Correlation between resistance fluctuations and temperature dependence of conductivity in graphene
单层石墨烯1 -3的电阻R（T）的弱温度依赖性表明载流子的非常高的本征迁移率。重要的并发症是移动散射中心，强烈修改电荷传输的存在下，并存在强烈的介观电导波动，在石墨烯中，持续到相对较高的温度4，5。在这封信中，我们研究了当温度降低到70 K以下时，我们在石墨烯薄片中发现的电阻的惊人变化。我们认为，这些变化R（T）产生的散射电子波干扰，导致电阻波动的温度依赖性。使用场效应晶体管配置，我们通过调谐到对应于电阻波动的特定特征的不同栅极电压来详细地从R（T）的测量来验证这种解释。我们提出了简单的表达式，模型R（T）在低和高载流子密度。
2009-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Negative Contact Resistances in Graphene Field-Effect Transistors
石墨烯场效应晶体管中的接触电阻（RC）的栅电压（VG）依赖性的特征在于传输线模型。Ag、Cu和Au接触的RC-VG特性在电荷中性点附近显示出下降，并且随着Ag接触变得甚至为负。通过考虑金属接触边缘附近的金属接触引起的电位变化的模型计算，很好地再现了浸结构。明显为负的RC源于从金属接触到石墨烯沟道的载流子掺杂，并且当掺杂效应比精确地在接触处的实际接触电阻更大时出现。负RC可以出现在与诸如石墨烯的Dirac锥系统的金属接触处。
2012-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of back-gate on contact resistance and on channel conductance in graphene-based field-effect transistors
研究了单层和双层石墨烯背栅场效应晶体管的接触电阻和传输特性。我们分别测量了Ni和Ti的约7kohm* um 2和约30kohm* um 2的比接触电阻率。我们发现，接触电阻是一个显着的贡献者的总源漏电阻，它是调制的背栅电压。我们测量的传输特性，显示双浸功能，我们解释为掺杂的影响，由于从接触引起的最小状态密度的接触下，在不同的栅极电压的沟道中的石墨烯的电荷转移。
2012-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-Tunable Tunneling Resistance in Graphene/Topological Insulator Vertical Junctions
基于石墨烯的垂直异质结构，特别是与其他层状材料相结合的堆叠，在纳米电子学方面很有前途。石墨烯和拓扑绝缘体这两种模型狄拉克材料的堆叠可以显著地扩大范德华异质结构的家族。尽管对这两种材料有了很好的了解，但是组合的垂直异质结的电子输运性质仍然是未知的。在这里，我们展示了Bi 2Se 3纳米片和单层石墨烯之间的垂直异质结的实验实现。在低温下，通过垂直异质结的电子输运由隧穿过程主导，该隧穿过程可以通过栅极电压有效地调节以改变费米表面附近的态密度。在磁场的存在下，量子振荡观察到由于量子化的朗道能级在石墨烯和二维表面状态的Bi 2Se 3。此外，我们观察到一个奇异的栅极可调隧道电阻下的高磁场，显示电阻最大值时，底层石墨烯成为量子霍尔绝缘体。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin torque and charge resistance of ferromagnetic semiconductor $2π$ and $π$ domain walls
电荷电阻和自旋扭矩产生的相干载流子传输通过铁磁360度畴壁，虽然他们遵循定性不同的趋势比180度畴壁。360度畴壁的电荷电阻在中间壁厚处达到最大值，不像180度畴壁，其电阻随壁厚单调减小。的自旋扭矩的峰值振幅和最佳的畴壁的厚度，以最大限度地提高扭矩为360度的壁是两倍以上的发现为180度的畴壁在相同的材料，产生较大的畴壁速度为360度的壁，并提出意想不到的非线性磁电子器件纳入畴壁运动。
2009-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualizing Atomic-Scale Negative Differential Resistance in Bilayer Graphene
利用扫描隧道显微镜研究了碳化硅衬底上双层石墨烯的原子尺度隧穿特性。高分辨率的隧道光谱揭示了一个意想不到的负微分电阻（NDR）在狄拉克能量，空间上变化的单层石墨烯的单个单元电池内。在横向电场作用下，双层石墨烯的电子能谱中出现了两个近能隙范霍夫奇异点，它们强烈地局域在不同层的两个亚晶格上，从而解释了负折射的起源.此外，发现隧道接触附近的缺陷通过电子干涉强烈影响NDR。我们的结果提供了一个原子水平的理解量子隧穿在双层石墨烯，并构成了一个有用的一步，石墨烯为基础的隧穿器件。
2013-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Designs for programmable quantum resistance standards based on epitaxial graphene p-n junctions
我们报道了顶栅外延石墨烯pn结的制造和测量，其中剥离的六方氮化硼（h-BN）用作栅极电介质。在冯·克利青常数R_K下，对单结四端纵向电阻进行了量子化，其相对不确定度为10-7。在探索了众多的参数空间之后，我们总结了这些设备可以用作潜在电阻标准的条件。此外，我们还提供使用外部门控的可编程电阻标准设计，其数量级超过6个。
2022-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kapitza thermal resistance across individual grain boundaries in graphene
