Landau levels of single layer and bilayer phosphorene
在这项工作中，我们介绍了一个低能量的哈密顿单层和双层黑磷，描述了在附近的伽马点的电子状态。该模型是基于最近提出的紧束缚描述的电子和空穴带接近费米能级。我们计算的朗道能级谱作为磁场的函数的表达式，并在双层黑磷的情况下，我们调查的电子带隙上的外部偏压的效果。结果表明，黑磷的高度各向异性的字符，特别是双层BP，偏置的存在下允许场诱导的超导体-金属过渡。
2015-04-09 cond-mat.mes-hall
Temperature-dependent collective effects for silicene, germanene and monolayer black phosphorus
我们数值计算了新发现的硅烯，锗烯和黑磷（BP）的电子交换，相关能和动态极化函数，由元素磷原子的褶皱层组成，拓宽了二维（2D）材料在不同温度下的范围。事实上，单层BP，由机械和液体剥离技术，已被预测为具有大的能量分裂1.6 eV的准粒子能带结构的绝缘体。我们比较了这些能量对化学势、场致能隙和温度的依赖性，并得出结论，在许多情况下，它们的性质相似，即，随着掺杂而增加，在升高的温度下显著降低，并且在各种温度下显示出对不对称间隙的不同依赖性。此外，我们使用的动力学极化率，调查新的“分裂”等离子体激元分支的褶皱晶格和预测一个独特的分裂，不同的带隙的石墨烯，为各种能隙。我们的研究结果对于刺激这些新材料的电子，传输和集体研究，以及增强硅基制造和光电子器件和晶体管器件技术至关重要。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall
The diverse magneto-optical selection rules in bilayer black phosphorus
采用广义紧束缚模型和梯度近似研究了双层磷烯的磁光性质。垂直的朗道能级间跃迁对极化方向敏感，主要由不同子晶格上子包络函数的空间对称性决定。各向异性激发强烈地依赖于电场和磁场。垂直均匀电场可使对称吸收峰的选择规则、频率、强度、数目和形式发生很大变化。特别是，不寻常的磁光特性出现在临界场之外，这是由于朗道能级的两个子组与主模和侧模。这些丰富而独特的磁吸收谱是由于几何结构、多层内和层间跳跃积分以及复合外场之间的密切关系而产生的。
2018-01-07 cond-mat.mes-hall
Highly Anisotropic and Robust Excitons in Monolayer Black Phosphorus
半金属石墨烯和半导体单层过渡金属二硫属化合物（TMDC）是近年来研究最多的二维（2D）材料。近年来，黑磷材料由于具有可调的直接带隙、高载流子迁移率和显著的面内各向异性电学、光学和声子性质而成为一种很有前途的新型二维材料。然而，目前的进展主要限于其薄膜形式，其在真正的二维量子限制的独特性质尚未得到证明。在这里，我们揭示了高度各向异性和紧密结合的激子在单层黑磷在室温下使用偏振分辨光致发光测量。我们发现，无论激发激光偏振，从单层的发射光是线性偏振沿光有效质量方向和中心约1.3 eV，一个明确的签名，从高度各向异性的明亮激子的发射。此外，光致发光激发光谱表明准粒子带隙为2.2 eV，从中我们估计激子结合能约为0.9 eV，与基于第一性原理的理论结果一致。实验观察到的具有极大结合能的高度各向异性的明亮激子不仅为这种不寻常的二维材料中的多电子效应的未来探索开辟了道路，而且还表明了光电子器件如片上红外线源的光明前景。
2014-11-06 cond-mat.mes-hall
Tuning electrical and optical anisotropy of a monolayer black phosphorus magnetic superlattice
从理论上研究了调制周期性垂直磁场对单层黑磷（磷烯）电子态和光吸收谱的影响。我们证明了不同的磷烯磁超晶格（PMS）取向可以产生不同的能谱，即，调谐固有电子各向异性。Rashba自旋轨道耦合（RSOC）将在该磷烯磁性超晶格中发展自旋分裂能量色散。各向异性的动量相关的载流子分布沿/垂直于磁条的证明，和这些奇异的属性，通过调整超晶格的几何形状，磁场和RSOC项（通过外部电场）的操纵系统地解决。相应地，我们在基态电子-空穴对跃迁速率谱和PMS取向依赖的各向异性光吸收谱中发现了亮-暗跃迁。这一特性为我们利用磁超晶格结构对磷烯的电子各向异性进行调制以及利用光学技术检测这种调制能力提供了一种可行的方法。
2017-11-07 cond-mat.mes-hall
High-efficiency photoelectric detector based on a p-n homojunction of monolayer black phosphorus
本文通过非平衡格林函数与密度泛函理论，研究单层黑磷横向p-n同质结的高效光伏效应，发现其褶皱结构和内建电场可显著增强宽能量范围光电流，并可从偏振角分布读取轨道信息，为高效光电探测和轨道分辨光伏检测提供新思路。
2023-08-13 cond-mat.mes-hall
Prediction of above $20$ K superconductivity of blue phosphorus bilayer with metal intercalations
第一性原理计算预测单层蓝磷是磷的另一种二维同素异形体，就像最近发现的单层黑磷一样。由于其独特的晶体结构和电子结构，蓝磷可能是一个有前途的候选人作为BCS超导体适当的嵌入。本研究利用第一性原理计算确定了一些碱金属和碱土金属在蓝-P双层膜中的有利嵌入位置，改变了双层膜的堆积构型。然后，由于电荷从金属转移到磷，蓝磷双层从半导体转变为金属。由于强的电子-声子耦合，诱导出各向同性超导态，计算出Li-、Na-和Mg-嵌入的相变温度分别为$20.4$、$20.1$和$14.4$ K，优于其它预测或实验观察到的二维BCS超导体.
