RKKY interaction in carbon nanotubes and graphene nanoribbons
研究了自旋轨道相互作用和磁场作用下碳纳米管和石墨烯纳米带中的Rudermann-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用.为此，我们评估的静态自旋磁化率张量在真实空间中的各种制度在零温度。在金属碳纳米管的RKKY相互作用强烈地依赖于子晶格，并在狄拉克点，是纯粹的铁磁（反铁磁）的本地化自旋相同（不同）的子晶格，而在半导体碳纳米管的自旋磁化率仅弱依赖于子晶格，是占主导地位的铁磁。自旋轨道相互作用破坏了系统的SU（2）自旋对称性，除了通常的各向同性海森堡相互作用外，还产生了Ising和Moryia-Dzyaloshinsky形式的各向异性RKKY相互作用.所有这些RKKY项都可以通过将费米能级调整到接近自旋轨道相互作用引起的能隙的位置而具有相当的量级。我们进一步计算自旋磁化率也在有限的频率，从而获得自旋噪声在真实空间中通过波动耗散定理。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall
RKKY interaction between extended magnetic defect lines in graphene
在自旋电子学领域的基本兴趣是嵌入在金属基质中的磁性杂质之间的间接交换耦合机制。一系列的物理特征，如磁输运和整体磁矩的形成，是基于这种磁耦合，通常被称为鲁德曼-基特尔-春日-吉田（RKKY）相互作用。最近对石墨烯中RKKY的理论研究受到磁掺杂石墨烯系统可能的自旋电子学应用的启发。在这项工作中，分析和数值技术相结合，用于检查这样的相互作用的缺陷维数的影响。我们表明，在一个数学上透明的方式，从单一的磁性杂质，延长线的杂质有效地降低了系统的维数，并增加了相互作用的范围。这对磁掺杂的自旋电子学应用具有重要的影响，我们用一个简单的磁阻器件来说明这一点。
2014-06-03 cond-mat.mes-hall
Indirect Exchange and Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) Interactions in Magnetically-Doped Graphene
磁掺杂石墨烯系统是应用于未来自旋电子器件的潜在候选者。关键的一步是了解嵌入石墨烯中的磁性杂质之间的成对相互作用，这些相互作用是由石墨烯传导电子介导的。已经进行了大量的研究来调查石墨烯中的间接交换或RKKY相互作用。这些研究中的许多报告的衰减速率比预期的2维材料和通常的距离依赖振荡的情况下。在这篇综述中，我们总结了用于计算相互作用的技术，并提出了迄今为止获得的主要结果。更详细的磁性杂质和石墨烯主机参数化的影响被认为是从头计算得到的结果。由于相互作用的快速衰减对自旋电子学应用提出了障碍，我们特别关注通过一些方法包括掺杂、自旋进动和应变的应用来增加相互作用范围的可能性。
2013-02-01 cond-mat.mes-hall
RKKY Interactions in Graphene: Dependence on Disorder and Gate Voltage
本文报道了石墨烯中Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida（RKKY）相互作用对非磁性无序和栅电压的依赖性。首先利用半经典方法保留了洁净石墨烯中RKKY相互作用的表达式。由于狄拉克点的赝能隙，未掺杂石墨烯中的RKKY耦合被发现与$1/R^3$成正比。接下来，我们研究如何RKKY相互作用依赖于无序的强度和栅极电压，通过数值研究蜂窝晶格上的安德森紧束缚模型。我们观察到，沿扶手椅方向的RKKY相互作用比其他方向更鲁棒的millimeter无序。这种效应可以半经典地解释：扶手椅方向上两个晶格位置之间存在多个最短路径被认为是降低无序敏感性的原因。我们还提出了锯齿形和扶手椅方向的RKKY相互作用的分布。我们确定了三种不同的形状的分布是沿锯齿形方向周期性重复，而只有一种，更窄的分布，观察沿扶手椅方向。此外，我们发现，RKKY相互作用的振幅的分布交叉从一个非高斯形状与很长的尾巴，完全对数正态分布时，增加的无序强度。对数正态分布的宽度被发现与无序的强度线性增加，与分析预测一致。在狄拉克点附近的有限栅压下，除了两个狄拉克点之间的干涉引起的振荡外，还出现了弗里德尔振荡。这导致跳动模式。我们研究了这些拍频模式如何受到掺杂石墨烯中的无序的影响。
2012-04-23 cond-mat.mes-hall
Probing divacancy defects in a zigzag graphene nanoribbon through RKKY exchange interaction
利用紧束缚哈密顿量和格林函数方法研究了空位缺陷对锯齿形石墨烯纳米带（zGNRs）的电磁性质的影响.间接交换耦合的演变，称为Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用，包括单，双，和多个5-8-5双空位缺陷的解释。我们的数值计算表明，zGNRs的电子结构和交换耦合的变化取决于显着的双空位缺陷相对于带边缘的位置和双空位缺陷的数量。在两种杂质都位于边缘上的情况下，交换耦合的大小是当它们被放置在纳米晶体内部时产生的几个数量级的强度。此外，周期性的双空位导致带的磁性基态的急剧变化。在高空位势的极限下，RKKY相互作用的强度与费米能近似无关。
2020-06-02 cond-mat.mes-hall
Dynamic RKKY interaction between magnetic moments in graphene nanoribbons