我们使用广泛的经典分子动力学（MD）模拟研究了悬浮单层石墨烯中单个晶界的热输运。我们利用二维相场晶体方法构建了含有对称倾斜角晶界的双晶石墨烯样品，然后利用分子动力学方法对样品进行弛豫。相应的Kapitza电阻，然后使用非平衡MD模拟计算。我们发现，Kapitza电阻强烈地依赖于倾斜角，并显示出明确的相关性，在一个给定的晶界缺陷的平均密度，但并不强烈相关的晶界线张力。我们还表明，量子效应是显着的定量测定Kapitza电阻通过应用模式的模式的量子校正的经典MD数据。修正后的数据与量子力学的Landauer-Bütticker计算结果符合得很好。
2017-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical control of multiple resistance levels in graphene for memristic applications
本文提出利用hBN/石墨烯异质结构实现光学可调的多电阻态忆阻器，通过光致掺杂控制电阻水平，并建立定量模型，进而设计忆阻交叉阵列用于向量-矩阵乘法。
2024-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal rectification and interface thermal resistance in hybrid pillared-graphene and graphene: A molecular dynamics approach
在本研究中，我们研究了杂化柱撑石墨烯和石墨烯（PGG）系统的热整流和热阻。这是通过经典的分子动力学模拟（MD），也与连续模型。首先，采用分子动力学模拟和傅立叶变换计算了柱撑石墨烯和石墨烯的热导率。我们的研究结果表明，柱撑石墨烯的热导率比石墨烯小一个数量级。接下来，通过沿PGG的纵向方向施加正和负温度梯度，检查热整流。MD结果表明，对于36至86 nm范围内的长度，热整流几乎保持恒定（~3-5%）。我们还研究了PGG界面两侧的声子态密度。DOS曲线表明，有声子散射在低频（声学模式），这取决于在系统中施加的温度梯度方向。因此，我们可以介绍PGG作为一个有前途的热整流器在室温下。此外，在接下来的工作中，我们还探讨了温度分布的PGG使用连续介质模型。由连续介质模型得到的结果预测了分子动力学的结果，如上半层和下全层石墨烯的温度分布，界面处的温度差以及热阻。
2019-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum resistance metrology in graphene
我们已经在1 $μ$ m宽的石墨烯霍尔条中进行了量子霍尔电阻的表征。$ν=\pm 2$量子霍尔平台中心的纵向电阻率在20 m $Ω$至2 $μ$ A的测量噪声内消失。我们的研究结果表明，这些平台的量化是在实验的不确定性（15 ppm为1.5 $ μ$ A电流）等于在传统的半导体。本实验的主要限制是在量子霍尔制度中的相对高的接触电阻，导致电压触点上的噪声显著增加，并且当施加高电流时样品加热。
2008-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of room-temperature ferromagnetic semiconducting state in graphene monolayer
室温铁磁半导体在非易失性数字电路中具有重要的应用价值，它可以提供一个理想的系统，使我们可以同时利用电子的电荷和自旋。然而，寻找室温铁磁半导体至今仍只是一个诱人的想法，从未在实践中实现。在这里，我们证明了石墨烯单层，与下面的Ni（111）衬底杂交，是室温铁磁半导体，已经持续了几十年的研究。我们的自旋极化扫描隧道显微镜（STM）的实验，辅以第一性原理计算，明确表明，石墨烯和镍衬底之间的相互作用产生了一个大的间隙在石墨烯，同时导致相对移动之间的多数和少数自旋带。因此，Ni衬底上的石墨烯片即使在室温下也表现出具有几十meV能量的自旋极化带隙。这一结果使室温铁磁半导体的科学和应用成为可能，并为基于石墨烯的新型信息技术带来了希望。
2017-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unusual Resistance Hysteresis in n-Layer Graphene Field Effect Transistors Fabricated on Ferroelectric Pb(Zr_0.2Ti_0.8)O_3
我们在外延铁电Pb（Zr_0.2Ti_0.8）O_3（PZT）薄膜上制备了n层石墨烯场效应晶体管。在低栅极电压下，PZT表现为高k电介质，k高达100。一个不寻常的电阻滞后发生在门扫描在高电压，其方向相反的预期从PZT的极化切换。亚稳态的弛豫是热激活的，在300 K下具有50-110 meV的激活势垒和6小时的时间常数。我们将其起源归因于吸附在石墨烯-PZT界面处的水分子的缓慢解离/重组动力学。这种鲁棒的滞后可以潜在地用于构造石墨烯-铁电混合存储器器件。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic resistance with a 90-degree twist in a ferromagnetic Weyl semimetal, Co2MnGa
Co $_2$ MnGa是一种铁磁半金属，其Weyl节线由ARPES确定。我们研究了用聚焦离子束从单晶切割的薄Co $_2$ MnGa薄片（10 $\times$ 10 $\times$ 0.4-5微米）中的电输运。这些晶体表现出意想不到的和非常不寻常的平面电阻各向异性（$\sim$ 10倍），主轴在上下表面之间旋转90度。使用对称性参数和模拟，我们发现，所观察到的电阻各向异性类似于各向异性的表面状态，从杂交与体状态阻碍的各向同性导体。这些状态的起源等待进一步的实验，可以与观察到的90 $^\circ$扭曲的几何形状的表面带。
2022-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain engineering of ferromagnetic-graphene-ferroelectric nanostructures