2016-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Aharonov-Bohm effect in monolayer black phosphorus (phosphorene) nanorings
本文从理论上证明了单层磷烯纳米环（PNR）中的Aharonov-Bohm（AB）效应。采用原子量子输运模拟方法研究了多调制源对样品电导的影响。在垂直磁场作用下，我们发现扶手椅型和锯齿型PNR的电导都在低能窗口内周期性振荡，这是AB效应的一种表现。我们的数值计算结果揭示了锯齿形PNR中的巨磁电阻（MR）（最大值接近200%）。这归因于AB效应在第二子带底部以下的宽能量范围内诱导的相消干涉相位。我们还表明，PNR电导是高度各向异性的，提供了一种额外的方式来调制MR。在PNR中的巨MR保持在室温下的热加宽效应的存在下。
2017-05-13 cond-mat.mes-hall
Strongly anisotropic RKKY interaction in monolayer black phosphorus
本文从理论上研究了二维黑磷分子中Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用。在低空穴掺杂水平下，由于近价带平坦，RKKY相互作用显著增强。值得注意的是，对于空穴掺杂的磷烯，最高的RKKY相互作用发生在两个杂质位于沿锯齿形方向，并随着改变方向从锯齿形到扶手椅方向趋于最小值。结果表明，这种相互作用是高度各向异性的，并且两个磁性吸附原子的基态可以通过改变杂质的转动组态来调节。由于各向异性带色散，相对于旋转角度的振荡行为由$\sin(2k_{\rm F}R)$很好地描述，其中费米波长$k_{\rm F}$在不同方向上变化。我们还发现RKKY振荡的尾部在大距离处以$1/R^2$的形式脱落。
2017-12-24 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional disorder in black phosphorus and monochalcogenide monolayers
具有块状{ \em Pnma}结构的脊状正交二维原子晶体，例如黑磷和单硫属化物单层，是用于许多应用的令人兴奋的新颖材料平台。对于它们的结晶度，这些材料的单层具有四重简并结构基态，并且单个能量标度$E_C$（表示沿着$x-$或$y-$方向切换较长晶格矢量所需的弹性能量）确定这些单层在有限温度下的无序程度。当系统被热激发超过与$E_C/k_B$成比例的临界温度$T_c$时，最近的相邻原子变得温和地重新分配时，就会出现无序。$E_C$可通过化学组成调节，并将这些材料分为两类：（i）具有$E_C\ge k_BT_m$的材料，和（ii）具有$k_BT_m>E_C\ge 0$的材料，其中$T_m$是给定材料的熔融温度。黑磷和SiS单层属于类别（i）：这些材料不显示中间有序-无序转变并且直接熔化。所有其他具有属于类别（ii）的$E_C>0$的单硫属化物单层在熔化之前将经历二维转变。对于GeS和GeSe，$E_C/k_B$略大于室温，而对于SnS和SnSe单层，$E_C/k_B$小于300 K，使得这些材料在室温附近转变。这个通用的原子现象的发病被捕获的平面波茨模型的有序-无序过渡。在这里描述的二维中的有序-无序相变是在本体层状SnSe的上下文中讨论的{ \em Cmcm}相的起源处。
2016-03-03 cond-mat.mes-hall
Performance Analysis of uniaxially strained Monolayer Black Phosphorus and Blue Phosphorus n-MOSFET and p-MOSFET
在这项工作中，我们提出了一个计算研究的可能性应变工程在单层黑磷（黑P）和蓝磷（蓝P）的MOSFET。利用密度泛函理论中的广义梯度近似（GGA）计算了器件的能带结构、载流子有效质量、能带极值处的载流子密度等材料特性，并利用自洽非平衡格林函数（NEGF）模拟了器件的输出特性、导通电流、击穿电压等性能指标。这种应变黑色P和蓝色P基MOSFET。我们的模拟表明，蓝色P中的载流子有效质量对Z字形和扶手椅方向上施加的应变更敏感。蓝P在n-MOS和p-MOS的应变工程中更敏感。除了在扶手椅方向上具有应变的黑色P基FET之外，总体上蓝色P（黑色P）n-MOSFET（p-MOSFET）在传输方向上具有拉伸（压缩）应变的情况下显示出性能的中度至显著的改善。
2016-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical manipulation of valley coherence via Landau level transitions in black phosphorus and WTe2 monolayers
School of Science, Tianjin University of Commerce（天津商业大学理学院）；Hunan Provincial Key Laboratory of Intelligent Sensors and Advanced Sensor Materials, School of Physics and Electronics Science, Hunan University of Science and Technology（湖南科技大学物理与电子科学学院）
本文通过黑磷和WTe2单层的Landau能级跃迁操控谷相干性，显著增强谷量子干涉并展现独特的光谱特征。
2026-03-09 cond-mat.mes-hall
