Magneto-transport through graphene nano-ribbons
我们研究了通过石墨烯纳米带的磁输运作为栅极和偏置电压以及温度的函数。我们发现，一个磁场系统地导致电导的几个特斯拉的规模上的增加。这种现象是伴随着减少的能量尺度与充电效果，和跳跃过程探测的温度依赖性测量。所有的观察结果可以解释一致的强局域化效应所造成的大的障碍，并排除在纳米带中观察到的绝缘状态可以解释仅在一个真正的价带和导带之间的差距。
2010-03-15 cond-mat.mes-hall
First-principles study of heat transport properties of graphene nanoribbons
结合密度泛函理论和非平衡格林函数方法，研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带的热导率。由于石墨烯纳米带的声子色散的各向异性，锯齿形带具有比宽度相当的扶手椅带更高的热导率：锯齿形带中的低频带比扶手椅带中的低频带更分散。有和没有氢钝化的边缘修改的原子结构，并最终影响声子的热输运不同的两种带类型。
2011-08-04 cond-mat.mes-hall
Energy Controlled Edge Formation for Graphene Nano Ribbons
在第一性原理计算的基础上，我们估算了将石墨烯片切割成扶手椅型和锯齿型纳米带所需的能量。我们的计算表明，所需的能量切割成锯齿形配置的石墨烯片是由0.174 eV的数量级高于扶手椅配置。因此，对阈值能量的控制可能有助于设计用于将石墨烯片切割成光滑边缘的扶手椅或锯齿形配置的实验。
2013-09-11 cond-mat.mes-hall
Effects of the contacts on shot noise in graphene nano-ribbons
我们研究了无杂质石墨烯薄片的散粒噪声作为化学势的函数。对于大的宽长比，这种噪声已被预测和观察到狄拉克点表现出普遍的特点。此外，散粒噪声随载流子密度的增加而急剧下降。在实验中也观察到这种下降，但斜率比预测的小得多。我们调和理论和实验之间的这种差异，包括接触的石墨烯带的影响。
2014-07-15 cond-mat.mes-hall
Modulation of bandgap in bilayer armchair graphene ribbons by tuning vertical and transverse electric fields
研究了外加电场对双层扶手椅型石墨烯纳米带电子性质的影响。使用紧束缚计算和非平衡格林函数形式的原子模拟，我们证明：（i）在半金属结构中，垂直场比横向场在打开更大的带隙方面的影响更有效，显示出与之前的研究相反的现象在双层锯齿形石墨烯纳米带中;（ii）在一些半导体结构中，如果横向场仅显示出如在单层扶手椅型石墨烯纳米带中的通常效应，其中当改变所施加的电势时带隙被抑制，则垂直场表现出带隙可以被扩大的异常现象，即，对于宽度为16个二聚体线的结构，当施加等于0.96 V的垂直偏压时，带隙从0.255 eV增加到最大值0.40 eV。虽然两个场的组合效应不像在双层锯齿形石墨烯纳米带中发现的那样扩大带隙，但它表明相互效应可以用于更快地减小半导体双层扶手椅型石墨烯纳米带中的带隙。这些结果对于充分理解电场对双层石墨烯纳米带（AB堆叠）的影响是重要的，并且还建议适当使用具有不同边缘取向的电栅极。
2016-11-22 cond-mat.mes-hall
Interplay between symmetry and spin-orbit coupling in graphene nanoribbons
我们研究了具有对称边缘的手性和非手性石墨烯纳米带的电子结构，包括曲率和自旋轨道效应。弯曲的带状物呈现自旋分裂带，而平坦的带状物呈现自旋简并带。我们表明，这种效果是由于打破空间反转对称性弯曲的石墨烯纳米带，而具有对称边缘的扁平带具有反转中心，无论其具有手性或非手性边缘。我们发现一个增强的边缘-边缘耦合和一个实质性的差距窄手性纳米带，这是不存在于锯齿形带状类似的宽度。我们将这些尺寸效应归因于边缘几何形状所施加的子晶格的混合，从而产生与纯锯齿形边缘的手性条带不同的行为。
2013-06-06 cond-mat.mes-hall
Spiral graphone and one sided fluorographene nano-ribbons
采用从头算、半经验和大尺度分子动力学模拟研究了氢化/氟化石墨烯纳米带的不稳定性.自由站立的半无限扶手椅状氢化/氟化石墨烯（AC-GO/AC-GF）和船状氢化/氟化石墨烯（B-GO/B-GF）（沿着Z字形方向周期性的纳米带）是不稳定的并且自发地转变成螺旋结构。我们发现，卷起的螺旋B-GO和B-GF在能量上比螺旋AC-GO和AC-GF更有利，这与双面平坦的氢化/氟化石墨烯，即石墨烷/氟代石墨烯相反。我们发现，在轧制过程中，随着能隙的增加，堆积的螺旋结构在边缘处表现出意想不到的局部HOMO-LUMO。这些卷曲的烃结构在室温以上至少达到$T$ = 1000 K时是稳定的。
2013-03-09 cond-mat.mes-hall
Electrostatic confinement of electrons in graphene nano-ribbons
在具有顶栅的石墨烯纳米器件中观察到库仑阻塞。当经由背栅和局部顶栅形成两个PN结时，电子被限制在充当势垒的PN结之间。当栅极电压没有感应出PN结时，由于强无序，电子仍然被限制，但是在更大的区域中。在其他五个不同尺寸的设备上进行测量，得到了一致的结果。
