于其准粒子的对称性而表现出非常规的二维电子性质，这导致了赝自旋和电子手征的概念。在这里，我们报告说，扫描隧道显微镜可以用来探测这些独特的对称性在纳米尺度。它们被反映在由杂质弹性散射产生的量子干涉图样中，并且它们可以直接从其快速傅里叶变换中读取。我们的数据，辅以理论计算，表明在SiC（0001）上外延石墨烯的赝自旋和电子手性对应于理想石墨烯的预测。
2008-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Pseudospins revealed through the giant dynamical Franz-Keldysh effect in massless Dirac materials
本研究通过时间分辨瞬态吸收光谱和角分辨光谱，发现栅极调控石墨烯中无质量狄拉克费米子因带内光驱动跃迁增强而产生巨动态弗朗兹-凯尔迪什效应，并利用垂直偏振泵浦-探测构型观测到反映狄拉克锥赝自旋的完整鱼骨结构，将瞬态光谱框架拓展至零带隙和赝自旋量子体系。
2024-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Wave packet dynamics in a monolayer graphene
对单层石墨烯中高斯波包描述的带电粒子动力学进行了解析和数值研究。我们证明了任意时刻的波包的形状依赖于子晶格$A$和$B$上的初始电子振幅$ψ_1(\vec r,0)$和$ψ_2(\vec r,0)$之间的相关性（即赝自旋极化）.对于横向赝自旋极化，波包中心的运动方向垂直于平均动量$ {\vec p_0}=\hbar \vec{k_0}$。此外，在这种情况下，初始波包分裂成沿$ {\vec p_0}$以相反速度移动的两个部分。如果赝自旋的初始方向与平均动量一致，则不存在分裂，波包中心在$t>0$处沿同一方向移动。我们的计算结果表明，所有类型的运动经验{ \it zitterbewegung}。此外，取决于初始极化，包中心的速度可以具有恒定分量$v_c=uf(a)$，其中$u\approx 10^8 cm/s$是费米速度并且$f(a)$是参数$a=k_0d$的函数（$d$是波包的初始宽度）。因此，包运动的方向不仅由平均动量的方向决定，而且主要由波函数的上分量和下分量之间的相位差决定。在Rashba自旋-轨道耦合的影响下，与初始自旋极化相关的二维电子波包动力学的类似特性应该在半导体量子阱中发生。
2008-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of spin-charge-coupled transport in proximitized graphene: An SO(5) algebraic approach
建立轨道、自旋和晶格-赝自旋自由度在现实非平衡条件下相互耦合的条件是石墨烯自旋电子学新兴领域的主要目标。在这里，我们使用线性响应理论，以获得一个统一的微观描述的自旋动力学和耦合自旋电荷输运在石墨烯与界面诱导Bychkov-Rashba效应。我们的方法利用SO（5）推广了常见的逆扩散方法，得到了单粒子密度矩阵的量子动力学方程，该方程对自旋和赝自旋一视同仁，并且对任意的外部扰动都是有效的。作为应用的形式主义，我们推导出一套完整的漂移扩散方程的近似石墨烯标量杂质的存在下，在空间和时间上变化缓慢的电场和自旋注入场。我们的方法适用于各种各样的概括，包括在范德华异质结构中具有强自旋-谷耦合和自旋-轨道力矩的层状材料中耦合自旋-电荷动力学的研究。
2021-11-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley contrasting physics in graphene: magnetic moment and topological transport
我们调查的物理性质，可以用来区分谷自由度的系统中的反转对称性被打破，使用石墨烯系统为例。我们发现，与载流子谷指数相关的赝自旋具有内禀磁矩，与电子自旋的玻尔磁子非常相似。还存在可导致谷对比霍尔传输的谷依赖Berry相位效应，其中不同谷中的载流子转向横向于平面内电场的相反方向。这些效应可用于通过磁和电手段产生和检测谷极化，形成所谓的谷电子学应用的基础。
2007-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of Two-Dimensional Massless Dirac Fermions, Chiral Pseudospins, and Berry's Phase in Potassium Doped Few-Layer Black Phosphorus
黑磷（BP）薄片是一种二维（2D）半导体，其能隙对层数和外部扰动敏感。最近，人们发现，一种简单的方法，钾（K）掺杂的表面上的BP关闭其带隙完全，产生狄拉克半金属态的带色散在扶手椅方向上的线性和Z字形方向上的二次。在这里，基于第一性原理密度泛函计算，我们预测，超过能隙闭合的临界K密度，2D无质量狄拉克费米子（即，狄拉克锥）出现在K掺杂的少层BP中，在所有动量方向上具有线性能带色散，并且狄拉克点周围的电子态具有手征赝自旋和Berry相位。这些特征相对于自旋-轨道相互作用是稳健的，并且可以导致石墨烯类电子输运性质对于潜在的器件应用具有更大的灵活性。
2015-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Phase Diagram of growth modes in Graphene Growth on Cooper by Vapor Deposition
本文通过第一性原理计算和经典成核理论构建铜衬底上石墨烯CVD生长的相图，预测单层或双层生长模式，揭示高氢压作用并指导实验。
2024-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Distinguishing Spontaneous Quantum Hall States in Graphene Bilayers
具有N>=2的手性堆叠的N层石墨烯易受各种不同的对称性破缺状态的影响，其中每种自旋谷风味自发地在层之间转移电荷。在平均场论中，中性双层的基态是一种层反铁磁（LAF）态，在相反的层中具有相反的自旋极化。在这封信中，我们分析了如何影响的LAF和其他竞争状态的塞曼场耦合到自旋和层间电场耦合到层的赝自旋，并评论的可能性，使用响应和边缘状态签名，以确定字符的双层基态的实验。
2011-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