Simulated scanning tunneling microscopy images of few-layer-phosphorus capped by graphene and hexagonal boron nitride monolayers
元素磷被认为具有几种稳定的同素异形体，其在能量上接近简并，但具有化学反应性。为了防止在环境条件下的化学降解，这些结构可以被六方氮化硼（{ \em h}-BN）或石墨烯的单层覆盖。我们进行{ \em ab initio}密度泛函计算来模拟磷的不同层状同素异形体的扫描隧道显微镜（STM）图像，并研究覆盖层对这些图像的影响。我们发现，绝缘{ \em h}-BN的保护性单层允许区分下面的磷的不同结构相，即使图像仅通过看起来透明的氮原子过滤。对于被半金属石墨烯覆盖的磷膜来说，这种区别是不可能的。我们的研究结果表明，STM的真实空间成像能力不会受到所选择的保护磷表面的覆盖层的阻碍。
2015-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High thermoelectric performance in the hexagonal bilayer structure consisting of light boron and phosphorus elements
二维层状材料由于其特殊的物理和化学性质而引起了人们的极大关注。采用第一性原理计算和玻尔兹曼输运理论，在电子-声子耦合的框架下处理载流子弛豫时间，对磷化硼（BP）双层膜的热电性质进行了精确的预测.结果表明，BP双层结构的晶格热导率比单层结构的晶格热导率低得多，这是由于范德华相互作用的存在。另一方面，石墨烯类BP双层显示出非常高的载流子迁移率，具有0.88 eV的中等带隙。因此，在1200 K下沿着x方向可以实现约1.8的最大p型ZT值，这对于仅由轻元素组成的系统是惊人的高。此外，我们获得了几乎相同的p型和n型ZT的~1.6沿y方向，这是非常理想的热电模块的制造具有比较的效率。总的来说，这些发现表明了含有地球丰富元素的层状结构在环境友好型热电应用中的巨大优势。
2018-11-08 cond-mat.mes-hall
Rectifying properties in 90° rotated bilayer black phosphorus nanojunction: A first principle study
我们探讨了使用范德华键合异质结构堆叠在一起的二维双层黑磷（BP）的纳米器件应用的可能性。用密度泛函理论研究了BP在AA堆积和90°扭曲时的电子性质。此外，我们研究了BP的均匀纳米结结构，以利用其各向异性特性。使用第一原理模拟与NEGF方法，我们计算的纳米结设置的量子输运性质。在不同的设置层间方向依赖的电流特性进行了解释。我们的结果表明，90°扭曲纳米结器件将是一个潜在的整流器，尽管没有pn结特性，只是由于材料的本征各向异性，使隧道扶手椅和扶手椅方向的BP片之间的不对称。
2018-11-08 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Plasmons and screening in monolayer and multilayer black phosphorus
黑磷显示出高度的能带各向异性。然而，我们发现，它的面内静态屏蔽仍然是相对各向同性的动量相关的弹性长程散射过程。另一方面，系统中的集体电子激发表现出很强的各向异性。带的非抛物线性导致等离子体频率，其按$n^β$和$β<\tfrac{1}{2}$缩放，其中$n^β$是载流子浓度。屏蔽和电荷分布的面外方向也研究了使用非线性的M-Fermi模型。
2014-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle band structure and tight-binding model for single- and bilayer black phosphorus
通过进行\emph{ab initio}计算一至四层黑磷的$GW$近似，我们得到了显着的差异，在带隙（$\sim$ 1.5 eV），这是符合最近的实验数据。结果进行了分析的四带紧束缚模型，它给出了准确的描述的单，双层能带结构附近的带隙，并揭示了层间跳跃的重要作用，这是很大程度上负责所获得的间隙差。
2014-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Screening and plasmons in pure and disordered single- and bilayer black phosphorus
在低能连续近似下，我们研究了无序单层和双层黑磷的集体等离子体激元激发和屏蔽。磷烯的动力学极化率计算使用紧束缚模型，适当占能带结构在较宽的能量范围内。电子-电子相互作用被认为是在随机相位近似。由于不同种类的障碍，如共振散射体和长程无序势的等离子体激元模式的阻尼进行了分析。我们进一步表明，施加垂直于双层磷烯的电场可以用来调整等离子体激元模式的色散。对于足够大的电场，双层BP进入一个拓扑相的特征等离子体光谱，这是在扶手椅方向的缺口。
2015-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Remarkable effect of stacking on the electronic and optical properties of few layer black phosphorus