2009-12-11 cond-mat.mes-hall
Bias induced ferromagnetism and half-metallicity in graphene nano-ribbons
对于由三个配位碳原子组成的自旋选择性电子器件，在这里，我们计算提出了鲁棒的和可逆的偏压驱动的原始未掺杂的石墨烯纳米带（GNR）演变成铁磁半导体，金属或半金属，无论其边缘配置。的演变是一个罕见的铁磁（FM）秩序之间出现最近的相邻（n-n）的网站，在正偏置区域在其不均匀的偏置单位细胞，试图合作，以尽量减少现场库仑排斥和动能，同时最大限度地本地化的电子在正偏置的网站。这一现象似乎是非均匀偏置库仑关联二分系统的一般性质。由于偏压驱动的n-n FM阶和ZGNR固有的边缘间反铁磁阶的竞争，结果在锯齿形边缘石墨烯纳米带（ZGNR）中特别丰富，导致系统地关闭自旋之一的间隙，相当于用于FM半导体和半金属传输的偏压控制的不可错过的窗口打开。
2017-08-06 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of in-plane $90^0$-bent graphene nanoribbons with nanopores
我们研究了含有纳米孔的$90^0$ -弯曲石墨烯纳米带的热电性能，用于优化设计包括热电发电机在内的多功能电路。我们发现，$90^0$弯曲的丝带的热导率是从几倍到一个数量级的原始扶手椅和锯齿直带相比。因此，弯曲带的热电性能优于其直带对应物，特别是在高于500 K的高温下。更重要的是，纳米孔的引入被证明可以大大提高它们的热电容量。在500 K时，引入3个纳米孔时，优值ZT增加超过160%（从无孔的0.39增加到0.64），当引入24个纳米孔时，增加超过200%（高达0.88）。在1000 K左右可获得ZT 1。此外，热电性能被证明是进一步改善，通过采用不对称的引线。这项研究表明，$90^0$ -弯曲的纳米孔带具有良好的热电性能，在很宽的温度范围内，并可能找到应用程序作为高效的热电转换器。
2021-06-14 cond-mat.mes-hall
Symmetries and the conductance of graphene nanoribbons with long-range disorder
我们研究了长程无序石墨烯纳米带的电导。由于不存在来自无序势的谷间散射，即使没有磁场，时间反演对称性（TRS）也可以有效地被打破，这取决于带边缘的类型。即使扶手椅边缘一般混合谷，我们表明，金属扶手椅纳米带具有隐藏的伪谷结构和有效地打破TRS。相比之下，半导体扶手椅纳米带不可避免地混合山谷和恢复TRS。结果表明，在强无序状态下，金属扶手椅型带呈现出完全导电的沟道，而半导体扶手椅型带呈现出普通的局域化。在没有谷混合的情况下，TRS也在锯齿形纳米带中有效地断裂。然而，我们发现，谷间散射在锯齿形带显着增强和TRS恢复，即使是平滑的障碍，如果费米能量小于潜在的振幅。无序纳米带的对称性也反映在它们的电导在扩散制度。特别是，我们发现抑制弱本地化和增强的电导波动的金属扶手椅和锯齿带没有谷混合。相反，半导体扶手椅和锯齿带谷混合表现出弱的本地化行为。
2011-11-25 cond-mat.mes-hall
Graphene Nano-Ribbon Electronics
我们制作了石墨烯纳米带场效应晶体管器件，并研究了它们的电学性能作为带宽度的函数。我们的实验表明，电阻率的带状增加，其宽度减小，表明边缘状态的影响。温度相关的测量分析表明，有限的量子限制间隙开口窄带。石墨烯带器件在低频下的电流噪声主要由1/f噪声决定。
2007-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomistic Non-equilibrium Green s Function Simulations of Graphene Nano-Ribbons in the Quantum Hall Regime
采用基于非平衡格林函数（NEGF）的量子输运模型，研究了石墨烯纳米带（GNR）中的量子霍尔效应.基于pz轨道的最近邻紧束缚模型构造了器件的哈密顿量。考虑了不同边缘几何形状（锯齿形和扶手椅形）的GNR。通过Peierls置换，磁场被包括在通道和接触两者中。用于计算表面格林函数的有效算法被用来节省计算时间，同时模拟逼真的大尺寸相比，在实验中使用的。霍尔电阻计算精确地再现了实验中观察到的量子霍尔平台。为了在实验相关的10- 20 T内的磁场中捕获量子霍尔效应，在模拟中使用大尺寸是至关重要的。
2008-01-08 cond-mat.mes-hall
Molecular circuits based on graphene nano-ribbon junctions
石墨烯纳米带结的电子器件提出了这封信。非平衡格林函数计算表明，从单层石墨烯定制的具有不同边缘形状和宽度的纳米带结可以充当金属-半导体结，并且可以实现量子点。凭借单层石墨烯图案化到原子精度的可能性，这些结构与先前报道的二维块状石墨烯或碳纳米管器件完全不同，预计将用作未来纳米电子学的构建块。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Energy Band Gap Engineering of Graphene Nanoribbons