石墨烯已被确定为具有许多应用的有前途的材料，特别是在自旋电子学中。在本文中，我们研究了沉积在石墨烯纳米带上的磁性单元的自旋激发的特殊功能，以及它们如何通过自旋电流介导的动力学相互作用耦合。我们详细研究了自旋寿命，并确定了一种模式所造成的状态密度网站在原始的丝带扶手椅的边界消失。位于这些位置上的杂质对于相互作用变得几乎不可见，但是可以通过栅极电压或掺杂而变得可接近。我们还证明，杂质之间的耦合可以打开或关闭使用此特性，这可能是用来控制在晶体管类设备中的信息传输。
2016-12-09 cond-mat.mes-hall
Variable range of the RKKY interaction in edged graphene
间接交换相互作用是决定磁性杂质在金属基质材料中整体取向的关键因素之一。在这项工作中，我们研究的范围内的磁掺杂石墨烯系统中的扶手椅边缘的存在下，使用分析和数值格林函数（GF）的方法相结合的相互作用。我们考虑一个半无限片的石墨烯与一个单一的扶手椅边缘，也准一维扶手椅边缘的石墨烯纳米带（GNRs）。虽然我们在半无限石墨烯中发现了体衰变率的信号，在GNR中发现了预期的一维衰变率的信号，但我们也发现了两者在某些情况下异常快速的衰变，每当杂质位于距离边缘三个原子的倍数时，就会表现出来。这种衰变行为出现在分析和数值计算中，半无限石墨烯的结果可以解释为带状和块状系统之间的中间情况。
2013-08-29 cond-mat.mes-hall
RKKY Interaction in Graphene from Lattice Green's Function
通过直接计算蜂窝晶格紧束缚能带结构的晶格格林函数，研究了石墨烯中两种磁性杂质之间的交换相互作用$J$（RKKY相互作用）.该方法使我们能够计算$J$数值远大于可以处理的有限晶格计算以及小的距离。%避免了使用文献中经常调用的截止函数来削减来自线性带的发散贡献，并产生对所有距离都有效的结果。此外，我们重新推导出的分析长距离行为的$J$的线性色散带，并找到更正的振荡因子，以前在文献中丢失。石墨烯中RKKY相互作用的主要特征是，与普通2D金属在长距离极限中的$J \propto (2k_FR)^{-2} \sin (2k_FR) $行为不同，石墨烯中的$J$作为$1/R^3$下降，显示出具有取决于方向的附加相位因子的$1 + \cos ((K-K').R)$型振荡，并且根据需要，对于相同子晶格上的磁矩呈现铁磁相互作用，而对于相对子晶格上的磁矩呈现反铁磁相互作用通过粒子-空穴对称性。计算得到的具有完整能带结构的$J$在长距离极限下与我们的分析结果一致，包括附加相位的振荡因子。
2010-08-28 cond-mat.mes-hall
Edge state reconstruction in proximitized graphene and its probe using RKKY interaction
Jamia Millia Islamia（贾米亚米利伊斯兰大学）
该研究探究邻近效应石墨烯中边缘态受边缘在位势的重构作用，利用RKKY相互作用可探测该重构及SOC类型，为边缘态研究提供有效手段。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall
RKKY Interaction in Graphene Calculated Following Ruderman and Kittel
这篇论文已被撤回，因为它已被作者于2011年8月30日发表的文章arXiv：1108.1306v6所取代。
2011-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Screening, Kohn anomaly, Friedel oscillation, and RKKY interaction in bilayer graphene
我们计算了双层石墨烯（BLG）在本征（未掺杂）和非本征（掺杂）状态下的屏蔽函数，并与相应的单层石墨烯（SLG）和常规二维电子气（2DEG）进行了比较.我们发现，科恩异常是强烈增强BLG。我们还讨论了Friedel振荡和RKKY相互作用，这是与非解析行为的屏蔽功能在$q=2k_F$。我们发现BLG中的Kohn反常、Friedel振荡和RKKY相互作用都与SLG和2DEG有质的不同。
2008-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
RKKY interaction in graphene
我们考虑了石墨烯中两个磁性杂质之间的RKKY相互作用。的考虑是基于虚时间表示的热力学势的微扰理论。我们分析了在二分格点上半填充时RKKY相互作用的对称性。我们的相互作用的分析计算是基于直接评估的真实空间自旋磁化率。我们在附录中表明，添加到出版的版本，该方法可以很容易地推广到有限温度的情况下。
2017-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
RKKY interaction in gapped or doped graphene
在我们之前的工作中（E. Kogan，Phys. Rev. B { \bf 84}，115119（2011）），我们使用坐标-虚时间表示中的格林函数（GF）计算了原始石墨烯中两种磁性杂质之间的RKKY相互作用。现在，我们证明了在这种表示中GF的计算可以通过使用费曼技巧来简化，这使得可以轻松地计算带隙石墨烯中的RKKY相互作用。我们还提出了计算的RKKY相互作用的间隙或掺杂石墨烯使用的坐标-虚频表示。这两种表示，对应于计算的气泡图在欧几里德空间，有一个重要的优势，比那些对应于计算在闵可夫斯基空间，这是非常简要的审查附录本工作。前者与后者不同，从计算开始到结束只对收敛积分进行运算。
2012-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Analytical Expression for the RKKY Interaction in Doped Graphene