采用密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究了双层和三层黑磷的堆积层数和堆积类型对其电子和光学性质的影响.我们发现，包括许多身体效应（即，电子-电子和电子-空穴相互作用）强烈地改变了黑磷的电子和光学性质。虽然三层黑磷具有特定的堆叠类型被发现是一种金属，通过使用半局域泛函，它被预测为具有0.82 eV的电子带隙时，多体效应被考虑在内的G 0 W 0计划。虽然不同的堆叠类型导致类似的能量，带隙的大小和双层和三层磷烯的光学响应是非常敏感的层数和堆叠类型。无论层数和堆叠类型如何，双层和三层黑磷都是直接带隙半导体，其带隙在0.3 eV的范围内变化。双层和三层黑磷中不同于基态结构的堆积效应显著地改变了锯齿形方向上的价带，导致更大的空穴有效质量。双层（三层）黑磷的光学带隙在改变堆叠类型时变化0.4（0.6）eV。由于强的层间相互作用，一些堆叠阻碍了观察准粒子带隙内束缚激子的光激发。在其他堆叠中，束缚激子的结合能几乎不随堆叠类型而变化，并且发现双层（三层）磷的结合能为0.44（0.30）eV。
2015-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric field induced gap modification in ultrathin blue phosphorous
我们研究了在最近预测的二维层状形式的蓝磷中通过垂直于层施加的电场（E $_z$）进行能带结构工程的可能性。利用密度泛函理论，我们研究了横向电场对蓝磷单层结构以及三种不同双层结构的影响。我们发现，对于E $_z > 0.2$ V/V，$Γ$点处的直接能隙远大于单层和双层蓝磷的默认间接能隙，随着电场的增加而线性减小;变得与单层在E $_z \approx 0.45 (0.35)$ V/V下的默认间接带隙相当（双层），并进一步降低，直到2D蓝磷的半导体到金属转变发生在单层（双层）的E $_z\approx 0.7 (0.5)$ V/V。电子和空穴的有效质量的计算值沿不同的高对称方向的倒易晶格表明，电荷载流子的迁移率也受到所施加的电场。
2015-03-18 cond-mat.mes-hall
Inverse Funnel Effect of Excitons in Strained Black Phosphorus
我们研究了应变对单层（磷烯）和少层黑磷（BP）中Wannier激子的性质和动力学的影响，由于其高迁移率，机械强度和应变可调的直接带隙，黑磷是一种很有前途的二维光电应用材料。我们将结果与二硫化钼（MoS $_2$）单层的情况进行比较。我们发现，所谓的漏斗效应，即通过非均匀应变控制激子运动的可能性，是强得多，在少层BP比在MoS $_2$单层，关键是，是相反的符号。与在MoS $_2$中激子在高拉伸应变区域周围各向同性积累不同，BP中激子被推离所述区域。此外，这种\emph{inverse}漏斗效应是高度各向异性的，沿着扶手椅晶体学方向具有大得多的漏斗距离，导致激子流的定向聚焦。强大的反漏斗效应可以使漏斗太阳能电池的设计更简单，并为操纵和收集光提供新的可能性。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall
Transport and Optical Properties of Single- and Bilayer Black Phosphorus with Defects
利用紧束缚传播方法研究了具有短程和长程缺陷的单层和双层黑磷的电子和光学性质。这两种类型的缺陷状态是本地化的，并引起导电状态的强烈散射，显着降低了载流子迁移率。与原始样品的性质相反，由于缺陷的各向同性性质，缺陷引起的光激发的各向异性被抑制。我们还研究了朗道能级谱和磁光电导率，发现即使在低缺陷浓度下，离散朗道能级也是次线性地依赖于磁场和能级指数。
2015-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Prediction of hyperbolic exciton-polaritons in monolayer black phosphorus
双曲极化激元具有很大的光子态密度，并且在一定的传播方向上可以被准直。大多数双曲极化激元在人造超材料中得以维持。然而，自然存在的双曲材料也存在。特别地，层状材料中的自然面内双曲极化激元已在MoO 3和WTe 2中得到证实，它们分别基于声子和等离子体共振。在这里，通过确定各向异性的光学电导率（介电函数），通过光学光谱，我们预测，单层黑磷自然主机双曲激子极化激元由于显着的面内各向异性和强激子共振。在反射光谱中，我们同时观察到高质量单层样品中强而尖锐的基态激子峰和较弱的激发态，这使我们能够确定激子结合能为~452 meV。我们的工作为平面内自然双曲极化激元提供了另一个有吸引力的平台，它是基于激子而不是声子或等离子体激元。
2021-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An equivalence between monolayer and bilayer honeycomb lattices
在这份简短的报告中，我们展示了单层和双层蜂窝晶格的紧束缚描述之间的等价性。在适当的第三近邻耦合值下，单层的哈密顿量等价于存在三角形翘曲的双层的低能有效哈密顿量。一个简单的物理参数来解释这种对应关系。
2012-05-20 cond-mat.mes-hall
Gate Switchable Transport and Optical Anisotropy in 90° Twisted Bilayer Black Phosphorus
各向异性描述了材料性质的方向依赖性，例如传输和光学响应。在传统的块体材料中，各向异性本质上与晶体结构相关，因此不能通过现代电子学中使用的选通技术进行调节。在这里，我们表明，在双层黑磷与层间扭转角为90°，其电子结构和光学跃迁的各向异性是可调的门控。使用第一性原理计算，我们预测，一个实验室可访问的栅极电压可以诱导一个空穴的有效质量是30倍沿笛卡尔轴比沿其他轴，和两个轴可以通过翻转栅极电压的符号交换。这种门控能带结构还导致可切换的光学线性二向色性，其中最低能量光学跃迁（吸收或发光）的偏振可通过门控来调谐。因此，各向异性是扭曲双层黑磷中的可调自由度。