我们研究了光刻图案化的石墨烯带结构中的电子输运，其中载流子的横向限制在电荷中性点附近产生能隙。单个石墨烯层与金属电极接触，并图案化为不同宽度和不同晶体取向的带。随温度变化的电导测量显示更大的能隙开放较窄的带。这些能隙的大小进行了研究，通过测量在低温下的非线性响应制度的电导。我们发现，能隙与带宽度成反比，从而证明了通过光刻工艺设计石墨烯纳米结构的带隙的能力。
2007-02-22 cond-mat.mes-hall
Rash spin-orbit interaction in graphene and graphene zigzag nano-ribbons
我们研究了Rashba自旋轨道相互作用对石墨烯电子能带结构和相应波函数的影响。通过精确求解紧束缚模型的哈密顿量，我们得到了预期的能带分裂-由于SU（2）自旋对称性破缺-伴随着额外的狄拉克点的出现。这些点起源于价导带交叉。通过引入一个方便的规范变换，我们研究了具有RSO相互作用的锯齿形纳米带模型。我们发现，RSO相互作用解除了边带的准简并性，同时在实空间中引入了依赖于状态的自旋分离。垂直于带平面的平均磁化强度的计算表明，RSO可用于产生自旋极化电流。与内在的自旋轨道（ISO）相互作用提出存在于石墨烯的比较。
2009-05-08 cond-mat.mes-hall
Transport gap engineering by contact geometry in graphene nanoribbons: Experimental and theoretical studies on artificial materials
通过微波模拟实验和紧束缚计算研究了石墨烯纳米带中的电子输运。特别是，它是研究在何种条件下可以观察到的运输间隙。我们的实验提供的证据表明，扶手椅带的宽度$3m+2$与整数$m$是金属和其他半导体，而锯齿形带是金属独立于它们的宽度。接触的几何形状，定义的源极和漏极引线的带状边缘的原子连接，有很强的影响上的运输。如果铅只附着在锯齿形边缘的内部原子上，则在所有扶手椅带和菱形锯齿带中都可以观察到宽的输运带隙。所有的实验结果同意定性紧束缚计算使用非平衡格林函数方法。
2017-01-12 cond-mat.mes-hall
Van der Waals interaction in magnetic bilayer graphene nanoribbons
我们利用第一性原理计算研究了两个石墨烯纳米带之间的相互作用能，包括范德华相互作用和自旋极化。对于超窄锯齿形纳米带，直接堆叠甚至比Bernal更稳定，在能量上竞争更宽的带。这种行为是由于边缘状态之间的磁相互作用。我们与锯齿形纳米带中的磁化强度的减少，增加带状宽度的磁相互作用所产生的结构变化，并表明，当沉积在基板上，锯齿形双层带保持磁性较大的宽度。
2012-06-21 cond-mat.mes-hall
Thermopower of Graphene Nanoribbons in the Pseudodiffusive Regime
石墨烯带的热电测量目前在包括通过缺陷和不规则边缘的原子无序的样品上进行。在这项工作中，我们调查的热电势或Seebeck系数的石墨烯带内的线性响应理论和Landauer形式主义，我们认为扩散制度作为一个限制的带的纵横比。我们发现，热电势和电子电导率不仅取决于纵横比，但也取决于化学势和温度，这是这里设置为关键参数。得到的数值结果与温度和掺杂的无序石墨烯带上的热电测量具有良好的一致性。
2018-09-08 cond-mat.mes-hall
Jahn-Teller Distortion and Multiple-spin-state Analysis of Single-atom Vacancy in Graphene-nano-ribbon
石墨烯和石墨中的单原子空位缺陷及其排列被认为是具有室温铁磁性的候选者之一。利用密度泛函理论研究了石墨烯纳米带（GNR）中单原子空位的多自旋态与Jahn-Teller畸变之间的关系.一个含有六个未成对电子的初始空位的等边三角形在Jahn-Teller效应的作用下变形为等腰三角形。在Sz=6/2、4/2和2/2的可能自旋态中，最稳定的自旋态是Sz=2/2。总能量比初始能量低15.6 kcal/mol（稳定），一个空位周围的自旋密度（磁矩）之和为1.49 μB。在Sz=4/2的情况下获得了惊人的结果。最初的扁平带变成三维卷曲带。GNR上出现铁磁自旋分布。总能量为-15.5kcal/mol，与Sz=2/2的能量非常接近。计算结果表明，通过空位的产生，扁平带和卷曲带共存。在α位空位和\b{eta}位空位的情况下分析了双层AB堆叠GNR。在这两种情况下，最稳定的自旋状态是Sz=2/2。这些扭曲的空位三角形显示出从β位到α位的60度顺时针旋转，这与使用扫描隧道显微镜的几个实验观察结果一致。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall
Dynamic in situ Control of Heat Rectification in Graphene Nano Ribbons using Electric Field-induced Strain
本研究通过MD模拟证明，外力使石墨烯纳米带形成两个不等应变区段可产生最高60%的热整流增强，并可通过改变施力位置实时切换极性，从而提出无需复杂纳米图案化的热电器件。
2017-07-20 cond-mat.mes-hall
Quantum Monte Carlo studies of edge magnetism in chiral graphene nanoribbons