我们计算了几乎未开发的纳米结构“高温铁磁绝缘体/石墨烯/铁电膜”中的自旋极化电导，特别注意应变多轴铁电膜中电极化的强度旋转的影响。极化矢量的旋转和大小由失配应变控制。我们提出了一个唯象模型，该模型考虑了由于铁磁绝缘体的接近而导致的狄拉克点的偏移，并使用Landauer公式来计算石墨烯通道的电导率。我们推导出的解析表达式表明，应变相关的铁电极化对石墨烯中二维载流子浓度和费米能级具有自洽的控制作用。我们证明了现实的机会，以控制石墨烯的自旋极化电导的失配应变（“应变工程”）在室温和更高的温度下的纳米结构CoFeO 4/石墨烯/PZT和Y3 Fe 5 O 12/石墨烯/PZT。所获得的结果为铁磁/石墨烯/铁电纳米结构作为非挥发性自旋过滤器和自旋阀的应用开辟了可能性。
2020-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Spin Injection in Multi-Wall carbon NanoTubes with transparent ferromagnetic contacts
我们报告电自旋注入测量多壁碳纳米管。我们使用具有x $\approx$ 0.7的铁磁合金Pd $_{1-x}$ Ni $_{x}$，其允许获得在300 $K$下具有低至5.6 $kΩ$的电阻的器件。低于100 $kΩ$的器件电阻在300 $K$时的产率约为50%。我们在2 $K$测量由于铁磁引线的磁化反转引起的滞后磁阻。反平行（AP）取向和平行（P）取向的电阻之间的相对差为约2%。
2004-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weak de-localization in graphene on a ferromagnetic insulating film
据预测，石墨烯在置于铁磁薄膜上时，会通过邻近效应产生磁矩，这一前景可能会在自旋电子学和磁性数据记录领域开辟令人兴奋的可能性。在这项工作中，我们详细研究了石墨烯的磁阻和下面的铁磁绝缘膜的磁化之间的相互作用。观察到这两个幅度之间的明确的相关性，但我们发现，通过仔细建模的磁化强度和弱本地化测量，这种对应关系可以解释所产生的铁磁绝缘体的磁杂散场的影响。我们的研究结果强调了在磁性和二维材料之间的界面所产生的复杂性。
2016-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sensing Remote Bulk Defects Through Resistance Noise in a Large Area Graphene Field Effect Transistor
衬底在决定石墨烯场效应器件的输运和低频噪声行为中起着至关重要的作用。典型地，重掺杂Si/SiO $_2$衬底用于制造这些器件以用于有效的选通。接近石墨烯/衬底界面的俘获-去俘获过程是石墨烯通道中电阻波动的主要来源，而由于衬底本体内部的任何远程电荷波动而产生的库仑波动被重掺杂衬底有效地屏蔽。在这里，我们提出了在轻掺杂Si/SiO $_2$衬底（N $_A$ $\sim$ 10 $^{15}$ cm $^{-3}$）上制备的大面积CVD石墨烯场效应晶体管（FET）的电子输运和低频噪声特性。通过对不同温度下的输运、噪声和电容的系统表征，我们发现Si/SiO $_2$界面对石墨烯中的电荷输运有很大的影响，硅衬底内部的电荷波动都可以被石墨烯沟道感应到.该器件的电阻（R）对背栅电压（V $_{bg}$）的特性示出了在SiO $_2$ /Si界面处形成的耗尽区周围的驼峰，这通过电容（C）-电压（V）测量来确认。对这些制造的器件的低频噪声测量显示接近耗尽区的噪声幅度的峰值。这表明，由于在Si/SiO $_2$界面处不存在任何电荷层，屏蔽能力降低，因此，硅衬底内部的深能级库仑杂质的任何波动都可以通过迁移率波动作为石墨烯沟道中的电阻噪声被观察到。在同一衬底上的离子液体门控石墨烯上的噪声行为没有表现出这样的噪声峰，并且可以通过靠近石墨烯通道的界面捕获-去捕获过程来解释。
2022-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Opposite Changes in Gap Width of Opposite Spin States Induced by Rashba Effect in Anti-ferromagnetic Graphene on Ni(111)
石墨烯在自旋电子学中是一种很有前途的候选材料。本文采用密度泛函理论方法计算了Ni（111）上石墨烯的能带结构和磁性。我们的结果表明，一旦石墨烯中存在反铁磁有序，在10^9 V/m量级的外部电场下，费米面附近的相反自旋态可以产生数十meV的带隙宽度差。
2012-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigating thermal transport in knotted graphene nanoribbons using non-equilibrium molecular dynamics
在这项工作中，我们通过非平衡分子动力学模拟研究了石墨烯纳米带的热输运中的结的效果。我们考虑的情况下，一个，两个，和三个节点。温度跳跃出现在结所处的温度曲线中，这表明它们在系统中引入热阻，类似于存在于两种不同材料和/或具有缺陷和/或晶格畸变的单一材料之间的界面Kapitza电阻。我们发现，由每个单独的结引入的热阻基本上是相同的，因为总电阻随着结的数量线性增加，因为它们表现为串联关联的热阻。此外，布置中每个结之间的相对位置不会强烈地影响由温度梯度产生的热流，显示出弱的热整流效应。
2022-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mini array of quantum Hall devices based on epitaxial graphene
为了实现量子电阻标准的升级，研究了四个基于外延石墨烯薄膜的量子霍尔效应（QHE）器件的串联。当温度为1.5 K时，从相对低的磁场（在4 T和5 T之间）开始，在填充因子i = 2时，测试的器件显示量子霍尔平台RH，2。在B = 7 T和T = 1.5 K时，使用商用精密电阻电桥，通过QHE器件的电流为50微安，对通过三重串联和外部键合线连接的四个QHE器件的量化霍尔电阻进行了精密测量。结果表明，4个石墨烯基QHE器件串联的量子化霍尔电阻与期望值4*RH，2 = 2 h/e^2的偏差小于所用电阻电桥限制的测量相对标准不确定度（< 1*10^-7）。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extraction of the short-range defect potential parameters from available experimental data on the graphene resistance