2017-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electronic Structure of Monolayer and Bilayer Black Phosphorus with Charged Defects
我们用原子论方法研究了单层和双层黑磷在带电缺陷附近的电子性质。特别是，我们结合屏蔽缺陷势从第一性原理线性响应理论与大规模的紧束缚模拟计算的波函数和能量的束缚受体和供体状态。由于各向异性的能带结构，这些系统中的缺陷态形成了扭曲的类氢轨道，其有序性与各向同性材料不同。对于单分子膜，我们研究了在实验装置中的缺陷高度和衬底的介电常数的带电吸附物的结合能的依赖关系。我们还比较了我们的结果，各向异性的有效质量模型，并找到定量和定性的差异时，带电的缺陷是接近黑磷或从基板的屏蔽是弱的。对于双层，我们比较了带电吸附物和带电嵌入物的结果，发现嵌入物诱导更突出的次峰的局部态密度，因为它们强烈地与两层上的电子态相互作用。这些新的见解可以直接在扫描隧道光谱测量中进行测试，并能够详细了解库仑杂质在电子器件中的作用。
2021-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge State and Intrinsic Hole Doping in Bilayer Phosphorene
本文用Harrison提出的简单LCAO模型，定性地研究了黑磷层状晶体的单元结构--双层磷烯的边缘态。该模型成功地再现了单层磷烯体隙中的孤立边缘态。而在双层磷烯中，边缘态几乎被埋在价带中，在锯齿形边缘没有孤立的中隙边缘态。由于埋置的边缘态作为受体，空穴从边缘态掺杂到体中。这给出了未掺杂黑磷中p型导电的可能解释。在垂直电场作用下，由于部分边缘态进入带隙，降低了本征空穴掺杂。双层磷烯的这些特征可能更适合于器件应用。
2014-10-29 cond-mat.mes-hall
Proximity effects in graphene on monolayers of transition-metal phosphorus trichalcogenides MPX$_3$
采用第一性原理计算研究了石墨烯在一系列二维磁性过渡金属三硫属磷单分子膜MPX $_3$（M={Mn，Fe，Ni，Co}，X={S，Se}）上的电子能带结构.采用基于量子力学的模型哈密顿量从邻近化的石墨烯的低能狄拉克带提取轨道参数和亚晶格分辨的邻近诱导的交换耦合（$λ_{\textrm{ex}}^\textrm{A}$和$λ_{\textrm{ex}}^\textrm{B}$）。根据MPX $_3$层的磁相（铁磁和三个反铁磁层），可以实现完全不同的狄拉克色散，交换分裂范围从0到10 meV。令人惊讶的是，交换耦合的大小不仅取决于磁相位，而且还取决于全局符号和类型。重要的是，可以在石墨烯中实现均匀（$λ_{\textrm{ex}}^\textrm{A} \approx λ_{\textrm{ex}}^\textrm{B}$）和交错（$λ_{\textrm{ex}}^\textrm{A} \approx -λ_{\textrm{ex}}^\textrm{B}$）交换耦合。从选定的情况下，我们发现，层间距离，以及横向电场是有效的调谐旋钮的狄拉克带的交换分裂。更具体地说，仅将层间距离减小约10%，就发现邻近交换的巨大5倍增强，而施加几V/nm的电场，提供了百分之几十的邻近交换的可调谐性。我们还研究了Hubbard $U$参数的依赖性，发现它是弱的。此外，我们发现，SOC上的近似狄拉克色散的影…
2022-07-21 cond-mat.mes-hall
Electron Tunneling in Monolayer and Bilayer Graphene
利用全紧束缚模型研究了单层和双层石墨烯晶格中电子隧穿势垒的行为。重点讨论了共振隧穿特性和谷间散射几率。结果表明，单层和双层石墨烯的垂直入射透射概率表现出不同的性质。计算结果表明，石墨烯体系中的谷电子可以通过改变外电势的结构参数来检测、产生和控制。
2008-08-22 cond-mat.mes-hall
Plasmon modes in monolayer and double-layer black phosphorus under applied uniaxial strain
本文利用线弹性理论研究了在长波范围内，施加面内单轴应变对单层、双层和双层磷烯结构等离子体激元色散的影响。在低能量极限下，这些效应可以通过沿扶手椅和Z字形方向的各向异性能带的曲率变化来建模。我们推导出单轴应变下的等离子体激元模式的解析关系，并表明所施加的应变的方向是很重要的。此外，我们观察到沿扶手椅方向，等离子体色散随应变的变化是不同的，比沿锯齿形方向的变化大。利用两层磷烯系统的解析关系，我们发现层的应变依赖的取向因子可以被认为是一种手段来控制等离子体激元能量的变化。此外，我们的研究表明，等离子体激元集体模式更受影响时，应变相等地施加到层的情况下，其中应变不对称地施加到层。我们还计算了应变对双层磷烯结构中的拖曳电阻率的影响，并得到了等离子体激元激发的变化，由于施加的应变，是主要负责预测的结果。这一研究可以很容易地推广到其他各向异性二维材料。
2017-10-21 cond-mat.mes-hall
Green functions of electrons in monolayer and bilayer graphene in a magnetic field
利用Whittaker函数，得到了磁场作用下电子在单层和双层石墨烯中运动的稳态二维二分量薛定谔方程的格林函数的封闭表达式.