我们研究了手性石墨烯纳米带的局部哈伯德模型描述下的投影量子蒙特卡罗模拟和研究电子-电子相互作用的影响在带的边缘的电子和磁性。静态和动态特性的不同宽度和边缘手性的纳米带进行了分析，并比较自洽的Hartee-Fock平均场近似。我们的研究结果表明，对于足够宽的手征带，自旋相关性表现出非常长的相关长度，即使是锯齿形的部分，以及间隔定期扶手椅区域。在不同的带状宽度和手性的磁相关特性增强与紧束缚极限的这种带的能隙。我们确定了局部谱函数中的局部态密度和低能模式中的特定特征，其与沿石墨烯纳米带增强的电子相关性直接相关，并且可以通过扫描隧道光谱进行访问。
2013-05-06 cond-mat.mes-hall
Observations of two-fold shell filling and Kondo effect in a graphene nano-ribbon quantum dot device
采用机械撕裂法制备了沿主轴方向取向的石墨烯纳米颗粒（GNR），并利用GNR制备了量子点器件。我们研究了GNR量子点器件在稀释制冷机温度下的输运性质。在库仑阻塞测量中观察到双重充电周期性，表明具有破谷简并的壳填充过程。在一个较小的库仑金刚石中，观察到近藤样共振，两个电导峰对称地从零偏压位移。近藤共振在零磁场下的分裂表明量子点的自旋极化，可能是由于锯齿形GNR的边缘态。
2009-10-30 cond-mat.mes-hall
Band-gap engineering and ballistic transport in corrugated graphene nanoribbons
我们在紧束缚$p$轨道模型的框架下计算了周期性波纹石墨烯纳米带的能带结构和电导。我们认为波纹结构的基础上，主机带扶手椅和锯齿形边缘和三种不同类型的波纹（扶手椅边缘，锯齿形边缘以及一个矩形的波纹）。我们证明，扶手椅主机带，根据不同类型的电子束，带隙或低速迷你带附近的电荷中性点出现。对于更高的能量，允许的布洛赫状态带变得由小阻带分开。相比之下，对于具有Z字形主机的波纹带，波纹既不引入带隙也不引入阻带（除了矩形波纹的情况）。根据有限波纹带的能带结构，分析了有限波纹带的电导。对于一个足够大的波纹数的电导如下相应的传播布洛赫状态的数量，并显示出明显的振荡，由于在波纹段的法布里-珀罗干涉。最后，我们证明了边缘无序强烈影响波纹带的电导。我们的研究结果表明，观察在波纹带中形成的迷你带将需要干净的，边缘无序的自由样品，特别是对于扶手椅主晶格的情况下。
2009-06-15 cond-mat.mes-hall
From adiabatic to non-adiabatic pumping in graphene nanoribbons
描述了通过附着于储层的石墨烯带的非平衡双参数泵浦输运。紧束缚模型求解使用Keldysh形式主义，绝热和非绝热制度之间的交叉进行了研究。抽运直流电流通过扶手椅带显示在二维系统中常见的属性。锯齿形带中宽度依赖的直流电流，揭示了类似于二维拓扑绝缘体中的边缘状态，在绝热状态下对泵浦输运没有贡献。传播和消逝模式之间的相互作用进行了讨论。
2012-03-18 cond-mat.mes-hall
Crossover from Coulomb blockade to quantum Hall effect in suspended graphene nanoribbons
实验研究了悬浮石墨烯片在电流退火过程中形成的悬浮石墨烯纳米带。运输测量表明，由于形成“库仑岛”，与量子霍尔电导高原出现在中等值的磁场$B$周围的电荷中性的运输间隙的开放。当增加$B$时，输运能隙被迅速抑制，并且由于电子相关性而被更大的能隙取代。我们的观察结果表明，悬浮纳米带允许调查的现象，到目前为止，不能在SiO $_2$基板上的带状访问。
2012-05-25 cond-mat.mes-hall
Electronic, Magnetic and Transport Properties of Graphene Ribbons Terminated by Nanotubes
通过密度泛函和大尺度紧束缚输运计算，研究了最近提出的石墨烯带的电子结构、磁性和输运性质，这些石墨烯带的边缘被卷起形成纳米管。扶手椅型纳米管的边缘呈现磁矩，其位于管或带中，并具有金属或半金属特征，这取决于结的对称性。这些性质具有潜在的自旋阀和自旋过滤器设备的优势，比其他提出的系统。锯齿形纳米管的边缘是金属的或半导体的，而不影响带的本征迁移率。通过改变纳米管和带的类型和尺寸，提供了定制磁性和传输特性的可能性，使这些系统非常有应用前景。
2012-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Magneto-electric coupling in zigzag graphene nanoribbons
锯齿形石墨烯纳米带可以具有磁性基态，其具有铁磁、反铁磁或倾斜配置，这取决于载流子密度。我们发现，一个电场直接穿过带改变的磁性状态，有利于反铁磁配置。该性质可用于制备在给定边缘上具有规定自旋取向的带。
2009-12-23 cond-mat.mes-hall
Enhanced Optical Dichroism of Graphene Nanoribbons
对石墨烯纳米带的光学电导率进行了解析和精确的推导。结果表明，沿横向方向的平移不变性的缺乏允许相当大的带内吸收在一个狭窄的频率窗口，随带宽的变化，并位于太赫兹范围内的带宽为10- 100 nm。在该光谱区域中，吸收各向异性可以高达两个数量级，这使得介质具有强烈的二向色性，并且仅用单层石墨烯就可以实现非常高的偏振度（高达~85）。这种效应对无序可能引起的带状光谱的水平展宽具有弹性。使用用于阻抗增强的腔体，或几层纳米带的堆叠，这些值可以达到几乎100%。这开辟了一个潜在的前景，采用石墨烯带结构作为有效的偏振器在远红外和太赫兹频率。
