Intrinsic Cut-off Frequency in Scaled Graphene Transistors
使用2-D自洽弹道量子输运模拟，我们研究了石墨烯场效应晶体管的短沟道行为及其对器件介电常数和随后的固有截止频率（fT）的影响。尽管对于薄氧化物，fT隧穿与栅极长度成反比，但在关断状态下显著的带间隧穿导致在厚氧化物的情况下偏离该趋势。我们还研究了以增加栅极电容为代价实现更好的静电的效果，并说明这确实可以降低fT。这些考虑因素应该隐含在高频应用的石墨烯晶体管的优化中。
2011-10-27 cond-mat.mes-hall
Towards pristine graphene-metal interface and microstructures: Laser assisted direct patterning on Epitaxial graphene
石墨烯-金属接触电阻由内在和外在因素决定。实际上，狄拉克点附近的态密度瓶颈和石墨烯-金属界面处的载流子反射两者导致高接触电阻。此外，石墨烯表现出平面外导电的绝缘行为。在标准光刻处理期间由光致抗蚀剂残留物或不同吸附物质引入的外部表面污染通过不受控制的掺杂和增加的散射而改变石墨烯的固有性质，这导致高且不一致的接触电阻。在这里，我们展示了飞秒激光辅助直接图案化的石墨烯微结构，使我们能够研究石墨烯-金属界面上的内在和外在影响。我们表明，一个干净的石墨烯-金属界面是不足以获得接触电阻接近固有的限制所设定的量子电阻。我们还证明，与CVD石墨烯不同，在SiC（0001）上生长的石墨烯的情况下，边缘状态传导（或端接触）不是通过金属沉积自发形成的。我们的结论是，对于外延石墨烯，有意的端接触形成是必要的，以获得接近量子接触电阻极限的接触电阻。
2014-11-19 cond-mat.mes-hall
Intrinsic nonlinear Hall effect and gate-switchable Berry curvature sliding in twisted bilayer graphene
本研究在高质量扭曲双层石墨烯中观测到Berry曲率偶极诱导的本征非线性霍尔效应，并利用位移场实现Berry曲率热点滑动及霍尔电压方向、幅度的栅极调控。
2023-08-15 cond-mat.mes-hall
Negligible electronic contribution to heat transfer across intrinsic metal/graphene interfaces
尽管金属接触的高热导率（即，低热阻）对于石墨烯器件的热管理很重要，但先前报道的金属/石墨烯界面的热导率都相对较低，仅为20-40 MW m $^{-2}$ K $^{-1}$。改善金属/石墨烯界面的热导率（$G$）的一种可能途径是通过电子的额外热传导，因为石墨烯可以容易地被金属掺杂。在本文中，我们评估的电子热传导金属/石墨烯界面通过测量Pd/transferred graphene（trG）/Pd界面的热导率，无论是热蒸发或射频（rf）磁控溅射制备，在80至500 K的宽温度范围内。我们发现，对于热蒸发法制备的样品，Pd/trG/Pd的热导率为42 MW m $^{-2}$ K $^{-1}$ .热导率仅微弱地取决于温度，这表明热主要由声子携带穿过本征Pd/石墨烯界面。然而，对于Pd/trG/Pd样品的顶部Pd膜沉积的射频磁控溅射，我们观察到一个显着的增量的热导从42 MW m $^{-2}$ K $^{-1}$的固有值为300 MW m $^{-2}$ K $^{-1}$，和$G$大致成正比于$T$。我们将热导的增强归因于在溅射过程中通过在石墨烯中形成的原子级针孔由电子进行热传输的附加通道。因此，我们得出结论，电子在金属和原始石墨烯的本征界面之间的热传导中起着微不足道的作用，并且电子的贡献只有在石墨烯被损坏时才是实质性的。
2017-05-16 cond-mat.mes-hall
Rashba and intrinsic spin-orbit interactions in biased bilayer graphene
我们调查的影响，内在的自旋轨道和层间和层内Rashba相互作用上的能量谱的无偏或有偏的石墨烯双层。我们发现，在一定的条件下，狄拉克锥形成的抛物线带，它是可能的，以创建一个“墨西哥帽”一样的能量分散在一个无偏的双层。此外，在仅存在层内Rashba相互作用的情况下，K（K '）点分裂成四个不同的点，与单层石墨烯的情况相反，在单层石墨烯中也发生分裂，但这些点处的低能色散保持相同。
2009-11-05 cond-mat.mes-hall
Unified Semi-Classical Description of Intrinsic Spin-Hall Effect in Spintronic, Optical, and Graphene Systems
本文提出了一种半经典的描述内禀自旋霍尔效应（SHE）的方法，它适用于广泛的一类系统。一个启发式的SHE模型的开发，从一个完全量子力学的处理，我们构建一个直观的表达自旋霍尔电流和电导率。我们的方法使透明的物理机制，驱动的效果，并统一的SHE跨几个自旋电子学和光学系统。最后，我们提出了一个类似的效果在双层石墨烯。
2009-03-16 cond-mat.mes-hall