我们考虑一个问题，利用现有的实验数据，其电阻的单层石墨烯样品的散射电位的信息。我们想到了一个发展的研究描述超高迁移率的电子悬浮样品没有化学掺杂。至于实际的掺杂杂质在这种情况下，使库仑散射可以忽略不计，我们认为模型的短程散射的潜力。短程势的模型被假定为由环或圆周的紧密邻近来支持。圆的直径被认为是晶格间距的数量级。模型势的空核保证了对非物理短波模式的抑制。研究了两种模型：圆周上的三角函数（三角壳）和年度井。前者的优点是简单，而后者的优点是规则性。我们考虑这些潜在的电子散射，并获得精确的明确的散射数据的公式。本文讨论这些公式在计算观测量中的应用。也就是说，我们分析了这种散射对石墨烯电阻的贡献，并根据我们的理论公式绘制了电阻率作为费米能量的函数。所获得的结果与实验一致，其中电阻被测量为悬浮退火石墨烯上的费米动量的函数。这一事实给出了一种可能性，以找到参数的建模电位的基础上的可用的实验数据的电阻的悬浮石墨烯样品与栅极电压控制的费米能级位置。这对于应用程序来说非常重要。
2019-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene on ferromagnetic surfaces and its functionalization with water and ammonia
本文采用角分辨光电子能谱学（ARPES）、X射线吸收光谱（XAS）和密度泛函理论（DFT）研究了水和氨在石墨烯/Ni（111）上的吸附。我们在石墨烯/Ni（111）上的研究结果揭示了界面态的存在，这源于石墨烯π和自旋极化的Ni 3d价带态的强杂化. H_2O（NH_3）/石墨烯/Ni（111）体系的ARPES和XAS数据给出了Ni（111）表面吸附分子与石墨烯之间相互作用的信息。所提出的实验数据进行比较的DFT方法的框架中获得的结果。
2011-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic resistance peaks in AB-stacked multilayer graphene with odd number of layers
在偶数层AB堆叠的多层石墨烯的电阻与载流子密度的关系图中发现了本征电阻峰（脊）结构，这是由于费米面的拓扑结构发生了变化。在这里，这些结构在具有奇数层的AB堆叠多层石墨烯中进行了研究在相对于载流子密度和垂直电场绘制的图上出现的本征电阻峰值显示出取决于石墨烯的晶体结构的特定图案，并且与具有偶数层的石墨烯的那些性质不同。利用由磁阻振荡确定的朗道能级结构的信息对色散关系和半经典电阻率进行了数值计算，发现这种差异源于电子能带结构上的奇偶层数效应。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Local breakdown of the quantum Hall effect in narrow single layer graphene Hall devices
我们已经分析了由剥离的单层石墨烯转移到SiOx上制造的1微米宽的霍尔器件中的量子霍尔效应的击穿。我们已经观察到，霍尔电阻从其量化值的偏差是弱依赖于纵向电阻率高达5 A/m的电流密度，其中霍尔电阻保持量化，即使当纵向电阻随电流单调增加。然后，在纵向电阻保持其逐渐增加的同时，量子化电阻发生崩溃。相对于电流的电导率的指数增加表明杂质介导的朗道能级间散射作为击穿的机制。结果被解释为整个样品的击穿行为的强烈变化，由于随机分布的散射中心介导的击穿。
2013-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical studies of spin-dependent electronic transport in ferromagnetically contacted graphene flakes
基于紧束缚模型和递归格林函数技术，研究了微小石墨烯片（片）中自旋相关的弹道输运。主要的兴趣集中在：电导率，巨磁电阻（GMR）和散粒噪声。结果表明，当石墨烯片夹在两个铁磁电极之间时，所得的GMR系数可能是相当显着的。这种说法适用于锯齿形和扶手椅手性，以及不同的纵横比（宽度/长度）。值得注意的是，在绝对值上，扶手椅边缘石墨烯薄片的GMR系统地大于对应于扶手椅边缘石墨烯薄片的GMR。这一发现是由于不同程度的导电通道混合的两个手性的问题。它还表明，对于大的纵横比薄片，三维端部接触的引线，非常像侵入性接触，导致电导率和Fano因子的非通用行为。
2009-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transition between canted antiferromagnetic and spin-polarized ferromagnetic quantum Hall states in graphene on a ferrimagnetic insulator
在石墨烯的量子霍尔机制中，在零朗道能级处的反铁磁态和自旋极化铁磁态竞争，导致取决于所施加的磁场的方向和大小的倾斜反铁磁态。在这里，我们调查这种过渡在2.7 K的石墨烯霍尔棒，接近耦合到亚铁磁绝缘体Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$。从非局域输运测量，我们证明了在石墨烯中的诱导磁交换场，这降低了所需的磁场调制的磁性状态在石墨烯。这些结果表明，石墨烯中的磁邻近效应是二维材料开发的重要组成部分，其中期望物质的有序状态可以用相对小的施加磁场（> 6 T）来调节。
2020-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene spintronics: the role of ferromagnetic electrodes
本文报道了石墨烯-铁磁体（FM）界面在有限偏压下自旋输运的第一性原理研究，其中FM=Co（111），Ni（111）. Co和Ni电极的使用实现了分别达到80%和60%的自旋效率。这种大的自旋过滤是由石墨烯和FM之间的材料特定相互作用引起的，其破坏了石墨烯带的线性色散关系，并导致在K点处大约0.4-0.5 eV的自旋相关能隙的打开。少数自旋带隙的能量高于位于费米能级附近的多数自旋带隙，这是导致大的少数自旋主导电流的特征。