我们得到了线性狄拉克能带下电子或空穴掺杂石墨烯中Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用$J$的解析表达式.在线性能带结构成立的区域，计算结果与全紧束缚能带结构的数值计算结果吻合得很好。的分析结果，表示在Meijer G函数，由两个振荡项的产品，一个来自两个狄拉克锥和第二个来自有限大小的费米面之间的干扰。对于大的距离，Meijer G函数表现为正弦项，导致位于同一子晶格上的矩的结果为$J \sim R^{-2} k_F \sin (2 k_F R) {1 + \cos[(K-K').R]}$。$R^{-2}$的依赖性，这是相同的标准的二维电子气，是普遍的，无论亚晶格的位置和距离方向的两个时刻，除了当$k_F =0$（未掺杂的情况下），在那里它恢复到$R^{-3}$的依赖性。这些结果纠正了文献中发现的一些不一致之处。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall
The importance of electron-electron interactions in the RKKY coupling in graphene
我们表明，载体介导的交换相互作用，所谓的RKKY耦合，在石墨烯中的两个磁性杂质的时刻之间的显着修改中存在的电子-电子相互作用。使用平均场近似的Hubbard- $U$模型，我们表明，$(1+\cos(2{\bf k}_D\cdot {\bf R})$振荡存在于散装的非相互作用的电子消失和幂律衰减变得更长的范围内增加电子相互作用。在锯齿形石墨烯纳米带中，任何有限的$U$的影响甚至更大，使得长距离RKKY耦合距离独立。将我们的平均场结果与第一原理结果进行比较，我们还提取了令人惊讶的大值$U$，表明石墨烯非常接近反铁磁不稳定性。
2010-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
RKKY coupling in graphene
我们研究了载体介导的交换相互作用，即所谓的RKKY耦合，在石墨烯中使用精确对角化的蜂窝晶格上的两个磁矩之间。通过使用石墨烯的紧束缚最近邻能带结构，我们避免了使用困扰狄拉克连续模型公式化结果的动量截止。我们提取的短和长的杂质-杂质距离的行为，并显示了几个更正早期的长距离的结果。在体中，RKKY耦合与$1/|{\bf R}|^3$成比例，并显示$(1+\cos(2{\bf k}_D\cdot {\bf R})$型振荡。A-A亚晶格耦合总是铁磁的，而A-B亚晶格耦合总是反铁磁的，并且是三倍大。我们还研究了锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）的边缘效应，发现对于边缘上的杂质，RKKY耦合由于零能边缘态的局域化而呈指数衰减。对于ZGNR内部的杂质，快速恢复本体特性。
2010-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
RKKY interaction in bilayer graphene
通过直接计算本征值和本征矢量表示下的格林函数，在四带模型下研究了未掺杂双层石墨烯中位于同一层（层内情况）和不同层（层间情况）的两个磁性杂质之间的RKKY相互作用.我们的研究结果表明，无论是内部和层间的RKKY相互作用的两个磁性杂质位于同一（相对）的子晶格总是铁磁（反铁磁）。此外，我们还发现了BLG中RKKY相互作用不寻常的长距离衰减。位于同一子晶格上的两个磁性杂质（$J^{A_{n}A_{n}}(\mathbf{R})$和$J^{B_{n}B_{n}}(\mathbf{R)}$）之间的层内RKKY相互作用在较大的杂质距离下分别衰减为$1/R^{6}$和$1/R^{2}$，但当它们位于相反的子晶格上时，RKKY相互作用表现出$1/R^{4}$近似衰减。在层间情况下，位于同一子晶格上的两个磁性杂质之间的RKKY相互作用在大的杂质距离下表现出接近于$1/R^{4}$的衰减，但如果两个磁性杂质位于相反的子晶格上，则RKKY相互作用$J^{A_{1}B_{2}}(\mathbf{R})$和$J^{B_{1}A_{2}}(\mathbf{R)}$分别以接近于$1/R^{6}$和$1/R^{2}$的形式衰减。层内和层间RKKY相互作用具有各向异性振荡因子，其对于层内情况等于对于单层石墨烯的各向异性振荡因子。在弱层间耦合和强层间耦合极限下，我们的结果分别简化为SLG和BLG的RKKY相互作用。
2014-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
All approaches to RKKY interaction in graphene are equal, but some approaches are more equal than others
我们明确地表明，两种方法来计算RKKY相互作用的两个磁性杂质在石墨烯的格林函数的基础上：一个使用坐标-虚时间表示，和其他使用动量-频率表示，给出完全相同的结果，他们都没有操作与发散积分和实施的截止程序。与此同时，我们声称，第一种方法是更方便的计算比第二个。
2012-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Anisotropic RKKY interaction in spin polarized graphene