Large photon drag effect of intrinsic graphene induced by plasmonic evanescent field
在等离子体层上石墨烯系统中，预测了无质量狄拉克费米子在本征石墨烯中的大光子拖曳效应。等离激元层中的表面等离激元使光子的波数增大了数百倍。表面等离子体激元的倏逝场在本征石墨烯中产生载流子的定向运动，因为从表面等离子体激元到激发的载流子的大的动量转移。假设表面等离子体激元的面内波长远小于载流子的平均自由程，建立了一个模型哈密顿量。采用摄动法和数值积分相结合的方法求解密度矩阵的时间演化。非对角密度矩阵元素与动量转移导致规范电流，这是光学驱动的宏观直流。研究了激光场入射方向和强度对宏观直流电流的影响。
2016-11-14 cond-mat.mes-hall
Intrinsic and Rashba Spin-orbit Interactions in Graphene Sheets
从微观紧束缚模型出发，利用二阶微扰理论，推导了孤立石墨烯片类Dirac-like低能能带结构中本征能隙和Rashba自旋轨道相互作用能隙的解析表达式. Rashba相互作用参数在原子碳自旋-轨道耦合强度$ξ$中是一阶的，并且在垂直于石墨烯平面的外部电场$E$中是一阶的，而在E=0处存活的固有自旋-轨道相互作用在$ξ$中是二阶的。低能有效哈密顿量中的自旋轨道项具有最近由Kane和Mele提出的形式。进行\textit{Ab initio}电子结构计算作为对紧束缚模型的有效性的部分检查。
2006-10-20 cond-mat.mes-hall
Resonant Tunneling and Intrinsic Bistability in Twisted Graphene Structures
我们预测，扭曲的石墨烯层形成的异质结构中的垂直输运可以表现出独特的双稳态机制。内禀$I$ - $V$特性由共振隧穿和层间电荷耦合引起，从而在顺序隧穿机制中实现多个稳定状态。我们考虑一个简单的三层结构，外层作为源极和漏极，中间层浮置。在偏置下，中间层可以与源极和漏极层谐振或不谐振。该双稳态由实验中易于调节的器件几何参数控制。纳米级架构可以实现独特的快速开关时间。
2016-08-12 cond-mat.mes-hall
FPU physics with nanomechanical graphene resonators: intrinsic relaxation and thermalization from flexural mode coupling
非线性系统中的热化是统计力学中的一个中心概念，自Fermi，Pasta和Ulam（FPU）的开创性工作以来，已经在理论上得到了广泛的研究。使用分子动力学和连续建模的振铃设置，我们表明，由于非线性模式耦合的热化本质上限制了纳米机械石墨烯鼓的品质因数，并把它们变成FPU物理的潜在测试床。我们发现的热化率$Γ$是独立的半径和缩放为$Γ\sim T^*/ε_{\rm pre}^2$，其中$T^*$和$ε_{\rm pre}$是有效的谐振腔温度和预应变。
2014-04-07 cond-mat.mes-hall
Intrinsic nonlinear valley Nernst effect in the strained bilayer graphene
本文通过半经典框架理论预测了应变双层石墨烯中的本征非线性谷能斯特效应，该效应源于量子度量，可在具有反演和时间反演对称性的材料中产生纯谷电流，且随应变类型发生符号反转。
2025-10-07 cond-mat.mes-hall
Transport through graphene-like flakes with intrinsic spin orbit interactions
它最近被证明[J。Lado等人，物理修订信函113，027203（2014）]，石墨烯类纳米带中的边缘磁矩受到固有自旋-轨道相互作用的强烈影响。由于这种相互作用，各向异性发生，这使得磁矩的平面内布置在能量上比对应于平面外配置的布置更有利。在本文中，我们提出的边缘磁性问题，以及微分电导和散粒噪声Fano因子的问题，在有限尺寸的薄片内的库仑阻塞（CB）运输制度。我们的研究结果阐明了以下问题：（i）修改的CB金刚石的外观面内磁矩，（ii）修改的CB金刚石的内在自旋轨道相互作用。
2015-07-27 cond-mat.mes-hall
Theory of electronic and spin-orbit proximity effects in graphene on Cu(111)
利用密度泛函理论研究了吸附在Cu（111）表面的石墨烯的轨道邻近效应和自旋轨道邻近效应。邻近效应主要由石墨烯$π$和铜d轨道的杂化引起。我们的电子结构计算与实验观察到的特征吻合得很好。我们进行了石墨烯-Cu（111）距离依赖性研究，通过将DFT结果拟合到稳健的低能模型哈密顿量来获得邻近轨道和自旋轨道耦合参数。我们发现一个很强的距离依赖性的Rashba和内在的接近诱导的自旋-轨道耦合参数，这是在meV和数百个$μ$ eV的范围内，分别为实验相关的距离。石墨烯的狄拉克光谱也表现出近似轨道间隙，约为20 meV。此外，我们发现一个带反转的石墨烯状态伴随着一个重新排序的自旋和赝自旋状态，当石墨烯被压向铜。