2012-09-01 cond-mat.mes-hall
Graphene nanoribbons subject to gentle bends
由于石墨烯纳米带薄而脆弱，它们需要支撑。支撑为应用提供了坚实的基础，粘合力使色带保持平坦，尽管不一定是直的：高纵横比的色带容易弯曲。然而，弯曲对带的电子性质的影响是未知的。因此，本文研究了平面和轻微弯曲的石墨烯纳米带的机电学。密度泛函紧束缚和修正的周期性边界条件的模拟表明，扶手椅带的轻微弯曲可以导致显着的能隙变宽或变窄。此外，在锯齿形带中，由于轴对称破缺，即使没有磁性，也可以打开相当大的能隙。这些结果表明，在电子测量的支持带，这样的弯曲必须注意。
2012-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Rectification In Asymmetric Graphene Ribbons
本文采用分子动力学模拟对石墨烯纳米带中的热流进行了研究。结果表明，非对称石墨烯带的热通量优先沿宽度减小的方向流动，表现出明显的热整流效应。讨论了整流比与顶角和长度的关系。与基于碳纳米管的一维热整流器相比，石墨烯纳米带即使在大规模下也具有更高的整流比。我们的研究结果表明，非对称石墨烯带可能是一个有前途的结构，为实际的热（声子）器件。
2009-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fabry-Perot and Aharonov-Bohm interference in ideal graphene nanoribbons
采用量子力学方法计算了理想石墨烯纳米带中电子的磁输运。在非相互作用理论中，人们预测，一个理想的带状物，它是连接到宽的引线应揭示法布里-珀罗电导振荡在磁场。在考虑库仑相互作用的理论中，振荡模式应该由Aharonov-Bohm干涉效应决定。这两种理论都预测了准束缚态的形成，尽管结构不同，但由于在连接带和引线之间的界面上的强电子散射，在带内。电导振荡是经由这些准束缚态的共振背散射的结果。
2022-06-24 cond-mat.mes-hall
Band Gaps in Jagged and Straight Graphene Nanoribbons Tunable by an External Electric Field
通过外场的带隙控制在各种光学、红外和THz应用中是有用的。然而，由于各种原因，宽调谐带隙仍然是不实际的。利用$π$ -电子的正交紧束缚方法，研究了外加电场对锯齿状石墨烯纳米带的影响.提出了这种带的分类，并计算了所施加的电场高达SiO $_2$击穿强度（$1$ V/nm）的带隙。根据紧束缚模型，带隙打开（或关闭）发生的一些类型的锯齿状石墨烯纳米带中的外部电场，位于该结构的平面和垂直于其纵轴。对于窄带，可达到高达$0.6$ eV的带隙可调谐性。在具有扶手椅边缘的锯齿状带的情况下，形成带的人字形图案的较大锯齿增强了带隙的可控性。对于锯齿形和扶手椅边缘的锯齿状带，可以发现带隙对外部电场的线性和二次依赖性区域，这在带隙可控调制的器件中是有用的。
2016-01-21 cond-mat.mes-hall
Unravelling the electrical properties of epitaxial Graphene nanoribbons
实验研究了单层石墨烯带的电阻率随带宽从16 nm到320 nm的变化。实验结果是，电阻率遵循一个更显着的趋势比类似尺寸的金属纳米线，由于表面散射的边缘，带隙相关的影响和费米能级的偏移，由于边缘效应的组合。我们表明，电荷中性点开关极性低于约50 nm的带状宽度，并且在这一点上，电阻的热系数是最大值。因此，可以通过改变带宽度来控制主要掺杂类型。我们还表明，氧化铝钝化层上的平均自由程的载流子在石墨烯，这可以直接通过测量的宽度依赖的电阻率探测有显着的效果。我们提出了一个模型，考虑到边缘和约束效应的传导。
2019-05-23 cond-mat.mes-hall
Enhanced magneto-optical response due to the flat band in nanoribbons made from the $α-T_3$ lattice
我们研究了由$α-T_3$晶格制成的纳米带在弱磁场作用下在太赫兹到远红外波段的光学响应。研究发现，磁场可以打开金属扶手椅带和一类具有特殊边界的锯齿形带的能带结构中的一个能隙，并诱导出一个新的频率大大降低的吸收峰。这种可调谐的磁光调制效应归因于平坦带和传输带之间的带间跃迁。相比之下，间隙开口和光学电导的这种磁调制在其中不存在平带的金属扶手椅石墨烯带（$α=0$的情况）中弱得多。在$α-T_3$模型的增强分析研究和金属扶手椅带的微扰理论解释。讨论了锯齿形薄带在磁场作用下吸收峰的谷简并提升和谷分裂。这些发现为基于$α-T_3$模型材料的磁光器件的研究奠定了基础。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall
The screening effects on field enhancement factor of zigzag graphene nanoribbon arrays: A first-principles study