研究了自旋极化二维Dirac费米子中Ruderman-Kittle-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用.我们表明，沿z轴的自旋极化介导的各向异性相互作用，这对应于两个磁矩之间的XXZ模型的相互作用。对于未掺杂的石墨烯，虽然相互作用的$x$部分保持其恒定的铁磁符号，但其$z$部分随着磁性杂质$R$的距离而振荡。有限掺杂导致相互作用的两个部分以$R$振荡。我们探讨了一个跳动的模式振荡的RKKY相互作用沿扶手椅和锯齿形晶格方向，发生一些特定的值的化学势。两个特征拍频周期由化学势与自旋极化之差与之和的倒数决定。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inter-electron interactions and the RKKY potential between H adatoms in graphene
本文采用第一性原理量子蒙特卡罗模拟研究了石墨烯片上氢原子间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用。我们发现，成对的RKKY相互作用在几个晶格间距的距离强烈的电子间相互作用的影响，特别是，广泛分离的吸附原子和二聚体配置之间的势垒变得更宽，从而更难穿透。我们还指出，反铁磁和电荷密度波序对RKKY相互作用有非常不同的影响。最后，我们分析了几个规则的吸附原子超晶格相对于一个单一的吸附原子的小位移的稳定性，区分的情况下，吸附原子填充两个或只有一个子晶格的石墨烯晶格。
2017-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-lat
Strain-Modified RKKY Interaction in Carbon Nanotubes
对于低维的金属结构，如纳米管，局部磁性掺杂剂之间的交换耦合预计会随着分离而缓慢衰减。这种相互作用的长程特征在确定系统的磁序中起着重要作用。先前已经表明，相互作用范围取决于石墨烯和纳米管中的磁性掺杂剂的构象。在这里，我们研究的RKKY相互作用在碳纳米管的单轴应变的存在下，为一系列不同的杂质配置。我们表明，应变是能够放大或衰减的RKKY相互作用，显着增加某些相互作用的范围，并作为一个开关：有效地打开或关闭的相互作用。我们认为，单轴应变可以用来显着操纵碳纳米管中的磁相互作用，允许在未来的自旋电子器件的机械和磁性能之间的相互作用。我们还研究了石墨烯和纳米管之间的RKKY相互作用的衰减率的尺寸关系。
2015-05-12 cond-mat.mes-hall
While calculating RKKY interaction in graphene no theorist should do a cut-off without cause
在我们之前的工作中（E. Kogan，Phys.Rev.B84，115119（2011）），我们提出了基于坐标-虚时间表示中的松原格林函数（MGF）计算石墨烯中两种磁性杂质之间的RKKY相互作用。本文给出了基于坐标频率表示的MGF的计算方法。我们声称，这两种方法都有一个重要的优势，那些基于零温度格林函数（ZTGF），这是非常简要地回顾本工作的开始。与ZTGF方法不同，MGF方法从计算开始到结束仅对收敛积分进行操作。MGF的坐标-频率表示结果与坐标-虚时间表示一样方便，并且允许容易地考虑掺杂和带隙石墨烯的情况。
2012-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Spin Torque Oscillator and Magnetization Switching in double barrier Rashba Zeeman Magnetic Tunnel Junction
本文研究了双势垒RZ $|$重金属（HM）$|$ RZ磁性隧道结（MTJ）中存在Rashba-Zeeman（RZ）、Ruderman-Kittel- Kasuya - Yoside（RKKY）和Dzyaloshinskii-Moriya（DM）相互作用时基于自旋矩的磁化振荡和翻转.该系统具有稳定的磁化振荡，在适当的自旋转移矩（STT）下，RKKY和DM相互作用的强度存在显著差异，可以作为振荡器或开关工作。对于RKKY和DM相互作用阶数相同的系统，观察到磁化振荡的非线性特征。然而，这种振荡的非线性可以通过外部磁场或考虑具有合适RZ相互作用的材料来减小。除此之外，我们的研究揭示了磁化开关可以通过使用合适的STT进行调谐。还观察到开关时间对层厚度的依赖性。对于RKKY和DM相互作用阶数相同或以RKKY相互作用为主的系统，开关速度随厚度的增加而增加。当DM相互作用超过RKKY相互作用时，可以看到相反的特征。
2023-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
RKKY quadratic and biquadratic spin-spin interactions in twisted bilayer graphene
本文研究扭转双层石墨烯中磁性杂质间RKKY二次与双二次自旋相互作用的竞争，通过微扰理论推导其表达式，发现可通过调节参数使双二次相互作用占主导，为观测非传统自旋有序提供可能。
2025-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
RKKY Interaction in Disordered Graphene
通过数值研究半填充蜂窝晶格上具有在位和跳跃无序的Anderson模型，研究了无序对石墨烯中Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida（RKKY）相互作用的影响.我们评估作为两个磁性离子之间的距离R的函数的相互作用的强度，以及它们的晶格位置和取向。在干净的极限下，我们发现相互作用的强度衰减为1/R^3，其符号和振荡幅度显示出很强的各向异性。随着在位无序度的增加，在超过弹性平均自由程的距离处，平均振幅呈指数下降，而在较小的距离处，振幅则急剧增加，并且在同一子晶格上除扶手椅方向外，振幅的符号都发生了变化.对于随机跳跃无序，没有观察到符号变化。在小距离处，RKKY相互作用的几何平均值没有显著变化，而在超过本地化长度的距离处观察到指数抑制。
2011-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
RKKY Interactions in Graphene Landau Levels
我们研究了磁性杂质在石墨烯上的RKKY相互作用，在这种情况下，电子光谱的朗道能级的形式。考虑了两种情况：非均匀应变的石墨烯和真实磁场中的石墨烯。最低的朗道能级增强了RKKY相互作用，当它们的间距$R$不超过磁性长度时，朗道能级形成了与自旋杂质结合的电子态，并对成对杂质自旋相互作用增加了强的非微扰贡献.除此之外，由于负能量朗道能级的微扰效应，发现相互作用以$1/R^3$的形式下降。基于这些结果，我们开发了简单的平均场论的两个系统，考虑到这样一个事实，即通常在最低的朗道水平的态密度是远远小于自旋杂质的密度。对于应变场的情况下，我们发现，该系统是正式的亚铁磁，但由于杂质结合电子的密度相对较低，净力矩非常小。然而，它们提高了转变温度。对于实场，如果场没有强到钉扎沿场的杂质自旋，则系统形成倾斜的反铁磁体。在后一种情况下，系统支持Kosterlitz无过渡的可能性进行了讨论。
2019-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The RKKY Coupling between Impurity Spins in Graphene Nanoflakes
我们计算了间接载流子介导的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）磁性杂质之间的相互作用，两个选定的石墨烯纳米片包含四个六方环的结构，不同的几何形状。我们描述的电子结构的电荷中性或掺杂纳米片使用紧束缚近似与哈伯德项，这是治疗内的分子场近似。我们发现RKKY耦合能量的显著差异，依赖于纳米结构中的磁矩对的位置和边缘形式。对于一个奇数的总电子数的结构中，我们预测在某些情况下，存在的铁磁耦合与领先的一阶微扰贡献，而对于偶数的载流子通常的，二阶机制占主导地位。因此，发现用单个载流子掺杂纳米片能够将耦合从反铁磁性改变为对于某些几何形状的铁磁性。
2011-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Indirect RKKY interaction in armchair graphene nanoribbons
从理论上研究了扶手椅型石墨烯纳米带中磁性在位杂质之间的间接Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）耦合形式。计算是基于一个紧束缚模型与周期性边界条件的有限nanorigin系统。一个显着的Friedel振荡的依赖性的耦合幅度上的杂质的位置内的纳米尺度的量子尺寸效应所造成的被发现和调查。特别是，耦合的距离依赖性进行了分析。对于半导体纳米带，这种依赖性是指数状的，类似于Bloembergen-Rowland相互作用。特别是，对于金属纳米带，有趣的行为被发现为有限长度的系统，其中零能态作出重要贡献的相互作用。在这种情况下，耦合随距离的衰减可以明显更慢。
2012-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant and Oscillatory Junction Magnetoresistance via RKKY-like Spin Coupling in Spin-Gapless Mn$_2$CoAl/SiO$_2$/p-Si Heterostructures
Department of Physics and Astronomy, National Institute of Technology Rourkela（国家技术研究所鲁尔克拉物理与天文学系）
通过 RKKY-like 自旋耦合，在 Mn$_2$CoAl/SiO$_2$/p-Si 异质结构中实现了巨量和振荡的正向结磁电阻，展示了室温自旋选择性传输的潜力。
2026-02-17 cond-mat.mes-hall
RKKY interaction in heavily vacant graphene
干净石墨烯中的狄拉克电子可以介导两个局部磁矩之间的相互作用。原始石墨烯中RKKY相互作用的函数形式由两个主要特征指定：（i）由连接两个谷的波矢量$\vec Q$确定的原子尺度振荡部分。此外，掺杂的另一个较长范围的振荡出现，这是由于存在扩展的费米面，其特征在于由一个单一的动量尺度$k_F$。(ii)$R^α$在大距离上衰减，其中指数$α=-3$是二维未掺杂狄拉克海（具有线性色散关系）的明显特征。在这项工作中，我们研究了几个百分点的空位对上述性质的影响。取决于掺杂水平，如果化学势位于态密度的线性部分，则指数$α$保持接近-3。否则，$α$向更负的值减小，这意味着空位及其位置的随机性的组合效应使得介质的载流子更难介导磁相互作用。添加百分之几的空位减少了RKKY相互作用的原子尺度振荡，这表明母体石墨烯材料的双谷结构被破坏。令人惊讶的是，通过允许化学势变化，我们发现预期由空石墨烯中存在的$k_F$尺度引起的较长范围的振荡不存在。这可能表明通过将石墨烯与空位“合金化”而可能的非费米液体行为。在严重空缺的石墨烯中完全不存在振荡可以被认为是应用的优点，因为交换相互作用的均匀符号对于磁有序是期望的。
2013-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Indirect exchange interaction between magnetic adatoms in graphene
本文对石墨烯中磁性吸附原子间的间接交换作用进行了理论研究。在隧穿哈密顿量的框架中描述了吸附原子与石墨烯片之间的耦合。我们考虑到这种耦合的可能性是共振字符，如果一个束缚态的吸附原子有效地相互作用的连续的二维离域状态在石墨烯。在这种情况下，与Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）理论已知的结果相比，由2D载体介导的吸附原子之间的间接交换似乎显著增强。此外，与共振交换情况下的RKKY计算结果不同，位于不同石墨烯子晶格上的吸附原子之间的磁耦合不会相互抵消。因此，对于磁性吸附原子在石墨烯表面上的随机分布，预期非零磁性相互作用。我们还提出了一个控制的想法，通过驱动隧道耦合的共振和共振的栅极电压。
2015-07-09 cond-mat.mes-hall
RKKY interaction on curved surfaces: Different behavior of Dirac and Schrödinger carriers as interaction mediating particles
研究了曲面上两杂质间的RKKY相互作用。实际弯曲的样品参数被认为是调查曲率，类似于实验观察到的可用的样品，如石墨烯。对于这类二维弯曲系统和两种类型的薛定谔和狄拉克载流子，RKKY相互作用和局域态密度（LDOS）的计算。结果表明，曲面上的RKKY相互作用的强度显着依赖于嵌入在这个表面上的粒子的性质，表明几何形状对薛定谔和狄拉克载流子的动力学有不同的影响。虽然弯曲表面增加了薛定谔型载流子的RKKY相互作用强度，但与平坦样品相比，RKKY相互作用在弯曲表面中降低了Dirac型粒子。这可以被理解为由于弯曲表面而使狄拉克粒子经历的有效磁场重新分级。LDOS和RKKY相互作用之间也存在相关性，这可以通过传导电子密度对这些载流子介导的交换相互作用的影响来解释。
2023-01-13 cond-mat.mes-hall
Fingerprints of tilted Dirac cones on the RKKY exchange interaction in 8-Pmmn Borophene
从理论上研究了二维多晶型硼原子中各向异性Dirac锥对Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）交换作用的间接影响.与各向同性非倾斜狄拉克材料-石墨烯的情况不同，在这里，我们观察到狄拉克锥的倾斜在振荡频率的抑制方面对RKKY交换相互作用表现出显着的影响。其原因可以归结为费米能级和态密度随倾斜参数的变化。因此，直接测量RKKY相互作用的周期可能是与倾斜狄拉克锥相关的倾斜参数的一个可能的探针。我们还得到了RKKY交换相互作用的方向依赖的解析表达式，Meijer G函数。然而，由于狄拉克锥的倾斜对RKKY相互作用的影响取决于两个磁性杂质相对于倾斜方向的空间排列。
2019-04-22 cond-mat.mes-hall
Local defects and ferromagnetism in graphene layers
我们研究了石墨烯平面中晶格缺陷引起的电子结构的变化。在许多情况下，晶格畸变引起费米能级的局域态。电子-电子相互作用导致局域矩的存在。由于石墨烯的半金属性质，这些磁矩之间的RKKY相互作用总是铁磁性的
2005-05-23 cond-mat.mes-hall
Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida interaction in biased bilayer graphene
我们研究了双层石墨烯上两个接触磁性杂质之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用。我们计算介导的原始和偏置的BLG以及掺杂系统的传导电子的载流子的相互作用。结果是从线性响应表达式的磁化率写在积分格点格林函数。对于无偏系统，我们得到了Meijer G函数的解析表达式，它由两个振荡项的乘积组成，一个振荡项来自两个Dirac点之间的干涉，另一个振荡项来自Fermi动量。特别是，对于未掺杂的BLG，该系统表现出RKKY相互作用相称的二分性质预期从系统的粒子-空穴对称性。此外，我们探讨了四带连续模型中的高掺杂BLG系统的RKKY相互作用的振荡拍模式。此外，我们还讨论了用两带模型计算的短程RKKY相互作用与用四带连续模型计算的短程RKKY相互作用之间的差异。数值计算得到了所施加的栅极电压的最终结果，并根据无偏情况下的结果与函数形式进行了拟合。在这种情况下，我们表明，长程行为与依赖于费米能量和栅极电压的动量成比例，允许通过栅极电压调谐RKKY相互作用的可能性。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-spin correlations of magnetic impurities in graphene
利用Anderson模型研究了石墨烯中两个磁性吸附原子杂质之间的相互作用。用量子蒙特卡罗方法数值求解了双杂质Anderson哈密顿量。我们发现杂质间自旋极化率在低温下强烈增强，与著名的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida（RKKY）结果明显不同，该结果衰变为$R^{-3}$。
2014-10-30 cond-mat.mes-hall
Gap-modulated doping effects on indirect exchange interaction between magnetic impurities in graphene