2016-01-11 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling in a graphene bilayer and in graphite
采用紧束缚模型和原子内LS耦合研究了双层石墨烯和石墨中的内禀自旋轨道相互作用。双层石墨烯和石墨中的自旋-轨道相互作用比单层石墨烯中的相互作用大约一个数量级，这是由于层间跳跃混合了π和σ带。它们的值在0.1 - 1 K的范围内。自旋-轨道耦合在双层石墨烯中打开了一个间隙，并且它也产生了两个边缘模式。在正交石墨中，自旋轨道耦合最大，为1-4K，没有反转中心。
2010-03-08 cond-mat.mes-hall
Intrinsic graphene field effect transistor on amorphous carbon films
描述了石墨烯场效应晶体管的制造，其在沉积的氢化非晶碳膜的表面上使用本征石墨烯。石墨烯器件具有典型的双极特性，如果在氧等离子体中蚀刻表面石墨烯，则其变为单极特性。由于无定形碳薄膜的生长容易，尺寸不受限制，并且不需要石墨烯的转移，这为石墨烯电子学开辟了新的前景。
2014-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Lamb shift and mixing of the pseudo-zero-mode Landau levels in ABC-stacked trilayer graphene
在磁场中，石墨烯三层膜支持12个零（-能量）模式朗道能级的特征多重态，朗道轨道具有三倍简并度。先前对于双层石墨烯注意到，石墨烯特有的库仑真空涨落提升了这种零能量模式的轨道简并性，并且这些具有填充的“兰姆移位”轨道模式通过库仑相互作用混合。它指出，类似的轨道兰姆位移和混合的零模能级也可以发生，具有丰富的对称性内容，在ABC堆叠的三层石墨烯;其后果进行了讨论，根据实验结果。
2012-12-03 cond-mat.mes-hall
Giant Intrinsic Spin-Orbit Coupling in Bilayer Graphene
研究了双层石墨烯中的内禀自旋轨道耦合。我们发现$π$电子之间最大的ISOC起源于以下跳跃过程：一个$π$电子跳跃到另一层的$σ$轨道，并通过原子内ISOC进一步跳跃到具有相反自旋的$π$轨道。该ISOC的大小约为$0.46meV$，比单层石墨烯的ISOC大100倍。导出了动量空间和实空间中包含该ISOC的哈密顿量。由于这种ISOC，狄拉克点周围的低能态表现出特殊的自旋极化，其中电子自旋在上层和下层中相反地极化。这种自旋极化状态是鲁棒的，受到时间反演对称性的保护。此外，我们提供了一个混合系统，选择一个特定的自旋极化状态的电操纵。
2010-04-06 cond-mat.mes-hall
Intrinsic spin Hall effect in graphene: Numerical calculations in a multi-orbital mode
我们利用一个包含原子自旋轨道相互作用的多轨道紧束缚模型研究了石墨烯中的自旋霍尔效应。发现SHE是由自旋相关的Aharonov-Bohm相引起的。在金属情况下，自旋霍尔电导率（SHC）的计算值远小于金属石墨烯的实际参数值的量子化霍尔电导率。在绝缘情况下，由于多轨道效应，SHC的量子化被破坏。目前的研究表明，在蜂窝晶格的SHE增强的化学掺杂，如用硼原子取代的碳原子。
2008-09-12 cond-mat.mes-hall
The Effect of Intrinsic Crumpling on the Mechanics of Free-Standing Graphene
由于动态弯曲声子和静态弯曲，自支撑石墨烯固有地在平面外方向上起皱。我们探讨了这种褶皱的石墨烯的有效力学常数的后果。我们开发了一种灵敏的实验方法来探测石墨烯膜在低温至室温下在低应力下的拉伸。我们发现，石墨烯的面内刚度在室温下在20和100 N/m之间，远小于340 N/m（对于平坦石墨烯的预期值）。此外，虽然当器件冷却至10 K时，面内刚度仅适度增加，但当石墨烯膜的纵横比增加时，其接近300 N/m。这些结果表明，石墨烯在低于400 K的温度下的软化是由静态弯曲引起的，只有一个小的贡献，由于弯曲声子。总之，这些结果解释了石墨烯器件的机械常数的巨大变化，并为控制其机械性能铺平了道路。
2015-11-06 cond-mat.mes-hall
Anisotropic quantum transport in monolayer graphene in the presence of Rashba spin-orbit coupling
我们研究了单层石墨烯晶格中自旋相关的电子隧穿Rashba势垒。利用传输矩阵方法，得到了手征粒子的自旋相关输运性质。结果表明，石墨烯片在Rashba自旋轨道势垒的存在下将充当电子自旋反转器。
2013-03-21 cond-mat.mes-hall
Nonlinear, anisotropic and giant photoconductivity in intrinsic and doped graphene
我们提出了一个框架来计算应用于石墨烯的两个能带系统的各向异性和非线性光电导。与通常的微扰（光场强度中的二阶）技术相比，我们计算了光场强度中所有阶的光电导。特别是，对于石墨烯，我们发现光响应是巨大的（在大的光场强度）和各向异性。石墨烯中的各向异性光响应与入射场的偏振相关，其响应类似于半波片的响应。我们预测，在纵向（$σ_{xx}$）和横向$(σ_{yx})$光电导的同时测量的各向异性，用四个探针，提供了一个独特的实验签名的光伏响应，区分它从热塞贝克和热辐射热效应的光响应。
2017-10-02 cond-mat.mes-hall
Intrinsic and extrinsic photogalvanic effects in twisted bilayer graphene
Donostia International Physics Center（多诺西亚国际物理中心）；Columbia University（哥伦比亚大学）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊卡巴斯基，巴斯克科学基金会）
研究扭曲双层石墨烯中本征与外在光光伏效应的特性及其对带结构的影响。
2025-11-26 cond-mat.mes-hall
Introduction of spin-orbit interaction into graphene with hydrogenation
通过逆自旋霍尔效应的出现，证实了氢硅倍半氧烷抗蚀剂的解离在弱氢化（$\sim$ 0 1\%）的石墨烯中引入了自旋轨道相互作用（SOI）.自旋电流是由坡莫合金电极的自旋注入产生的，不包括非自旋相关的实验伪影。
2016-07-06 cond-mat.mes-hall
Intrinsic (valley) thermal Hall conductivity of phonons in graphene for integer quantum Hall phases
Bar-Ilan University（巴伊兰大学）
本文计算了量子霍尔区域石墨烯声子的内禀谷热霍尔电导率，源于电子-声子耦合诱导的声子谷霍尔粘度，并讨论了测量前景及推广至其他狄拉克材料。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall
Intrinsic lineshape of the Raman 2D-mode in freestanding graphene monolayers
我们报告了一个全面的研究的双声子谷间（2D）拉曼模式的石墨烯单层，最近的报告的不对称的2D模式的线型在独立的石墨烯的动机。对于范围$1.53 \rm eV - 2.71 \rm eV$内的光子能量，独立样品的2D模式拉曼响应表现为双峰，与通常用于支持单层的洛伦兹近似形成鲜明对比。通过在高于$2\times 10^{11} \rm cm^{-2}$的载流子密度下静电掺杂独立式石墨烯来模拟独立式和支撑式情况之间的转变。该结果定量地表明，低水平的充电可以模糊单层石墨烯的固有双峰2D模式线形，其可以用作准中性样品的特征。在原始的独立式石墨烯中，我们观察到随着光子能量的降低而加宽的2D模式特征，这不能使用基于共振\textit{inner}和\textit{outer}过程的简单一维模型来合理化。这表明，声子波矢量远离高对称线的布里渊区必须有助于2D模式，因此，一个完整的二维计算需要正确地描述多声子共振拉曼过程。
2013-05-30 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of graphene and graphene nanoribbons with "pseudo-Rashba" spin-orbit coupling
我们讨论了石墨烯和石墨烯纳米带的电子性质，包括“pseudo-Rashba”自旋轨道耦合。在总结了体特性之后，我们首先分析了无限质量和锯齿形边界附近的散射行为。对于低能量，我们观察到强烈的偏离通常的自旋守恒行为在高能量，如反射作为自旋偏振器或开关。由于在非平衡的情况下或当两个单粒子分支之间没有相干性时出现倏逝模，这导致沿着边界方向的自旋极化。然后我们讨论了石墨烯纳米带的自旋和密度分布。
2009-10-07 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin polarization in graphene due to Rashba spin-orbit interaction
从理论上考虑了石墨烯在外加电场作用下的线性响应。假设石墨烯沉积在衬底上，导致Rashba类型的自旋轨道相互作用。所示的诱导自旋极化是在石墨烯平面和垂直的电场。然而，当费米能级穿过狄拉克点时，自旋极化改变符号，费米能级的位置可以由外部栅极电压控制。
2013-10-07 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Band Gap and Electrically Tunable Flat Bands in Twisted Double Bilayer Graphene
本文采用原子论方法研究了由两组旋转错位的Bernal双层石墨烯构成的扭曲双层石墨烯（TDBG）的结构和电子性质。得到的平衡原子结构表现出面内应变和调制的层间距离在旋转失配的界面层。我们发现，TDBG的电子结构可以有一个内在的带隙在电荷中性点的扭转角θ的大范围内。在θ = 1.25度附近，本征带隙消失，并且TDBG在费米能级处具有平坦带，这些平坦带在能量上与较高和较低的能带很好地分离。我们还表明，通过施加垂直电场的平带是很容易调谐的，和非常窄的带宽小于10 meV的电子侧平带可以实现在很宽的扭转角范围。我们的研究结果作为一个理论指导，探索紧急相关电子物理在这个多功能的莫尔超晶格系统。