2010-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparative Studies on Giant Magnetoresistance in Carbon Nanotubes and Graphene Nanoribbons with Ferromagnetic Contacts
这篇文章报道了碳纳米管（CNT）和石墨烯纳米带的巨磁电阻（GMR）的比较研究相似的纵横比（即周长/长度和宽度/长度比，分别为前者和后者）。这个问题是解决在零温度下的弹道输运制度，通过紧束缚模型内的格林函数技术和所谓的宽带近似的电极。石墨烯的巨磁电阻效应与碳纳米管的巨磁电阻效应相当，它强烈地依赖于手性，而仅轻微地依赖于纵横比。事实证明，石墨烯，类似于碳纳米管，可能是自旋电子应用的一种非常有趣的材料。
2008-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
RF Transport Electromagnetic Properties of CVD Graphene from DC to 110 MHz
我们报告测量的射频（RF）传输的电磁性能的化学气相沉积（CVD）石墨烯在DC至110 MHz的频率范围内，在室温下。将Si/SiO2衬底上的石墨烯安装在屏蔽的四端子对（4 TP）适配器中，该适配器能够直接连接到校准的精密阻抗分析仪以进行测量。在40 Hz下，观察到DC四探针电阻和4 TP电阻的良好一致性，两者均产生R ~ 104 Ω。一般而言，发现表观石墨烯通道电磁特性受到衬底寄生电容和电阻的强烈影响，特别是对于高频f > 1 MHz。提出了一种现象学集总参数等效电路模型，该模型与石墨烯4 TP阻抗器件在所施加的传输交流电的频率范围的大约七十倍上的频率响应相匹配。基于该模型，首次示出了4 TP器件的本征石墨烯沟道电阻是频率无关的（即无耗散的），其中RG约为105 Ω或薄层电阻约为182 Ω / sq。发现器件的寄生衬底阻抗为RP ~ 2.2 Ω的并联RG与CP ~ 600 pF串联。这些结果表明，我们的新RF 4 TP方法与传统的DC四探针方法在测量单原子厚材料的本征薄层电阻方面具有良好的一致性，并且可能在RF电子学中开辟新的应用，基于石墨烯4 TP器件的AC量子霍尔效应计量和传感器在宽频率范围内工作。
2015-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Mobility WSe2 p- and n-Type Field Effect Transistors Contacted by Highly Doped Graphene for Low-Resistance Contacts
我们报告了具有六方氮化硼钝化沟道和离子液体（IL）栅控石墨烯接触的n型和p型WSe 2场效应晶体管的制造。我们的输运测量揭示了本征沟道特性，包括在接近量子电导e2/h的特征电导率下的金属-绝缘体转变，在170 K下>107的高ON/OFF比，以及在160 K下约200 cm 2 V-1 s-1的大电子和空穴迁移率。将温度降低到77 K将电子的迁移率提高到~330 cm 2 V-1 s-1，将空穴的迁移率提高到~270 cm 2 V-1 s-1。我们将我们观察电子和空穴通道中的固有声子限制传导的能力归因于使用IL门控的通道和石墨烯接触电极之间的肖特基势垒的急剧减少。我们通过研究由单个石墨烯/WSe 2肖特基结组成的肖特基二极管来阐明这一过程。我们的研究结果表明，利用化学或静电高度掺杂的石墨烯的多功能，灵活和透明的低电阻欧姆接触到广泛的准二维半导体的可能性。关键词：MoS 2，WSe 2，场效应晶体管，石墨烯，肖特基势垒，离子液体栅
2014-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Contact resistance at planar metal contacts on bilayer graphene and effects of molecular insertion layers
考虑到金属接触处界面电荷转移形成的带隙，研究了金属-双层石墨烯（BLG）接触电阻的可能来源。我们的研究结果表明，电荷注入势垒（肖特基势垒）不有助于接触电阻，因为BLG下的接触总是简并掺杂。我们还表明，接触掺杂引起的BLG的态密度（DOS）的金属接触下的增加降低了接触电阻，由于增强的载流子隧道在接触。可以通过将分子掺杂剂层插入到金属接触中来增强接触掺杂。然而，通过插入层的载流子隧穿增加了接触电阻，因此，应当采用替代的器件结构。最后，我们表明，通过可变范围跳跃通过间隙状态的带间传输是最大的贡献者接触电阻时，栅极沟道的载流子类型是相反的接触掺杂载流子类型。这表明，接触电阻降低的接触掺杂引起的DOS的增加的策略是有效的，只有一个单一的沟道传输分支（n型或p型），这取决于接触掺杂载流子类型。
2017-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Interlayer Tunneling and Negative Differential Resistance with High Current Density in Double Bilayer Graphene-WSe2 Heterostructures
我们展示了两个旋转排列的双层石墨烯片之间的栅极可调共振隧穿和负微分电阻由双层WSe 2分开。我们观察到大的层间电流密度为2 μ A/μ m 2和2.5 μ A/μ m 2，和峰谷比接近4和6，在室温和1.5 K，分别是外延生长的共振隧穿异质结构的值。一个很好的协议之间的理论计算使用的洛伦兹谱函数的二维（2D）准粒子状态，和实验数据表明，层间电流主要源于能量和面内动量守恒的2D-2D隧穿，与非弹性或非动量守恒隧穿的贡献最小。我们证明了窄隧穿共振的固有半宽度为4和6毫电子伏，在1.5 K和300 K，分别。
2017-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Noncured Graphene Thermal Interface Materials: Minimizing the Thermal Contact Resistance