2011-02-16 cond-mat.mes-hall
Energy levels of monolayer -- AA-stacked bilayer graphene quantum dots
本文研究了由单层石墨烯的圆形量子点和无限单层石墨烯的圆形量子点组成的混合系统的能谱电子性质。我们建立了相关的能级和波函数使用连续介质模型和锯齿形边界条件在石墨烯单层-双层界面的分析结果。我们研究了垂直磁场、量子点半径和电场对这两种混合量子点的影响。我们将我们的结果与以前发表的工作进行比较，并探索这种混合系统量子点的潜在用途。
2021-07-29 cond-mat.mes-hall
Unusually stable helical coil allotrope of phosphorus
我们已经确定了一个非常稳定的螺旋线圈磷的同素异形体。我们的从头计算密度泛函理论计算表明，解螺旋，孤立的直一维链是同样稳定的黑磷称为磷烯单层。卷曲趋势和相邻线圈段之间的吸引力为线圈同素异形体增加了约12 meV/原子的额外稳定化能量，其值类似于块状黑磷中约16 meV/原子的层间吸引力。因此，螺旋卷曲结构基本上与黑磷一样稳定，黑磷是迄今为止已知的最稳定的磷同素异形体。在2.4nm的最佳半径下，磷的螺旋线圈可以很好地适应，甚至在宽的碳纳米管内形成。
2016-12-01 cond-mat.mes-hall
Even-odd dependent optical transitions of zigzag monolayer black phosphorus nanoribbons
利用紧束缚（TB）哈密顿量和Kubo公式，解析地研究了黑边磷烯纳米带（ZPNR）的电子结构和光学性质。通过直接求解离散的Schordinger方程，得到了具有$N$数的横向锯齿形原子链的$N$ -ZPNR的能谱和波函数，并根据晶格对称性对本征态进行了分类.在对称性分析和光学跃迁矩阵元解析表达式的基础上，我们得到了ZPNR的光学跃迁选择规则。重要的是，在入射光沿带状线偏振的情况下，我们发现$N$ -ZPNR与偶数或奇数- $N$的光学跃迁选择规则是定性不同的。在说明书中，对于偶$N$ ZPNR，带间（带内）选择规则是$Δn=$奇（偶），因为由于存在$C_{2x}$对称性，对应于导（价）带中的第$n$子带的波函数的奇偶性是$(-1)^{n}[(-1)^{(n+1)}]$.相反，由于不存在$C_{2x}$对称性，所有子带之间的所有光跃迁都是可能的。我们的研究结果对ZPNR的电子态和光学性质有了进一步的了解，这对于解释ZPNR样品的光学实验数据是有用的。
2019-03-10 cond-mat.mes-hall
Transmission through a boundary between monolayer and bilayer graphene
在有效质量模型下，研究了锯齿型和扶手椅型两种边界条件下单层和双层石墨烯之间的电子传输。由于双层石墨烯中存在倏逝波，因此行进模式彼此良好连接。通过边界的透射强烈地依赖于入射角，并且在K点和K'点之间的依赖性相反，导致透射波的谷偏振。
2010-08-26 cond-mat.mes-hall
Engineering nonlinear Hall effect in bilayer graphene/black phosphorus heterostructures
本研究通过堆叠双层石墨烯与黑磷打破对称性，实现了可持续至室温的非线性霍尔效应，并发现其符号反转源于贝里曲率偶极子与外在散射，为非线性量子器件应用提供了新途径。
2025-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge States of Monolayer and Bilayer Graphene Nanoribbons
在紧束缚晶格模型的基础上，研究了单层和双层石墨烯纳米带（GNR）的边缘态。讨论了边跳调制、自旋轨道耦合（SOC）和偏置电压对双层GNRs的影响。我们观察到：（i）通过对单层GNR的边缘跳跃调制，可以产生一些新的额外边缘态。(ii)对于单层和双层GNR，层内Rashba SOC在抑制由本征SOC打开的能隙$E_g$中起作用。几乎线性相关关系，即，（iii）虽然偏置电压有利于无本征SOC的双层石墨烯的体能隙，但它倾向于减小由本征SOC引起的能隙。（iv）对于双层GNR，层间Rashba SOC可以完全破坏量子自旋霍尔效应的拓扑相。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall
Optical third harmonic generation in black phosphorus
我们提出了一种计算三次谐波产生（THG）的两个波段系统使用的长度规范，避免了非物理的分歧，否则存在于三阶电流密度响应的评估。计算适用于散装和单层黑磷（bP）使用非正交紧束缚模型。结果表明，低能量的响应是由混合带内的过程和估计的三次谐波敏感性的大小相媲美的散装bP样品的最近的实验报告。
2017-08-22 cond-mat.mes-hall
Improved Composite-Boson Theory of Monolayer and Bilayer Quantum Hall Ferromagnets
针对单层和双层系统提出了改进的量子霍尔铁磁体复合玻色子理论。在这个方案中，场算符仅仅描述了代表偏离基态的物理自由度。Skyrmions是局限于最低朗道能级的带电激发。通过计算层间相干相中一个skyrmion的激发能，发现层间密度差越大，双层QH态越稳定。