磁性杂质的稀释分布被假定为存在于掺杂的石墨烯中。我们计算了两个磁性杂质之间的相互作用能，这两个磁性杂质通过掺杂的传导电子通过间接交换或Ruderman-Kittel-Kasuva-Yosida（RKKY）相互作用耦合。当前模型是半填充的$AB$晶格结构。我们的计算是基于延迟格点格林函数形式主义的动量-能量空间，这是采用线性响应理论，以确定在坐标空间中的磁化率。当磁性杂质被放置在该结构的$A$和$B$亚晶格位置上时，得到了带隙石墨烯的分析结果。已经发现，由于能隙的存在，这种在确定自旋排序中很重要的相互作用对于掺杂石墨烯中的$AA$和$BB$交换能是显著不同的，并且归因于局部场在$A$和$B$子晶格上不相等的结果。对于掺杂的石墨烯，从铁磁到反铁磁的所有三种RKKY相互作用的振荡随着费米能量的增加而被能隙在幅度和相位上显著修改。另外，$AB$交换能可以通过未掺杂石墨烯的带隙的存在而改变，但由于掺杂的传导电子的主导作用，掺杂的石墨烯不存在带隙。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall
High-frequency rectification in graphene lateral p-n junctions
我们在横向交叉的双梳状石墨烯pn结中观察到直流电流对太赫兹辐射的响应。通过选择性紫外辐照在本征n型外延单层石墨烯中诱导p型掺杂来制备结。光电流表现出很强的极化依赖性，并解释了在pn结的电整流。
2017-11-10 cond-mat.mes-hall
On the Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida interaction in graphene
石墨烯的二维性加上线性能带结构导致Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用的新行为，该相互作用是由主体晶体的电子介导的两个磁矩之间的相互作用。我们从线性响应理论研究这种相互作用。有两种等效的方法，这两种方法都可以用于计算磁化率，一种涉及两个格林函数的乘积的积分，第二种涉及占用和未占用状态之间的激发，这是在Ruderman和Kittel的原始工作中遵循的。与普通二维（2D）金属的$J \propto (2k_FR)^{-2} \sin (2k_FR) $行为不同，石墨烯中的$J$以$1/R^3$的形式脱落，显示出$1 + \cos ((\bm{K}-\bm{K'}).\bm{R})$类型的行为，其中包含两个狄拉克锥之间的干涉项，并且它在某些方向上振荡，而不是其他方向。非常有趣的是，不管任何振荡，石墨烯中的RKKY相互作用对于位于相同子晶格上的磁矩总是铁磁性的，而对于相反子晶格上的磁矩总是反铁磁性的，这是粒子-空穴对称性的结果。
2012-02-13 cond-mat.mes-hall
Controllable spin transport in ferromagnetic graphene junctions
我们研究自旋输运在正常/铁磁/正常石墨烯结的栅电极连接到铁磁石墨烯。我们发现，由于铁磁石墨烯的交换场，通过结的自旋电流相对于铁磁石墨烯中的化学势具有振荡行为，这可以通过栅极电压来调谐。特别地，我们得到了一个可控的自旋电流反转的栅极电压。我们预测的高可控性的自旋输运在铁磁石墨烯结可能有助于自旋电子学的发展。
2008-01-14 cond-mat.mes-hall
All-graphene edge contacts: Electrical resistance of graphene T-junctions
使用从头算方法，我们调查的可能性，三端石墨烯“T型结”的设备，并表明，这些所有的石墨烯边缘接触是积极可行的，当1D接口本身是免费的外来原子。我们研究各种结结构的原子尺度几何形状的函数的能量。三端平衡格林函数被用来确定系统的透射光谱和接触电阻。我们发现最对称的结构具有显著的结合能，并且我们确定结中的接触电阻在1-10千欧姆的范围内，这与边缘接触的石墨烯-金属接触所报道的最佳接触电阻相当。我们的结论是，进行全碳T型接头应该是可行的。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall
Seebeck effect in the graphene-superconductor junction
在扩展的Blonder-Tinkham-Klapwijk公式中分析了石墨烯-超导体（GS）结的热电势。在此基础上，我们还计算了GS结零偏压电导的温度依赖性。这两个量都反映了石墨烯中无质量狄拉克费米子的准相对论性质。这两个，线性和非线性政权被认为是。
2013-05-07 cond-mat.mes-hall
Caustics due to Negative Refractive Index in Circular Graphene p-n Junctions
我们发现，波函数在圆形石墨烯pn结中形成焦散线，在几何光学的框架下，可以用负折射率来解释。
2007-06-27 cond-mat.mes-hall
Enhanced thermoelectric figure of merit in vertical graphene junctions
在这项工作中，我们研究了由两个部分重叠的石墨烯片在交叉平面方向上相互耦合组成的结的热电性能。结果表明，由于石墨烯层之间的弱范德华相互作用，在这些结中的声子电导强烈减少，相比于单石墨烯层结构，而它们的电性能受到微弱的影响。通过利用这种效应，我们证明了在室温下，在由带隙石墨烯材料制成的结中，例如石墨烯纳米带和石墨烯纳米网，热电优值可以达到高于1的值。还讨论了热电性能对结长的依赖关系。因此，该理论研究提出了一种有效的方法来提高石墨烯器件的热电效率。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall
Josephson effect in Graphene SNS Junction with a Single Localized Defect