2019-03-03 cond-mat.mes-hall
Proximity effects in bilayer graphene on monolayer WSe$_2$: Field-effect spin-valley locking, spin-orbit valve, and spin transistor
从第一性原理出发，研究了双层石墨烯对单层WSe $_2$的邻近轨道和自旋轨道效应.我们发现，内置的电场诱导的双层石墨烯的轨道带隙约为10 meV。值得注意的是，接近自旋轨道分裂的空穴是两个数量级-自旋轨道分裂的价带在K是约2毫电子伏-比电子。有效地，由于下石墨烯层与WSe $_2$的强烈接近，空穴经历自旋谷锁定。然而，施加大约1 V/nm的外部横向电场，对抗异质结构的内建场，完全逆转了这种效应，并且对于空穴，允许电子以2 meV的自旋轨道分裂被自旋谷锁定。这种行为构成了高效的场效应自旋轨道阀，使得WSe $_2$上的双层石墨烯成为场效应自旋晶体管的潜在平台。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall
Topological zero-line mode of bilayer graphene with Rashba spin-orbital coupling and staggered sublattice potentials
研究了具有Rashba自旋-轨道耦合和交错亚晶格势的双层石墨烯中，在不同栅压下两畴界面处的畴壁。识别了不同类型的零线模，包括具有纯自旋滤波效应的零线模。提出了三个不同畴结处的Y形电流分配。
2018-05-11 cond-mat.mes-hall
Graphene on transition-metal dichalcogenides: a platform for proximity spin-orbit physics and optospintronics
石墨烯和二维过渡金属二硫属化物（TMDC）的混合物具有将石墨烯自旋电子学提升到下一水平的潜力。正如我们在这里通过在单层MoS $_2$上执行石墨烯的第一性原理计算所示，这种混合物相对于原始石墨烯有几个优点。首先，石墨烯中的狄拉克电子表现出巨大的全局邻近自旋轨道耦合，而不会在零场下损害整个系统的半金属特性。值得注意的是，这些自旋轨道效应可以非常准确地描述一个简单的有效哈密顿量。第二，费米能级可以通过横向电场调谐以穿过MoS $_2$导带，从而产生耦合的大质量和小质量电子气体系统。在这样的系统中，电荷和自旋输运都应该是唯一的。最后，我们建议使用石墨烯/TMDC结构作为光自旋电子学的平台，特别是用于石墨烯的光自旋注入和研究TMDC和石墨烯之间的自旋转移。
2015-06-30 cond-mat.mes-hall
Proximity-Induced Spin-Orbit Coupling in Graphene-Bi$_{1.5}$Sb$_{0.5}$Te$_{1.7}$Se$_{1.3}$ Heterostructures
邻近耦合可以极大地增强石墨烯中微弱的本征自旋轨道耦合。在这里，我们报告的邻近诱导的自旋轨道耦合在石墨烯的六方氮化硼（hBN）转移到拓扑绝缘体Bi $_{1.5}$ Sb $_{0.5}$ Te $_{1.7}$ Se $_{1.3}$（BSTS），这是生长在hBN衬底上的气相固体合成。相位相干传输测量，揭示弱本地化，使我们能够提取的载波密度依赖的相位相干长度$l_ϕ$。虽然$l_ϕ$随着hBN/石墨烯/hBN参比样品中载流子密度的增加而增加，但由于BSTS与石墨烯的邻近偶联，其在BSTS/石墨烯中降低。后者的行为的结果从D 'yakonov-Perel型自旋散射在石墨烯与一个大的邻近诱导的自旋轨道耦合强度至少为2.5 meV。
2018-09-24 cond-mat.mes-hall
Enhanced photogalvanic effect in graphene due to Rashba spin-orbit coupling
我们从理论上分析了在Rashba自旋轨道耦合的情况下，石墨烯中自旋极化电荷流（光电流效应）和自旋极化的光学产生。在石墨烯平面中施加外部磁场，这在电流产生机制中起着至关重要的作用。我们预测了一个高效的共振类光电效应在一个狭窄的频率范围内，这是由磁场。一个相对效率较低的光电流效应出现在一个较宽的频率范围内，由电子浓度和自旋轨道耦合强度。
2015-02-19 cond-mat.mes-hall
Theory of spin-orbit induced spin relaxation in functionalized graphene
我们进行了比较研究的自旋弛豫自旋轨道耦合诱导吸附原子（氢和氟）在石墨烯。应用两种方法，给出一致的结果：一个完整的量子输运模拟的石墨烯纳米粒子，和一个T-矩阵计算使用格林函数的一个单一的吸附原子在石墨烯。对于氢化石墨烯，自旋弛豫的主导自旋轨道项是PIA，由于赝自旋反转不对称性，迄今为止被忽视的相互作用。相反，在氟化石墨烯中，PIA和Rashba耦合破坏性地干扰，降低总自旋弛豫速率。在这种情况下，我们还预测了一个强烈的偏离预期的2：1自旋弛豫各向异性面外和面内自旋取向。我们的研究结果将有助于功能化石墨烯的自旋弛豫和弱局域化实验的基准。