我们报告的非固化石墨烯热界面材料的接触热阻的实验研究，其表面特征在于不同程度的粗糙度。据发现，热接触电阻取决于石墨烯负载非单调，达到其最小值的负载分数的~15重量%。将表面粗糙度增加约1微米导致该石墨烯负载的热接触电阻增加约x2倍。所获得的热导率，热接触电阻，和总热阻的热界面材料层上的石墨烯负载和表面粗糙度的依赖性表明，需要优化的特定材料的负载分数和粗糙度的连接表面。我们的研究结果对于开发用于高功率密度电子设备热管理的石墨烯技术具有重要意义。
2021-06-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A Graphene-Carbon Nanotube Hybrid Material for Photovoltaic Applications
如果通过化学气相沉积生长的大面积石墨烯片的薄层电阻可以显著降低，则它们可以潜在地用作光致发光器件中的透明电极，而不损失任何透明度。在这里，我们报告了石墨烯导电碳纳米管（CCNT）混合材料的制造，其薄层电阻显著低于纯石墨烯，并且透明度有必要的小降低。石墨烯沉积在自组装的CCNT单层的顶部，其在石墨烯表面上产生平行的导电路径。该混合物从而避免了由于石墨烯片中的缺陷引起的电子散射，并且将薄层电阻降低了两倍。电阻可以通过化学掺杂混合物进一步降低。此外，化学掺杂的混合物比独立的化学掺杂的石墨烯片更稳定，因为CCNT网络增强了掺杂剂结合。为了理解结果，我们开发了一个2D电阻网络模型，其中我们将CCNT层耦合到石墨烯片，并证明该模型定量地解释了电阻降低。我们的研究结果表明，石墨烯-CCNT杂化系统具有用作具有高透明度和低薄层电阻的透明电极的高潜力。
2015-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Contact Resistance Study of Various Metal Electrodes with CVD Graphene
在这项研究中，各种金属的化学气相沉积（CVD）单层石墨烯的接触电阻进行了研究。转移长度法（TLM）的结构与不同的宽度和接触之间的分离已经制造和电特性在环境空气和真空条件。电触点由五种金属制成：金、镍、镍/金、钯和铂/金。石墨烯和金之间的接触电阻观察到92 Ωμm的最低值，在施加的背栅偏压为-40 V时从背栅器件中提取。与在环境条件下进行的测量相比，在真空下进行的测量显示出更大的接触电阻值。在氩气-95%/氢气-5%气氛中在450°C下处理退火1小时导致降低接触电阻值，这归因于金属与石墨烯之间的粘附力的增强。在这项工作中提出的结果提供了一个概述潜在的接触工程的高性能石墨烯为基础的电子器件。
2022-11-22 cond-mat.mtrl-sci
DOS-limited contact resistance in graphene FETs
石墨烯作为未来高速晶体管材料的候选者之一，由于其超过10，000 cm 2 V-1 s-1的高载流子迁移率而引起了人们的广泛关注。到目前为止，我们一直专注于作为性能杀手的接触特性，因为石墨烯中非常小的态密度可能会抑制从金属到石墨烯的电流注入。本文系统地综述了金属/石墨烯接触特性，并讨论了比接触电阻率的现状和未来需求。
2011-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional satellite resistance peaks in moiré superlattice of h-BN/ AB-stacked tetralayer-graphene heterostructure
大多数关于由h-BN和石墨烯堆叠形成的莫尔超晶格的研究都集中在单层石墨烯上;对多层石墨烯的了解较少。在这里，我们表明，多层石墨烯的莫尔超晶格显示出由超晶格结构影响的各向异性费米表面产生的新特征。h-BN/AB堆叠的四层石墨烯异质结构的莫尔超晶格表现出电阻率峰，其显示出对垂直电场的复杂依赖性。这些峰不是由于二次狄拉克锥的形成，而是由于各向异性费米面的折叠而导致的能隙的打开。此外，超晶格峰是由轻质量和重质量的双层带通过超晶格势混合而产生的。间隙不是在超晶格布里渊区的边界上打开，而是在其内部打开，这反映了多层石墨烯费米表面的各向异性。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of Covalent Functionalisation on Thermal Transport Across Graphene-Polymer Interfaces
本文研究了不同共价功能化石墨烯增强聚合物复合材料的界面热阻。通过使用分子动力学模拟，所获得的结果表明，在石墨烯中的共价官能化在降低石墨烯-石蜡界面热阻中起着重要作用。这种减少取决于官能团的覆盖范围和类型。在各种官能团中，丁基被发现是最有效的降低界面热阻，其次是甲基，苯基和甲酰基。考虑中的其他官能团，如羧基，羟基和胺被发现产生的界面热阻可以忽略不计的减少。对于层数最多为四层的多层石墨烯，界面热阻对层数不敏感。不同的官能团和层数对界面热阻的影响也阐述了使用的石墨烯和石蜡基质的振动态密度。本研究结果提供了有用的指导方针，在实际的热管理的功能化石墨烯的应用。
2015-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Systematic Investigation of the Intrinsic Channel Properties and Contact Resistance of Monolayer and Multilayer Graphene FET
采用四探针测量方法，通过排除接触电阻，系统地研究了单层和多层石墨烯的本征沟道特性随层数的变化。我们表明，从石墨到双层石墨烯的归一化薄层电阻率的连续变化由一个独特的性质决定，即，带重叠，其从双层石墨烯的1 meV显著增加到八层的11 meV，并且最终达到石墨的40 meV。然而，单层石墨烯由于特殊的线性分散而显示出温度依赖性的偏差。此外，接触电阻率提取的情况下，典型的铬/金电极。观察到的高接触电阻率，其变化三个数量级（从~103到106欧姆微米），可能会显著掩盖单层石墨烯通道的出色性能，表明其在未来研究中的重要性。
2010-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Uniaxial Strain on Ferromagnetic Instability and Formation of Localized Magnetic States on Adatoms in Graphene
研究了单轴应变对石墨烯中狄拉克费米子间长程库仑相互作用引起的铁磁不稳定性的影响。在未变形的石墨烯的情况下，铁磁交换不稳定性发生在Hartree-Fock近似内足够强的强相互作用处。在这项工作中，我们表明，使用相同的理论框架，但与额外的单轴应变，过渡可以发生弱得多的相互作用，在悬浮石墨烯的范围内。我们还研究了应变对石墨烯中吸附原子局域磁态形成的影响。我们系统地分析了石墨烯中狄拉克费米子的各向异性（应变诱导）性质、杂质处的现场Hubbard相互作用以及石墨烯与杂质电子之间的杂化之间的相互作用。利用平均场自洽方法计算了定域轨道中电子的极化.我们得到了包含非磁性区和磁性区的完整相图，这些结果在碳基自旋电子学领域具有应用前景。
2013-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Domain-wall resistance in ferromagnetic (Ga,Mn)As
一系列的微结构设计钉畴壁（DW）在（Ga，Mn）的垂直磁各向异性已被用来确定外部和内部的贡献DW电阻。前者被定量地解释为由于在DW的霍尔电场的极性变化。后者是一个数量级大于由各向异性磁阻所带来的一个术语，并被证明是一致的无序诱导misstracing的载体自旋受空间变化的磁化。
2006-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Oxidation resistance of graphene-coated Cu and Cu/Ni alloy
保护精炼金属免受反应环境影响的能力对许多工业和学术应用至关重要。然而，目前的解决方案通常会引入一些负面影响，包括增加的厚度和金属物理性质的变化。在本文中，我们首次证明了通过化学气相沉积生长的石墨烯膜保护Cu和Cu/Ni合金的金属生长衬底的表面免受空气氧化的能力。SEM、拉曼光谱和XPS研究表明，即使在空气中以200 \degree C加热长达4小时后，金属表面也能很好地防止氧化。我们的工作进一步表明，石墨烯提供了对过氧化氢的有效电阻。这种保护方法具有显著的优点，可以用于催化石墨烯生长的任何金属。
2010-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Reducing sheet resistance of self-assembled transparent graphene films by defect patching and doping with UV/ozone treatment
液相剥离然后进行Langmuir-Blodgett自组装（LBSA）是一种很有前途的方法，可用于可规模化生产用于透明导体应用的石墨烯薄膜。然而，单层组装成薄膜通常会引起高密度的缺陷，导致阻碍实际应用的大的薄层电阻。我们引入UV/臭氧作为一种新型的光化学处理，其将LBSA石墨烯的薄层电阻降低三倍，同时保持高的光学透明度。这种处理对我们的膜的影响与其对机械剥离或CVD膜的影响相反，其中UV/臭氧在石墨烯平面中产生额外的缺陷，增加了薄层电阻。拉曼散射表明，暴露于UV/臭氧降低了LBSA石墨烯中的缺陷密度，其中边缘是主要的缺陷类型。FTIR光谱表明在暴露于臭氧期间氧与石墨烯晶格的结合。此外，功函数测量表明，处理掺杂的LBSA膜，使其更导电。这种与掺杂配对的缺陷修补导致改善LBSA石墨烯的透明导体性能的可访问方式，使得溶液处理的薄膜成为工业用途的候选者。
2019-08-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Gapped Ferromagnetic Graphene Nanoribbons
我们通过在锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）上引入有机磁体，从理论上设计了一种石墨烯基全有机铁磁半导体。在费米能级附近获得了自旋极化态密度为100%的大自旋分裂带隙，这在自旋晶体管中具有潜在的应用价值。利用第一性原理计算结合基本模型分析研究了电子、自旋和晶格自由度之间的相互作用。所有的计算结果一致表明，尽管没有d电子存在，反铁磁π-π交换以及有机磁体和ZGNR之间强的自旋-晶格相互作用使基态具有铁磁性质.基础物理学使得有可能针对实际应用最佳地选择有机磁体。
2010-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Dirac-Electron Behavior for Spin-Up Electrons in Strongly Interacting Graphene on Ferromagnetic Mn$_5$Ge$_3$
提出了一种在强铁磁材料Mn $_5$ Ge $_3$上通过Mn嵌入石墨烯-Ge（111）界面合成石墨烯的方法。根据密度泛函理论计算，石墨烯在这种强相互作用体系中表现出石墨烯衍生的$π$带的大的交换分裂。在这种情况下，只有石墨烯中的自旋向上的电子在费米能级和K点附近保持了Dirac电子的特征，而自旋向下的电子则没有检测到这种行为。所研究的gr/FM-Mn $_5$ Ge $_3$界面可以在半导体Ge上制备，这一独特的特征可以导致其在自旋电子学中的应用。
2019-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic decoupling of ferromagnetic metals through a graphene spacer
我们研究了不同的铁磁金属（FM）之间的磁耦合在石墨烯（G）层，和石墨烯作为一个薄的共价间隔的作用。从在FM衬底（Ni或Co）上生长的G开始，我们在室温下在顶部沉积不同的FM金属（Fe、Ni、Co）。通过测量3p光电子谱线的二向色效应，我们检测了室温下基底的磁化强度和FM覆盖层中交换耦合的符号。我们表明，G层磁性的FM金属。
2016-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Non-Gaussian resistance noise in the ferromagnetic insulating state of a hole doped manganite
我们报道了一个大的1/f噪声的铁磁绝缘状态（FMI）的空穴掺杂的锰氧化物单晶La 0.80Ca 0.20MnO 3，表现出跳跃电导存在的库仑间隙的观察。温度相关噪声幅度显示FMI状态内的深度，随着温度冷却，噪声幅度急剧冻结。当材料进入FMI态时，通过概率密度函数和二次谱可以看出，噪声变得非高斯。有人建议产生的相关玻璃相的极化载流子，在这些系统中的发展，在最近的模拟研究报告中的电荷波动。
2011-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Compressive mechanical response of graphene foams and their thermal resistance with copper interfaces
本文报道了用化学气相沉积（CVD）法制备的石墨烯泡沫（GFs）的压缩力学响应和铜（Cu）与GFs之间的热阻（$R_{TIM}$）。我们观察到GF的杨氏模量（$E_{GF}$）和压缩强度（$σ_{GF}$）与GF的密度（$ρ_{GF}$）呈幂律关系。压缩过程中所有GF的最大吸收能量效率（$η_{max}$）大于~0.39。我们还发现，具有较高$ρ_{GF}$的GF显示较大的$η_{max}$。此外，我们观察到，当$ρ_{GF}$从4.7增加到31.9 $mg/cm^3$时，在室温下施加0.25 MP接触压力的Cu/GF的测量$R_{TIM}$从~50增加到~90 $mm^2K/W$。
2017-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Novel magnetic properties of graphene: Presence of both ferromagnetic and antiferromagnetic features and other aspects
不同方法制备的石墨烯的磁性研究表明，在所有样品中，主要的铁磁相互作用与反铁磁相互作用共存。因此，所有的石墨烯样品表现出室温磁滞。磁性能取决于层数和样品面积，两者的小值有利于更大的磁化。分子电荷转移影响石墨烯的磁性，与诸如四硫富瓦烯的供体分子的相互作用比与诸如四氰基乙烯的吸电子分子的相互作用具有更大的影响
2009-04-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Resistance control of a magnetoresistive manganite by spin-injection
我们报告了一个新的自旋注入效应发现的锰氧化物使用一个专门制造的样品。通过聚焦离子束蚀刻将La0.7Sr0.3MnO3的线图案化，随后用Ga+离子轻微地照射中心部分。辐照使铁磁居里温度从Tc局部降低到Tc '，从而在Tc和Tc'之间实现了铁磁/顺磁/铁磁的有序结构。自旋极化电流从铁磁锰氧化物注入顺磁部分，使后者具有铁磁性和更导电。这可以通过假设注入的自旋抑制顺磁体中的自旋波动来解释。
2003-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Inter-layer and Intra-layer Heat Transfer in Bilayer/Monolayer Graphene van der Waals Heterostructure: Is There a Kapitza Resistance Analogous?
范德华异质结构显示出有趣的物理性质。采用非平衡分子动力学（MD）模拟方法，研究了共面双层/单层石墨烯（BL-ML）多层范德华异质结构的传热特性。BL-ML石墨烯的温度分布和层间和层内热通量表明，层之间没有充分发展的热平衡，并且台阶状BL-ML界面处的平均温度分布的下降不是由于Kapitza电阻的影响。在所研究的MD模拟中，通过将系统的长度增加到1 $μ$ m，热非平衡区域被减少到台阶状界面附近的一个小区域。所有的MD结果进行了比较，一个连续模型和一个很好的匹配，观察到两种方法之间。我们的研究结果提供了一个有用的理解纳米和微米尺度的层状二维材料和范德华异质结构的热传递。
2017-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Large Resistance Change on Magnetic Tunnel Junction based Molecular Spintronics Devices
分子桥共价键合到两个铁磁电极上可以改变铁磁材料，并产生有趣的自旋输运特性。本文讨论了分子诱导的强耦合对自旋输运的影响。为了研究磁性隧道结（Ta/Co/NiFe/AlOx/NiFe/Ta）的分子耦合效应，在两个铁磁电极之间沿暴露的侧边桥接了金属有机分子配合物（OMC）。OMCs诱导强的铁磁电极间耦合，产生剧烈的变化，在室温下的磁性隧道结测试台的输运性质。这些OMC也改变了磁性隧道结的磁性。SQUID和铁磁共振研究提供了有见地的数据来解释基于磁隧道结的分子自旋电子学器件的输运研究。
2019-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Periodic steps in the resistance vs. temperature characteristics of doped graphite and graphene: evidence of superconductivity?
我们已经观察到掺杂的高取向热解石墨和剥离的掺杂的多层石墨烯的电阻与温度特性的周期性重复的步骤。观察结果由电阻与温度曲线中的一系列规则间隔的步骤组成。在50 ~ 60 K温度范围内观察到最低阶跃。在该基本温度的倍数下观察到额外的台阶，其中最高台阶温度为约270 K。已经观察到通过适度施加的磁场的淬火。所观察到的步骤的大小和宽度似乎有所不同，并可能与某种聚合让人想起磁通涡旋钉扎。以降低的能量进行额外的氩离子注入，以观察材料中的额外缺陷是否会产生额外的结构。这被观察到产生更尖锐的电阻步骤在温度超过200 K的薄剥离剥离从植入表面的样品，并支持的步骤相关的煎饼涡旋钉扎在层状超导体的可能性。不幸的是，至今还没有直接测量超导能隙，也没有观察到明确的迈斯纳效应。
2013-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