缺陷本质上改变了石墨烯的电子输运性质。最近的实验报告的石墨烯作为结的可能应用的动机，我们研究了输运性质的石墨烯为基础的结与单一的本地化缺陷。我们解决了Dirac-Bogoliubov-de-Gennes方程与一个单一的局域缺陷超导体正常（石墨烯）超导体（SNS）结。我们考虑了在脏极限下，通过带有重掺杂s波超导电极的未掺杂石墨烯带的隧穿电导和约瑟夫森电流的性质。我们发现，Andreev束缚态的光谱的存在下，在单一的局域缺陷的体积和最小的隧道电导保持不变的修改。约瑟夫森结呈现符号振荡。
2010-06-07 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
Ideal Graphene/Silicon Schottky Junction Diodes
对半导体器件的正确理解始于金属-半导体界面。金属/半导体界面本身也可以是一个重要的器件，因为肖特基结通常在半导体中的掺杂较低时形成。在这里，我们扩展了金属硅肖特基结的分析，通过使用石墨烯，一个原子级薄的半金属。我们表明，需要一个全新的传输模型来描述石墨烯-硅肖特基结。虽然电流-电压行为遵循著名的理想二极管行为，但二极管特性的细节最好由Landauer输运形式主义表征，这表明石墨烯的注入速率最终决定了这种新肖特基结的输运特性。
2014-05-15 cond-mat.mes-hall
Effect of interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction in spin dynamics of an Antiferromagnet coupled Ferromagnetic double-barrier Magnetic Tunnel Junction
本文通过 LLGS 方程研究 SAFM/HM/FM 双势垒磁隧道结中 iDMI、RKKYI、Néel 场和 SOC 对自旋动力学的影响，揭示了不同参数条件下振荡、混沌和分岔行为的转变规律，并发现增大 iDMI 可提高磁振子寿命。
2023-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance asymmetry of graphene pn junction
我们使用非平衡格林函数（NEGF）方法在弹道极限下提供石墨烯PN结电导的定量描述-石墨烯电子器件的重要构建块。在本文中，最近的实验石墨烯结解释的弹道输运模型，但只有当有限的结过渡宽度，DW，占。特别是，实验观察到的anamolous增加在低源极/漏极电荷密度条件下的nn和np结之间的电阻不对称性也定量捕获我们的模型。鉴于在电子聚焦等应用中对尖锐结的要求，我们还研究了Dw小的情况下的PN结电导，发现波函数失配（所谓的伪自旋）在尖锐PN结中起着重要作用。
2009-06-05 cond-mat.mes-hall
Veselago Lens for Electrons: Focusing and Caustics in Graphene p-n Junctions
预测了石墨烯中单个\textit{p-n}结对电流的聚焦。我们表明，精确的聚焦可以通过微调的n-和p-侧的结上的载流子的密度相等的值，而在具有不同密度的结中的电流分布类似于光学焦散。这一发现可用于在石墨烯基晶体管中使用栅控\textit{n-p-n}结的电子透镜和聚焦分束器的工程设计中。
2007-03-15 cond-mat.mes-hall
Inhibiting Klein tunneling in graphene p-n junction without an external magnetic field
我们通过第一性原理计算研究了吸附在石墨烯上的有机分子（F4 TCNQ）的密集岛。我们发现，在电子掺杂的情况下，岛自然地在石墨烯片中形成pn结。例如，每平方厘米约3 * 10^{13}个电子的掺杂水平导致静电势垒为800 meV的pn结。与石墨烯中的常规pn结不同，在由吸附的有机分子岛形成的结的情况下，我们预期即使没有施加外部磁场，克莱因隧穿也被抑制。在这里，克莱因隧穿被掺杂后自发发生在分子岛中的铁磁顺序抑制。我们估计石墨烯片中的磁势垒约为10 mT。
2016-02-19 cond-mat.mes-hall
Fermionic Lensing in Smooth Graphene P-N Junctions
电子波在石墨烯pn结中的聚焦是费米子负折射的显著表现。我们分析了光滑pn结中的透镜效应，发现它与以前研究的尖锐pn结中的透镜效应在几个有趣的方面不同。最重要的是，虽然整体负折射行为保持不变，但由于结中的克莱因隧穿，焦点处的图像经历了额外的加宽。我们开发了一个理论的图像加宽和估计实际感兴趣的系统参数值的影响。
2016-10-01 cond-mat.mes-hall
Single-Particle Tunneling in Doped Graphene-Insulator-Graphene Junctions
从理论上研究了n-和p-掺杂石墨烯之间形成的隧道结的特性。评价在石墨烯的二维电子状态之间流动的单粒子隧道电流（2D-2D隧道效应）。在使两个电极的狄拉克点对准的电压偏置下，产生大的谐振电流峰值。这个峰值的幅度和宽度的计算，并讨论其用于设备。讨论了石墨烯电极的旋转取向和石墨烯的结构完整性的影响。
2011-10-25 cond-mat.mes-hall
Contact-less characterizations of encapsulated graphene p-n junctions
接触电极的影响会阻碍石墨烯器件的固有特性。在这里，我们电容耦合石墨烯设备超导谐振电路和观察清晰的变化，在谐振频率和宽度源自石墨烯的内部电荷动力学。这使得我们能够在不需要电接触的情况下提取石墨烯pn结中的态密度和电荷弛豫电阻。所提出的表征为石墨烯纳米电路的快速、灵敏和非侵入性测量铺平了道路。
2017-02-07 cond-mat.mes-hall