2015-05-29 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
Anomalous exchange interaction between intrinsic spins in conducting graphene systems
我们解决的性质和可能观察到的后果时出现的强烈缺陷引入金属族的石墨烯，即金属碳纳米管和nanotori的奇异单电子状态。在最简单的形式中，在同一个子晶格上产生两个缺陷后，一个状态可能会出现在费米能量下，呈现出非常不寻常的特性：它是唯一的，可归一化的，并且具有均匀分布在两个缺陷周围的波函数。结果，由两个缺陷产生的磁矩之间的交换耦合是异常的。正如预期的那样，内禀自旋铁磁耦合，但在任何距离处都不呈现反铁磁激发态。我们建议使用金属碳纳米管作为一种新型的电子设备的基础上，这种反常的自旋之间的耦合，这可能是有用的强大的磁信息在大距离传输。
2014-06-03 cond-mat.mes-hall
Impact of the angular alignment on the crystal field and intrinsic doping of bilayer graphene/BN heterostructures
本文设计可同时调控位移场与晶体对准的双层石墨烯/BN器件，揭示扭转角和公度状态对界面晶体场及本征静电掺杂的关键影响。
2025-02-15 cond-mat.mes-hall
Resistance hysteresis in twisted bilayer graphene: Intrinsic versus extrinsic effects
本文研究近魔角扭转双层石墨烯在面内磁场下的电阻迟滞现象，发现其源于磁场扫描引起的外禀热效应而非内禀磁有序，强调了区分两类效应的重要性。
2025-04-08 cond-mat.mes-hall
Graphene with wedge disclination in the presence of intrinsic and Rashba spin orbit couplings
在这篇文章中，修改的凯恩-梅勒哈密顿量推导出楔形向错和自旋轨道耦合（内禀和Rashba）的石墨烯。楔形向错使平面晶格变为圆锥晶格，从而改变了自旋轨道耦合。内禀自旋轨道相互作用和微扰的Rashba自旋轨道相互作用的哈密顿量精确地解决了。结果表明，在缺陷周围存在Kramer简并的中隙局域自旋分离磁通态。这些零能量自旋分离态发生在外部磁通量值$Φ\pmΔΦ$处。引入外磁通量$Φ$使电子在缺陷周围循环时的波函数具有周期性。结果表明，这种分离是由于圆锥曲率对自旋轨道耦合的影响而产生的。此外，我们发现这些结果是强大的Rashba自旋轨道相互作用，这是重要的自旋电子学和纳米电子学的应用。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall
Spin dephasing and pumping in graphene due to random spin-orbit interaction
我们考虑石墨烯中与随机自旋轨道相互作用相关的自旋效应。这种随机相互作用可以由石墨烯表面处波纹和/或其他不均匀性的存在引起。我们表明，随机自旋轨道相互作用一般减少自旋退相（弛豫）时间，即使相互作用平均消失。此外，随机自旋-轨道耦合还允许利用外部电场进行自旋操纵。由于自旋翻转的带间和带内光学跃迁，自旋密度可以有效地产生周期性电场在一个相对较宽的频率范围。
2010-12-21 cond-mat.mes-hall
Large-Signal Model of Graphene Field-Effect Transistors -- Part I: Compact Modeling of GFET Intrinsic Capacitances
我们提出了一个电路兼容的紧凑模型的石墨烯场效应晶体管（GFET）的本征电容。结合紧凑的漏极电流模型，开发了GFET的大信号模型，将这两种模型结合起来，作为模拟石墨烯基集成电路的电气行为的工具，处理电路的DC、瞬态行为和频率响应。漏极电流模型是基于漂移扩散机制的载流子输运加上一个适当的场效应的方法。本征电容模型包括一个16电容矩阵，包括自电容和跨电容的四端GFET。为了保证电荷守恒，使用了Ward-Dutton线性电荷分配方案。大信号模型已在Verilog-A中实现，与传统的电路仿真器兼容，并作为完整GFET器件模型的起点，可以包含额外的非理想性。
2016-05-26 cond-mat.mes-hall
Intrinsic and extrinsic effects on intraband optical conductivity of hot carriers in photoexcited graphene
基于半经典玻尔兹曼输运方程（BTE），对光激发石墨烯中准平衡态热载流子的带内光学电导进行了数值研究，旨在了解石墨烯-衬底界面处带电杂质引起的本征光学声子和非本征库仑散射的影响.而不是使用完整的BTE解决方案，我们采用迭代解决方案的BTE和全面的模型的时间演变的热载流子温度和热光学声子职业，以减少计算成本。未掺杂的石墨烯由于热激发载流子的增加和带电杂质散射的减少而表现出大的正光电导。具有高浓度带电杂质的未掺杂石墨烯中的光电导的频率依赖性显著偏离在简单Drude模型中观察到的那些，这可以归因于在热载流子冷却过程中的太赫兹（THz）探测期间随时间变化的带电杂质散射。重掺杂的石墨烯表现出类似于Drude模型的小的负光电导性。在这种情况下，带电杂质散射基本上被抑制的载流子屏蔽效应，和温度依赖性的德鲁德重量和光学声子散射支配的负光电导。在轻掺杂的石墨烯中，负和正光电导的出现取决于频率，并且从负光电导到正光电导的交叉从增加带电杂质浓度出现。这表明主要的散射机制从光学声子到带电杂质的变化。我们的方法提供了一个定量的了解非德鲁德行为和时间演变的光电导石墨烯。
2021-01-15 cond-mat.mes-hall
Intrinsic and extrinsic decay of edge magnetoplasmons in graphene
通过高频电子测量研究了石墨烯量子霍尔（QH）系统中边缘磁等离子体激元（EMP）的本征和非本征衰减。从电磁脉冲在盘形石墨烯共振，我们表明，由于相互作用的电磁脉冲的色散关系是非线性的，引起的电磁脉冲波包的本征衰减。我们还确定了外在的耗散机制，由于在体石墨烯的EMP波包的衰减时间与局域态的相互作用。我们指出，由于石墨烯独特的线性和无带隙的能带结构，EMP耗散可以低于GaAs系统。
2014-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strong Spin-Orbit Interaction Induced in Graphene by Monolayer WS$_2$
我们证明了单层WS $_2$在石墨烯中诱导的强各向异性自旋轨道相互作用（SOI）。直接比较石墨烯/单层WS $_2$和石墨烯/体WS $_2$系统的磁输运测量结果表明，单层过渡金属二硫属化物（TMD）可以诱导比体更强的SOI。详细的弱反定域化曲线的理论分析给出了一个估计的自旋轨道能量（$E_{\rm so}$）高于10毫电子伏。对诱导SOI的对称性也进行了讨论，占主导地位的$z$ $\rightarrow$ $-z$对称SOI只能解释实验结果。通过Elliot-Yafet（EY）机制的自旋弛豫和反常电阻随着温度接近Dirac点而增加，表明石墨烯中诱导的Kane-Mele（KM）SOI。
2018-04-11 cond-mat.mes-hall
Giant intrinsic photoresponse in pristine graphene
当费米能级与石墨烯中的狄拉克点匹配时，减少的电荷屏蔽可以显著增强电子-电子（e-e）散射以产生强相互作用的狄拉克液体。虽然e-e散射的主导地位已经导致了新的行为，如电子流体动力学流动，进一步的奇异现象已被预测，特别是在无质量狄拉克系统中的e-e散射的独特运动学。在这里，我们使用光电探针，这是高度敏感的电子散射的运动学，揭示了一个巨大的内在光电流响应在原始石墨烯。这种光电流只出现在电荷中性点，并在非零电荷密度突然消失。此外，在反射对称性破坏的地方观察到，并且在具有尖锐弯曲的自由石墨烯边缘处选择性地增强。我们的研究结果表明，光电流弛豫强烈抑制的急剧变化的快速光生载流子运动学在石墨烯时，其费米能级匹配的狄拉克点。中性狄拉克材料中强光电流的出现预示着新的能量收集功能，并突出了狄拉克流体光电响应中有趣的电子动力学。
2018-12-18 cond-mat.mes-hall
Quantifying the intrinsic surface charge density and charge-transfer resistance of the graphene-solution interface through bias-free low-level charge measurement
石墨烯的基于液体的生物应用需要对石墨烯-液体界面的定量理解，其中吸附离子的表面电荷密度、界面电荷转移电阻和界面电荷噪声特别重要。我们通过测量石墨烯电极和不同离子强度的水溶液之间的零偏压法拉第电荷转移，使用可重复的、低噪声的、最小微扰的电荷测量技术来量化这些性质。测量结果表明，吸附的离子具有约-32.8 mC m-2的负表面电荷密度和特定的电荷转移电阻为6.5 pm 0.3 M $Ω$ cm 2。所有测试离子浓度的标准化电流噪声功率谱密度塌陷到1/f特性，其中$α$ = 1.1 pm 0.2。所有的结果都与石墨烯-溶液界面的理论预测非常一致。这种用于在亚pC尺度下监测电荷转移的最小微扰方法具有低噪声和超低功耗（~ fW），使其非常适合用于液体环境中的低水平生物电子学。
2017-08-29 cond-mat.mes-hall
Curvature-induced spin-orbit coupling and spin relaxation in a chemically clean single-layer graphene
研究材料中与自旋相关的现象需要了解固态系统中导电载流子的有效自旋轨道耦合的精确形式。我们从理论上证明了单层石墨烯中由波纹或周期性波纹引起的曲率产生两种类型的有效自旋轨道耦合。除了先前报道的与亚晶格赝自旋耦合并对应于波纹单层石墨烯中的Rashba型自旋轨道耦合的自旋轨道耦合外，还存在一个不与赝自旋耦合的额外自旋轨道耦合，这是不能从碳纳米管曲率诱导的自旋轨道耦合的延伸中获得的。通过数值计算，我们发现在化学清洁的单层石墨烯中，两种曲率诱导的自旋-轨道耦合对自旋弛豫的贡献是相同量级的.研究了自旋弛豫对薄膜粗糙度的依赖性。