1998-10-01 cond-mat.mes-hall
Control of superconducting pairing symmetries in monolayer black phosphorus
受最近实验进展的启发，我们研究了机械形变对单层黑磷（MBP）超导对对称性的影响。从声子介导的谷间自旋-单重态电子-电子配对出发，利用第一性原理计算得到的实际能带参数，我们证明了在MBP平面内施加弱机械应变可以将超导关联的有效$s$波对称性和$p$波对称性分别转变为有效$d$波对称性和$f$波对称性.这种对对称性变化的预测可能通过角度依赖性高分辨率隧穿光谱、迈斯纳效应和临界温度实验得到证实。通过施加平面机械应变来操纵超导对称类的想法也可以扩展到其他各向异性材料，并且可能有助于提供序参量对称性的重要信息，甚至可能在某些高$T_c$超导体中。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Microscopic theory for electron hydrodynamics in monolayer and bilayer graphene
电子的行为就像一个经典流体的动量分布函数，在空间和时间上变化缓慢时，量子力学载流子-载流子散射占主导地位的所有其他散射过程。最近在单层和双层石墨烯中的实验已经报道了超净设备中这种流体动力学电子行为的签名。在这项理论工作中，从微观处理的电子-电子，电子-声子和电子-杂质的相互作用内的随机相位近似，我们表明，单层和双层石墨烯都主机两个不同的流体动力学制度。我们预测，双层石墨烯的流体动力学窗口比单层石墨烯更强，并且具有与“肺形”相反的特征“V形”。最后，我们崩溃的实验数据到一个普遍的障碍有限的理论，从而证明所观察到的违反Wiedemann-Franz定律在单分子膜中发生在一个政权占主导地位的杂质引起的电子空穴水坑。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall
Magnetoplasmons in monolayer black phosphorus structures
支持深亚波长等离子体模式的二维材料也可以表现出强的磁光响应。本文从理论上研究了中等静磁场作用下单层黑磷结构中的磁等离子体激元。我们考虑三种不同的结构，即，一个连续的BP单层，由一个半无限片形成的边缘，最后，一个三角形的楔形配置。这些结构都表现出强烈的各向异性的磁光响应诱导的外部磁场和BP晶格的固有各向异性。从单层BP的磁光电导率开始，我们推导出所考虑的几何形状的MP的色散关系，使用分析，半分析和数值方法相结合。我们充分表征MP色散和相应的场分布的属性，我们表明，这些结构维持强各向异性的亚波长模式，是高度可调的。我们的研究结果表明，MP在单层BP，其固有的晶格各向异性以及磁致各向异性，持有潜在的可调各向异性材料的操作低于衍射极限，从而铺平了道路，定制的纳米光子器件在纳米尺度。
2019-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electronic properties of monolayer and bilayer graphene
综述了石墨烯中电子的紧束缚模型。我们推导出低能量的哈密顿量，分别支持单层和双层石墨烯中的无质量Dirac类手征费米子和大质量手征费米子，并描述了它们的手征性如何体现在整数量子霍尔效应中观察到的平台序列中。描述了响应于横向电场的双层石墨烯中的可调带隙的开口，并且我们解释了如何使用Hartree理论来开发一个简单的筛选分析模型。
2012-05-22 cond-mat.mes-hall
Effect of a single impurity on the local density of states in monolayer and bilayer graphene
我们使用T矩阵近似来分析局域杂质对单层和双层石墨烯局域态密度的影响。对于单层石墨烯，由结内散射产生的Friedel振荡服从平方反比定律，而结间散射则服从逆定律。在傅里叶变换中，这转化为布里渊区中心的高强度填充圆，以及其拐角周围的空圆形轮廓。对于双层石墨烯，两种类型的振荡都遵循逆定律。
2008-02-21 cond-mat.mes-hall
Fractal Butterflies of Dirac Fermions in Monolayer and Bilayer graphene
我们提出了一个概述的理论理解霍夫施塔特蝴蝶在单层和双层石墨烯。在简要介绍了过去在传统半导体系统中的工作之后，我们讨论了单层和双层石墨烯的新的电子性质，这些性质有助于实验检测能谱的分形性质。我们讨论了石墨烯中莫尔条纹的理论背景。这种模式是决定蝴蝶结构的关键。我们还讨论了电子-电子相互作用在石墨烯蝴蝶图案中的作用。最后，我们讨论了蝴蝶搜索的未来前景，特别是相互作用的狄拉克费米子。
2014-08-19 cond-mat.mes-hall
Anisotropic complex refractive indices of atomically thin materials: determination of the optical constants of few-layer black phosphorus