采用第一性原理计算研究了场屏蔽效应对锯齿型石墨烯纳米带（ZGNRs）电子和场发射性质的影响.系统地研究了带间距和带宽度对锯齿型石墨烯纳米带（ZGNRs）的功函数、场增强因子、带隙和边缘磁性的影响。研究发现，ZGNRs的功函数随着带间距离Dx的增加而迅速增加，这是由带边缘的正偶极子引起的。对于给定的Dx，ZGNR的功函数随着带宽度W的增加而减小。带宽越大，带间距对功函数的影响越大。利用一个简单的线性插值模型，我们可以得到任意带宽的ZGNR的功函数。对于Dx < W的情况，场增强因子随着带间距离的增加而迅速增加。当我们进一步增加Dx时，增强因子缓慢增加，然后趋于饱和。ZGNR的带间距离可以调制带隙和边缘磁性的大小。以上这些现象都可以用筛选效应来解释。
2017-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Properties of nano-graphite ribbons with zigzag edges -- Difference between odd and even legs --
研究了锯齿形纳米石墨带的持续电流和输运性质，并考虑了系统长度对$L$的影响。研究发现，无论是孤立环中的持续电流，还是连接到完美引线上的系统电导，都表现出显著的$L$依赖性。另外，对于奇数边和偶数边的系统，依赖性也是不同的。在持续电流上，具有奇数支路的情况下的幅度显示为$L^{-N}$的功率低行为，其中$N$是支路的数量，而对于具有偶数支路的情况，其最大值呈指数下降。由$e^2/h$归一化的每一个自旋的电导表现如下。在偶边情况下，它衰减为$L^{-2}$，而在奇边情况下，它衰减为$L \to \infty$。因此，该材料被证明具有显着的性质，即即使在没有电子-电子相互作用的情况下，具有奇数腿的系统和具有偶数腿的系统之间也存在质的差异。
2008-07-25 cond-mat.mes-hall
Magnetic Moment and Band Structure Analysis of Fe, Co, Ni-modified Graphene-nano- ribbon
采用第一性原理密度泛函理论计算了Fe、Co、Ni修饰的石墨烯纳米带（GNR）的磁性和能带特性。典型的晶胞分别为[C32 H2 Fe 1]、[C32 H2 Co 1]和[C32 H2 Ni 1]。Fe修饰的GNR的最稳定自旋态为Sz=4/2，而Co情况下的Sz=3/2，Ni情况下的Sz=2/2。Fe、Co和Ni的原子磁矩分别为3.63、2.49和1.26 μB，由于与石墨烯网络的磁耦合，这三个原子的磁矩比原子Hund定则的值有所降低。有可能通过与碳π共轭自旋系统的相互作用形成铁磁Fe，Co和Ni自旋阵列。通过展开一个Co改性的[C96 H6 Co 3]的单胞，比较了类铁磁和类亚铁磁自旋态.得出铁磁态是较稳定的磁态的结论。Co修饰的情况下的能带计算显示半金属结构，具有相对大的带隙（0.55eV）的上自旋，而小的间隙（0.05eV）的下自旋。这表明了自旋电子学应用的能力，如自旋过滤器。
2014-01-18 cond-mat.mes-hall
Carbon nanoelectronics: unzipping tubes into graphene ribbons
我们报道了由部分解链的碳纳米管制成的新型碳纳米结构的输运性质，该碳纳米结构可以被视为管和纳米管的无缝连接。我们发现，石墨烯纳米带在一定的能量范围内作为一个完美的谷过滤器的碳纳米管，具有最大可能的电导。我们的研究结果表明，部分解压缩的碳纳米管是一个磁阻器件，具有非常大的磁阻值。我们探讨了几种结构相结合的纳米管和石墨烯纳米带的性能，证明它们表现为最佳的接触，为彼此的混合石墨烯/纳米管器件的设计开辟了一条新的途径。
2009-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Andreev reflection in graphene nanoribbons
我们研究了石墨烯纳米颗粒/超导体混合结中的Andreev反射。通过使用紧束缚的方法和散射形式主义，我们表明，有限尺寸效应导致显着的差异，相对于散装石墨烯的情况。在亚带隙电压下，赝宇称守恒（表征带态的量子数）产生Andreev反射的抑制（当带在横向方向上具有偶数个位点时）或完美Andreev反射（当带具有奇数个位点时）。在前一种情况下，Andreev反射的抑制即使在结被偏置时也会引起绝缘行为;然而，电子传导可以通过施加栅极电压来恢复。
2008-06-27 cond-mat.mes-hall
Edge-dependent reflection and inherited fine structure of higher-order plasmons in graphene nanoribbons
我们研究了石墨烯纳米带中的高阶等离子体激元，给出了电子边缘态和波函数精细结构对石墨烯等离子体激元的影响。基于最近邻紧束缚计算，我们发现，驻波模型的基础上非局部体等离子体激元色散是令人惊讶的准确扶手椅带状宽度甚至下降到几个纳米，我们确定了相应的相移边缘反射和有效的带状宽度。较宽的锯齿形带状物表现出类似的相移，而驻波模型描述了几纳米锯齿形带状物不太令人满意，在很大程度上是因为它们的边缘状态。我们直接证实，锯齿形带的等离子体激元的更大的加宽是由于它们的边缘状态。此外，我们报告了一个突出的精细结构中的诱导电荷的带状等离子体，扶手椅带状以下的谷间耦合引起的电子波函数振荡。有趣的是，波函数精细结构也被发现在我们类似的密度泛函理论计算，这些和紧束缚的数值计算都很好地解释与分析狄拉克理论的石墨烯带。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin Excitation in Nano-Graphite Ribbons with Zigzag Edges
对锯齿形纳米石墨带中的自旋激发进行了理论研究。由于费米能级附近的态具有强局域性，低能物理的有效哈密顿量由最近邻交换耦合的海森堡哈密顿量给出。将有效哈密顿量对应的作用量映射到O（3）非线性西格玛模型的作用量。结果表明，当锯齿线的数目为偶数时，自旋激发有一个能隙，而当锯齿线的数目为奇数时，自旋激发变为无能隙。
2003-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Towards a Rigorous Proof of Magnetism on the Edges of Graphene Nano-ribbons
石墨烯纳米颗粒的锯齿形边缘支持局部零模式，忽略相互作用。主要基于平均场参数和数值方法，已经提出相互作用可以在边缘上产生大的磁矩。通过考虑弱耦合极限下的哈伯德模型，U<<t，对于有胡须的以及锯齿形的边缘，我们论证了这样的磁状态，基于Lieb定理。将Hubbard相互作用投影到平边带上，证明了一维模型具有全极化铁磁基态。我们还研究了激子和第二近邻跳跃的影响，以及作用于边缘的势能项，提出了一个简单的和可能准确的相图与磁矩变化平滑到零。最后，我们考虑修正的二阶U所产生的整合出的无隙体狄拉克激发。
2012-07-11 cond-mat.mes-hall
Graphyne- and Graphdiyne-based Nanoribbons: Density Functional Theory Calculations of Electronic Structures
我们报告的配置和电子性质的石墨炔和石墨二炔纳米带扶手椅和锯齿形边缘的第一性原理计算研究。我们的研究结果表明，所有的纳米带是半导体与适当的带隙类似的硅。带隙随纳米带宽度的增加而减小。我们还发现，带隙是在伽马点的所有石墨炔带和它是在X点的所有石墨炔带。特别令人感兴趣的是，锯齿形石墨烯纳米带的带隙随着宽度的增加而显示出独特的台阶效应。该性质对于能带隙的调谐是有利的，因为在带宽度的一定范围内，能隙保持恒定，并且实际上边缘不可能像理论模型中那样整齐。
2012-11-19 cond-mat.mes-hall
Breakdown Current Density of Graphene Nano Ribbons
石墨烯纳米带（GNRs）的宽度低至16 nm的特征在于其载流能力。研究发现，GNR具有令人印象深刻的击穿电流密度，约为10^8 A/cm 2。击穿电流密度被发现有一个倒数关系GNR电阻率和数据拟合点焦耳加热作为击穿的可能机制。GNR的优异载流能力将对其在片上电互连中的应用具有价值。发现亚20 nm石墨烯带的热导率大于1000 W/m-K。
2009-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic and transport properties of rectangular graphene macromolecules and zigzag carbon nanotubes of finite length
在Hückel模型的框架下研究了一维扶手椅型碳带和锯齿型碳纳米管以及它们的有限长对应物。我们证明了一个一维碳带是金属的，如果它的宽度（碳环的数量）等于$2+3n$。我们发现一维金属带或一维金属碳纳米管的色散规律（电子能带能）在费米能处具有普遍的{ \it sin-}依赖性，这种依赖性与其宽度无关。我们发现，在有限长度的金属石墨烯带（矩形石墨烯大分子）或有限长度的纳米管的情况下，在$\varepsilon=0$（费米能）附近的离散能谱可以通过从相同的色散定律中选择能级来精确地获得。在半导体石墨烯大分子或有限长度的半导体纳米管的情况下，可以以良好的精度近似能隙周围的能级的位置。0 D碳结构的电子光谱通常包括能量为$\varepsilon=0$的附加态，其位于锯齿形边缘上并且对体积电导率没有贡献。
2008-11-11 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetic Order Analysis of Fe- and FeO-modified Graphene-nano-ribbon
石墨烯纳米带（GNR）在超高密度自旋电子学器件中具有重要的应用前景。为了验证自感铁磁有序的能力，基于密度泛函理论分析了Fe和FeO修饰的GNR。模型晶胞为[C32 H2 Fe 2]和[C32 H2 Fe 2 O2]。计算结果表明，[C32 H2 Fe 2]中最稳定的自旋态为Sz=8/2，而[C32 H2 Fe 2 O2]中最稳定的自旋态为Sz=6/2. [C32 H2 Fe 2]中Fe的磁矩M为3.65μB，这可以基于考虑碳的贡献电荷的Hund规则解释为M*=3.67μB。铁磁Fe自旋阵列是通过与碳π共轭自旋系统的相互作用而形成的。[C32 H2 Fe 2 O2]中存在长程超交换有序。优化后的原子构型给出了Fe-3d和O-2 p轨道之间典型的90度超交换耦合。用密度泛函理论计算了Fe的磁矩为2.58μB，而考虑了氧的贡献电荷的超交换模型给出了估计的磁矩为2.60μB。Fe和O的磁矩符号都是上旋的。我们可以期待铁磁长程有序。在FeO改性的情况下，分析了能带结构，这表明半金属类行为。我们可以期待一些自旋电子学的应用，如自旋过滤器。
2013-10-29 cond-mat.mes-hall
Time-dependent Landauer-Büttiker formula: application to transient dynamics in graphene nanoribbons
在这项工作中，我们开发了一个时间依赖的扩展的Landauer-Büttiker方法来研究瞬态动力学的时间依赖的量子输运通过分子结。该方法的一个关键特征是，它提供了一个封闭的积分表达式的密度矩阵的时间依赖性的分子结后，开关的偏置或门电位，可以评估，而无需传播单个粒子轨道的必要性。这使得在大分子系统中的时间依赖性运输的研究耦合到宽带铅。作为应用的形式主义，我们研究了锯齿形和扶手椅型石墨烯纳米带的不同对称性的瞬态动力学。我们发现，瞬态时间可以超过几百飞秒，同时显示一个长时间的振荡运动相关的多次反射的密度波在纳米带在带-铅界面。这种时间分布具有与带状物的长度成比例的形状，并且由带状物内和带状物-引线过渡所描述的快速振荡来调制。特别是在扶手椅型纳米带中，存在一系列与位于带-铅界面处的边缘态处的反射有关的准定态。在锯齿形纳米带的情况下，存在与电极的边缘状态和费米能级之间的虚拟跃迁相关联的主要振荡频率。我们进一步研究了纳米带中的局部键电流，发现边缘的奇偶性强烈影响纳米带中电子的路径。最后，我们研究了各种附加的栅极电位的瞬态行为。
2014-03-06 cond-mat.mes-hall
Electronic and Magnetic Properties of 1T-TiSe2 Nanoribbons
受最近单层TiSe 2合成的启发，我们使用最先进的密度泛函理论计算来研究这种材料的锯齿形和扶手椅边缘纳米带的结构和电子性质。我们的分析表明，不同于其他超薄材料，如石墨烯，TiSe 2纳米带有一些独特的性能。纳米带的电子带隙随宽度呈指数下降，并且对于宽于20埃的带消失。对于超窄边缘的纳米带，我们发现奇-偶振荡的带隙宽度，虽然他们的能带结构表现出类似的功能。此外，我们详细的磁基态分析表明，锯齿形和扶手椅形边缘的带具有不同的基态。在结构的边缘用氢钝化悬挂键影响能带色散。我们的研究结果揭示了类似晶体结构的T相纳米带的特性。
2015-09-11 cond-mat.mes-hall
Adiabatic pumping driven by moving kink and quantum standard ampere in buckled graphene nanoribbon
数值研究了具有扶手椅形边缘的弯曲石墨烯带中的量子抽运。通过求解Su-Schrieffer-Heeger模型并进行量子输运的计算机模拟，我们发现，一个扭结沿金属带的螺旋运动导致了高效的泵浦，每个扭结跃迁的电荷接近于由石墨烯中的费米速度决定的最大值。值得注意的是，绝缘纳米粒子在相对较宽的系统参数范围内显示出每扭结电荷（$2e$）的量子化值，为量子标准安培提供了候选者。我们将其归因于局域电子态的存在，与扭结一起移动，其能量位于带能隙内。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall
Modeling of inter-ribbon tunneling in graphene
采用经验赝势近似和Barnes-transfer哈密顿方法描述了两个交叉石墨烯带之间的隧穿电流。结果表明，态密度是决定小（nm）带之间隧穿电流的最重要因素。石墨烯纳米带的准一维性质被示出导致共振隧穿。
2015-09-30 cond-mat.mes-hall
Hidden correlation between absorption peaks in achiral carbon nanotubes and nanoribbons
本文研究了有限长碳纳米管和石墨烯纳米带的吸收峰相关效应。它示出，在正交π轨道紧束缚模型与最近邻近似，如果带宽度是管周长的一半的效果发生的所有非手性带（锯齿形，扶手椅和胡子），和相应的管，从长度约30 nm开始。这种相关性在设计完全集成到单层石墨烯中的基于纳米带的光电子器件时应该是有用的。
2018-03-22 cond-mat.mes-hall
Nanoscale Phase Change Memory with Graphene Ribbon Electrodes
已知相变存储器（PCM）装置随着其电极的位体积和接触面积按比例缩小而降低功率消耗。在这里，我们展示了两种类型的低功率PCM设备与横向石墨烯带电极：一个在其中的石墨烯被图案化成窄的纳米带和其他的相变材料被图案化成纳米带。尖锐的石墨烯“边缘”触点可实现低至约3 V的阈值电压、低编程电流（<1 μA SET，<10 μA SET）和>100的ON/OFF比的开关。通过化学气相沉积生长的石墨烯的大规模制造也使得能够研究这种纳米材料和器件的异质集成和可变性。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Perfectly Conducting Channel and Universality Crossover in Disordered Nano-Graphene Ribbons
具有锯齿形边缘的石墨烯带的能带结构具有在动量空间中良好分离的两个谷，这与石墨烯光谱的两个狄拉克点有关。每个谷中的传播模式包含源自带中心处的部分平坦带的单个手征模式。如果杂质散射不连接两个谷，即对于长程杂质电势，则该特征在无序系统中产生完美导电沟道。然而，具有短程杂质势的带通过谷间散射显示出普通的局域化行为。这两个制度属于不同的普适性类：单一的长程杂质和正交的短程杂质。
2007-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