2011-11-29 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin polarization and spin-orbit torque in graphene
使用格林函数形式，我们计算了具有Rashba自旋轨道相互作用的弱磁化石墨烯的电流诱导自旋极化。在一般情况下，电流诱导的自旋极化的所有分量都是非零的，这与自旋极化极限相反，其中自旋极化的唯一非零分量是石墨烯平面中的分量并且垂直于电场。当诱导自旋极化与磁化交换耦合时，它对后者施加自旋轨道力矩。本文用格林函数方法导出了自旋极化的解析公式，并确定了相应的自旋轨道矩分量。
2015-10-11 cond-mat.mes-hall
Extrinsic Spin Hall Effect from Anisotropic Rashba Spin-Orbit Coupling in Graphene
我们研究了Rashba耦合的各向异性对石墨烯上自旋轨道活性吸附原子引起的非本征自旋霍尔效应的影响。除了固有的自旋-轨道耦合，被认为是一个广义的各向异性Rashba耦合所产生的原始石墨烯的镜像和六角对称性的故障。我们发现，Rashba各向异性可以强烈修改自旋霍尔角对载流子浓度的依赖关系。我们的模型提供了一个简单的和一般的描述斜散射机制，由于自旋轨道耦合，是由接近大的吸附原子团簇。
2015-10-27 cond-mat.mes-hall
Gate induced enhancement of spin-orbit coupling in dilute fluorinated graphene
我们利用密度泛函理论和紧束缚模型分析了氟化石墨烯中自旋轨道耦合的起源。事实证明，SOC的主要来源是氟吸附原子的原子自旋轨道，而不是基于氢化石墨烯中石墨烯平面的畸变的杂质诱导的SOC。更有趣的是，我们的DFT计算表明，SOC受到石墨烯载流子的类型和浓度的强烈影响，通过电子掺杂增强并通过空穴掺杂降低。这种效应是由于电荷转移到氟吸附原子和随之而来的氟-碳键的变化。我们简单的紧束缚模型，其中包括SOC的$2p$轨道的F和有效参数的基础上最大本地化的Wannier函数，是能够占的效果。石墨烯掺杂引起的SOC的强烈增强打开了调节该材料中的自旋弛豫的可能性。
2015-03-04 cond-mat.mes-hall
Optical spin injection in graphene with Rashba spin-orbit interaction
我们计算了单层石墨烯在Rashba自旋轨道耦合和面内磁场作用下的红外光自旋注入效率。在对应于Rashba分裂的光子频率范围内的注入率被示出为与塞曼分裂和Rashba分裂的比率成比例。结果，对于实验上可获得的自旋-轨道耦合值和低于10特斯拉的磁场，可以可控地实现大的自旋极化。
2014-03-24 cond-mat.mes-hall
Absence of a transport signature of spin-orbit coupling in graphene with indium adatoms
石墨烯中自旋轨道耦合的增强可能导致各种拓扑现象，并在自旋电子学中找到应用。已提出Adatom吸收作为实现该目标的有效途径。特别是铟在增强自旋-轨道耦合和实现量子自旋霍尔效应方面被寄予厚望。为了寻找石墨烯中吸附铟原子的自旋轨道耦合的证据，我们进行了广泛的输运测量，即，弱局域磁电阻、量子霍尔效应和非局域自旋霍尔效应。没有发现自旋轨道耦合的信号，并讨论了可能的解释。
2014-09-29 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling in hydrogenated graphene
采用第一性原理计算研究了氢原子吸附在石墨烯中的自旋轨道耦合。由于$sp^3$杂化，氢的化学吸附导致自旋轨道耦合的局部增强，这强烈依赖于局部晶格畸变。由减少的对称性和诱导的偶极矩的局部结构的指导下，我们使用群论提出现实的最小哈密顿量，再现相关的自旋轨道效应的单面半氢化石墨烯（graphone）和一个单一的氢吸附原子在一个大的超级电池。主线性自旋轨道带分裂是由局域赝自旋反转对称性的破缺和同一子晶格上自旋翻转的出现所驱动的。
2013-03-12 cond-mat.mes-hall
Coulomb Drag in Graphene
我们研究了无层间隧穿的本征和非本征石墨烯系统中两个单层石墨烯之间的库仑阻力。利用图解微扰理论推导出了适用于单层石墨烯系统的非线性极化率的一般表达式，并解析地得到了相应的精确零温度表达式.我们发现，尽管存在一个非零的电导率在本征石墨烯层，本征石墨烯层之间的库仑阻力在所有温度下消失。在非本征体系中，我们得到了$ρ_{\textrm{D}}$的阻力系数的数值结果和近似解析结果，发现$ρ_{\textrm{D}}$在低温时为$T$，在大双层间距时为$1/d^4$，在高载流子密度时为$d$和$n$ .我们还定性地讨论了等离子体激元引起的增强对库仑阻力的影响，这种影响应该发生在费米温度或更高的温度。
2007-04-24 cond-mat.mes-hall