本文简要回顾了单层过渡金属二硫属化合物和少层黑磷的光学常数的研究，特别强调了复介电函数和折射率。具体地说，我们给出了磷烯和少层黑磷的复折射率的估计。我们从文献报道的差分反射率数据中提取了这种材料的复折射率，采用约束Kramers-Kronig分析。最后，我们用传输矩阵法研究了磷烯嵌入多层膜系统的线性光学响应。
2020-11-03 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in hole-doped transition metal dichalcogenide monolayer and bilayer with the crystal defects
本文研究了空穴掺杂的单层和双层过渡金属双硫族化合物在晶体缺陷存在下的电子自旋弛豫效应。我们考虑现实模型的晶格空位和实际估计的自旋弛豫率使用多轨道紧束缚模型。在单层中，自旋弛豫时间被发现是非常长的动量弛豫时间相比，这是由于这样的事实，即自旋杂化的能带结构被抑制的镜面反射对称性。双层TMD的自旋弛豫时间要短得多，这是由于没有镜像对称性而导致的更强的自旋杂化。
2015-08-24 cond-mat.mes-hall
Interface Landau levels in graphene monolayer-bilayer junction
在有效质量近似下研究了磁场中石墨烯单双层结的电子结构。能谱的特征在于界面朗道能级，即，在边界附近出现局部平坦带，导致局域态密度的一系列特征峰。它们的能量与边界类型无关，如锯齿形或扶手椅形。在原子尺度下，由于扶手椅型边界的谷混合效应，局域态密度呈现凯库勒型，而锯齿型边界的局域态密度不呈现凯库勒型。
2010-08-27 cond-mat.mes-hall
Monolayer and bilayer pentacene on Cu(111)
用扫描隧道显微镜（STM）和光谱学（STS）研究了沉积在Cu（111）表面的并五苯（Pn）的形貌和电子结构。沉积多层然后退火以减少单层的覆盖导致形成两种独特相中的任一种：先前对于任何线性并苯未观察到的2D人字形结构，或“随机平铺”结构。大于单层的覆盖促进双层相的形成，类似于对Pn/Ag（111）观察到的。STS表明，第一层的电子结构被强烈修改，由于其接近基板，而第二层表现出几乎块状的电子结构。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall
Layer-selective chirality switch in bilayer graphene intercalated by Janus monolayers
Institute of Informatics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院信息学研究所）；Faculty of Physics, University of Belgrade（贝尔格莱德大学物理学院）
研究了用Janus单层插入双层石墨烯，通过第一性原理计算等方法，发现能诱导面内Rashba自旋纹理层选择性开关，可独立控制自旋电流方向，为门可调、层选择性自旋电子器件提供了有前途的平台。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall
Ballistic transmission through a graphene bilayer
我们计算了无杂质碳双层（长$L\ll$宽$W$）中（时间平均）电流和散粒噪声的费米能量依赖性，并与已知的单层结果进行了比较。在电荷中性的狄拉克点，双层作为两个独立的单层平行传输：电流和噪声都在单层值的两倍处共振，因此它们的比值（Fano因子）与单层中的值相同1/3，与扩散金属中的值相同。然而，在狄拉克点附近的费米能范围内，这个伪扩散结果成立，在双层中比在单层中小（小一个因子$l_{\perp}/L$，$l_{\perp}$是层间耦合长度）。
2006-12-12 cond-mat.mes-hall
Onset of exciton-exciton annihilation in single layer black phosphorus
利用时间分辨光致发光技术研究了单层黑磷中激子的动力学行为。在低激发密度下，激子动力学成功地描述了双指数衰减。随着激子布居数的增加，快速的非指数分量发展为激子-激子湮灭在高激发条件下接管为主导的复合机制。我们的研究结果确定了注入密度的上限，之后激子-激子湮灭降低了量子产率，这将显着影响基于单层黑磷的发光器件的性能。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall
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
Twisted monolayer and bilayer graphene for vertical tunneling transistors
我们制备了由单层（Gr）和Bernal双层（BGr）石墨烯电极组成的扭曲控制的共振隧穿晶体管，石墨烯电极由一薄层六方氮化硼（hBN）隔开。共振条件是通过紧密对齐石墨烯电极的晶体取向来实现的，这导致在某些偏置电压下隧穿电子的动量守恒。在这样的条件下，可以实现负微分电导（NDC）。面内磁场的应用导致电子在隧穿过程中获得额外的动量，这允许控制共振条件。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall
