Tuning Strain in Flexible Graphene Nanoelectromechanical Resonators
低维纳米材料的结构灵活性为研究应变对其物理特性的影响以及利用应变工程开发创新设备提供了独特的机会。实现这些目标的关键是一个设备平台，该平台允许对应变进行独立调整和可靠校准。在这里，我们报告的柔性基板上的石墨烯纳米机电谐振器（GNEMR）的制造和表征。结合衬底弯曲和静电门控，我们实现了石墨烯中应变和下垂的独立调节，并在很宽的参数空间上探索了非线性动力学。分析和数值研究的连续介质力学模型，包括竞争的高阶非线性项，揭示了一个全面的非线性动力学相图，定量地解释了复杂的行为GNEMRs。
2015-11-01 cond-mat.mes-hall
Tuning laser-induced bandgaps in graphene
激光场能在石墨烯中产生人们所追求的可调谐带隙吗？通过使用Floquet理论结合格林函数技术，我们预测，在中红外范围内的激光场可以产生可观察到的带隙中的电子结构的石墨烯。此外，我们展示了如何可以通过使用激光偏振调谐。研究结果对纳米光电器件的设计具有指导意义。
2011-05-11 cond-mat.mes-hall
Tuning electronic structure of graphene via tailoring structure: theoretical study
基于第一性原理计算，研究了不同缺陷图案的石墨烯片的电子结构。我们发现缺陷图案可以显著地调节石墨烯的电子结构。三角形图案在费米能级附近产生强局域态，六边形图案在系统中打开带隙。此外，具有锯齿形或扶手椅形边缘的石墨烯纳米带网络的矩形图案表现出半导体行为，其中带隙对纳米带的宽度具有明显的依赖性。对于石墨烯纳米带的网络结构，预测了一些特殊的电子输运通道。
2010-06-15 cond-mat.mes-hall
Tuning the pn junction at a metal-graphene interface via H2 exposure
结合实验和理论，我们研究了石墨烯和金属接触处自然产生的异质结如何通过与分子氢（H2）的相互作用进行调制。由于静电相互作用，Cr/Au电极在石墨烯中诱导PN结，导致载流子（电子和空穴）之间的不对称电阻。通过考虑PN结处的优先电荷散射，这种不对称性被很好地建模，并且我们表明，通过将H2暴露于金属-石墨烯界面，它可以以可逆的、选择性的和不对称的方式被调制。我们的研究结果对于理解金属-石墨烯界面的性质是有价值的，并展示了氢传感器应用的新途径。关键词：石墨烯，接触电阻，
2017-05-01 cond-mat.mes-hall
Tuning the thermal conductance of molecular junctions with interference effects
我们提出了一个\emph{ab initio}研究的干扰效应的作用，在单分子结的热导。更准确地说，使用基于密度泛函理论的第一性原理输运方法，我们分析了基于几种苯和低聚亚苯基乙炔衍生物的单分子结中的相干声子输运。我们发现，这些结的热导率可以通过包含取代基，诱导相消干涉效应，并导致相对于未改性的分子的热导率的降低进行调谐。特别是，我们证明了这些干扰效应表现为声子传输中的反共振，其能量位置可以通过改变取代基的质量来控制。我们的工作为分子结中的热管理提供了明确的策略，更一般地说，在纳米结构的金属-有机混合系统中，这对于确定这些系统如何作为高效的能量转换设备（如热电发电机和冰箱）非常重要。
2017-12-01 cond-mat.mes-hall
Strain-tuning of vacancy-induced magnetism in graphene nanoribbons
石墨烯中的空位导致具有非零自旋矩的局域电子态的出现。利用平均场哈伯德模型和有效双量子点描述，研究了应变对半导体扶手椅型纳米带中空位诱导态的局域化和磁性的影响.我们发现单空位的交换劈裂和双空位的单重态-三重态劈裂可以通过施加单轴应变进行广泛的调谐，这对于自旋电子学应用是至关重要的。
2016-01-09 cond-mat.mes-hall
Tuning of Zero Energy States in Quantum Dots of Silicene and Bilayer Graphene by Electric Field
研究了硅烯和双层石墨烯的三角形和六边形纳米量子点的电子性质。结果表明，存在于量子化带隙中的低能边缘局域电子态很容易被电场调谐。在这些零能态（ZES）的电子间隙的外观和场的演变被证明是非常敏感的量子点的几何形状，允许设计的场效应可扩展的量子点器件与电子性能的需求。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall
Tuning anti-Klein to Klein tunneling in bilayer graphene
我们发现，在有间隙的双层石墨烯，准粒子隧穿和相应的Berry相可以控制，使其表现出单层石墨烯的功能，如克莱因隧道。Berry相位由基于双层石墨烯的高质量Fabry-Pérot干涉仪检测。通过提高电荷载流子的费米能级，我们发现在带隙双层石墨烯中，Berry相可以从$2π$连续调谐到$0.68π$，与原始双层石墨烯中$2π$的恒定Berry相相反。特别地，我们观察到$π$的Berry相，其为单层石墨烯的标准值。随着Berry相的减小，正入射时载流子的相应传输概率清楚地表明了从反Klein隧穿到近乎完美的Klein隧穿的转变。
2018-02-12 cond-mat.mes-hall
Tuning the magnetic configuration of bilayer graphene quantum dot by twisting
Twistronic最近引起了极大的关注，因为扭曲可以将双层石墨烯类材料设计成不同类型的强相关相。本文研究了具有六边形和锯齿形边缘的双层石墨烯量子点的扭曲。在无扭曲的BLG-QD中，石墨烯的锯齿形边缘具有不同的磁性配置的自发磁性。当BLG-QD被扭转时，量子态作为扭转角的函数而演化。当扭转角变化超过某一临界值时，量子态的磁位形将发生急剧变化。对于加捻角增大或减小的加捻过程，临界加捻角的个数和数值是不同的。因此，扭转角来回增大和减小的扭转过程可以进入滞后回线。研究了BLG量子点在吸附原子作用下的扭曲行为。扭转BLG-QD的磁性结构的调谐特性可以应用于基于石墨烯的量子存储器件。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall
Tuning antiferromagnetism of vacancies with magnetic fields in graphene nanoflakes
石墨烯纳米片是有趣的，因为电子自然地被限制在这些准零维结构中，而在块状石墨烯中的限制将需要带隙。石墨烯晶格内部的空位导致局域态，并且这种局域态的自旋可以用于自旋电子学。我们进行紧束缚描述的纳米片与两个空缺，包括一个垂直的磁场通过Peierls相。从数值计算的成键和反键能级之间的能量分裂可以得到隧道耦合强度和局域态之间的交换耦合。这使我们能够估计交换耦合J，它控制耦合自旋的动力学。我们预测了通过调节磁场实现从J>0到J=0的原位开关的可能性。在前一种情况下，基态将是反铁磁的，实验可以达到内尔温度。
2015-04-02 cond-mat.mes-hall
Tuning the electronic structure of graphene by ion irradiation
采用Ar+离子辐照SiO2衬底上机械剥离的石墨烯层，研究原子尺度缺陷和无序对石墨烯低能电子结构的影响。辐照样品进行了研究，通过扫描隧道显微镜和光谱测量，这表明，缺陷的网站，除了作为电子的散射中心，通过局部修改的现场电位，也引起的跳跃幅度的无序。最重要的后果是诱导的障碍是费米速度的大幅减少，显示由偏置依赖的电子密度振荡附近的缺陷网站观察到的成像。
2009-01-20 cond-mat.mes-hall
Electrical Tuning of Surface Plasmon Polariton Propagation in Graphene-Nanowire Hybrid Structure
我们展示了石墨烯-纳米线混合结构在可见光范围内的动态表面等离子体激元调制，这在以前被认为是石墨烯基场效应晶体管调制器的艰巨任务。实验上获得了高达0.07dB/μm的静态调制深度。仔细的模拟表明，在银NW和石墨烯片之间的界面处的强烈聚焦的电磁场和显著增强的电场是使器件的光学响应达到可见光范围的关键作用。进一步研究了单层石墨烯在狄拉克点附近的调制行为和双层石墨烯的奇异性。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall
Tuning confined states and valley g-factors by quantum dot design in bilayer graphene
本研究针对双层石墨烯量子点受限态调控需求，通过大规模数值模拟分析多类栅极可调参数的影响，明确态性质与参数依赖关系，证实可通过量子点设计高效调控受限态与谷g因子，为其在量子技术中的应用提供支撑。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall
Optomechanical tuning of nonlinearity in graphene resonators
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
该研究提出一种光机械方法，通过光热加热与光腔的光机械相互作用，实现对石墨烯谐振器非线性响应的主动可逆原位调控，为二维纳米机电系统力学响应调控提供通用策略。
2026-08-03 cond-mat.mes-hall
Tuning edge state localization in graphene nanoribbons by in-plane bending
石墨烯的电子性质受几何约束和应变的影响。我们研究了平面内弯曲的石墨烯纳米带的电子结构，其中限制和应变相结合的系统。为了了解它的电子性质，我们开发了一个紧束缚模型，具有较小的计算成本，是基于指数衰减的跳跃和重叠参数。使用这个模型，我们表明，锯齿形石墨烯纳米带的边缘状态是敏感的弯曲和开发一个有效的分散，可以描述的一维原子链模型。由于电子在边缘的速度与色散的斜率成比例，因此随着弯曲强度的增加，边缘态逐渐离域。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
Frequency tuning, nonlinearities and mode coupling in circular graphene resonators
我们研究了圆形纳米机械石墨烯谐振器通过连续弹性理论，把它们作为膜。我们推导出弯曲模振幅的动力学方程。由于几何非线性，这些可以通过耦合Duffing方程来建模。通过求解Airy应力问题，我们得到了本征频率和非线性系数的解析表达式作为半径，悬挂高度，初始张力，背栅电压和弹性常数的函数，我们与有限元模拟比较。利用扰动理论，我们证明了对于有限偏转，有必要考虑非均匀应力分布的影响。这正确地再现了谐振器的频谱和频率调谐，包括频率交叉。
2013-05-17 cond-mat.mes-hall
Stacking Order dependent Electric Field tuning of the Band Gap in Graphene Multilayers
研究了石墨烯多层膜的不同堆叠顺序对电场诱导带隙的影响。我们考虑了带正电的顶部和带负电的背栅，以便独立地调节三层和四层石墨烯系统的带隙和费米能。紧束缚的方法内的自洽哈特里近似被用来计算不同的石墨烯层上的感应电荷。我们发现具有ABC堆叠的三层石墨烯的间隙比ABA三层的相应间隙大得多。此外，我们预测，对于四层石墨烯的能隙强烈地取决于堆叠的选择，并且我们发现，与Bernal堆叠的情况相比，不同类型的堆叠的能隙要大得多。三角形翘曲的变化的诱导电子间隙的大小约30%的中间和大值的诱导电子密度。
2010-03-03 cond-mat.mes-hall
Tuning Spin Transport in a Graphene Antiferromagnetic Insulator
反铁磁绝缘体（AFMIs）中的长距离自旋输运是自旋电子学研究的一个长期目标。与传统的自旋电子学系统不同，量子霍尔机制（QH）中的单层石墨烯在QH边缘态中提供了前所未有的自旋极化和载流子密度的调谐。在这里，使用栅极控制的QH边缘作为自旋相关的注入器和检测器在全石墨烯电路中，我们第一次展示了通过石墨烯$ν$ =0 AFMI的双极自旋输运的选择性调谐。通过调制极性的激发偏置，磁场，和载流子主机相反的手征，我们表明，自旋注入器区域中的相邻边缘通道的自旋化学势之间的差异是至关重要的，在调谐自旋输运观察整个石墨烯AFMI。我们证明，当我们的设备中的自旋过滤器不再是一个特定的自旋极化的选择性时，反转方向的共同传播的边缘通道的非本地响应消失。我们的研究结果建立了一套通用的方法来调整纯自旋输运通过反铁磁介质，并开辟了一条途径，以探索其应用的广泛领域的反铁磁自旋电子学研究。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Electrostatic tuning of bilayer graphene edge modes
本文研究侧电极电势偏移对双层石墨烯带隙边界边缘模式的影响，发现栅极可诱导非保护的双向传播边缘模式，并解释了由此产生的电导不对称性和偏离量子化现象。
2023-09-21 cond-mat.mes-hall
Tuning equilibration of quantum Hall edge states in graphene - role of crossed electric and magnetic fields
利用静电门技术在石墨烯中建立了一个一维横向可调超晶格，并在其中探测了量子霍尔效应。沿超晶格内部的静电门形成的边缘状态观察到缺乏平衡。我们在不同电荷密度区域的界面处产生强的局部电场。交叉的电场和磁场改变了朗道能级（LL）的波函数-这是石墨烯特有的现象。在共同传播的电子和空穴在界面处的区域中，电场足够高以修改朗道能级，从而导致增加的散射，该散射调谐边缘状态的平衡，并且这导致大的纵向电阻。
2015-12-27 cond-mat.mes-hall
In-situ strain tuning in hBN-encapsulated graphene electronic devices
使用一个简单的设置弯曲的柔性基板，我们证明了确定性和可重复的石墨烯电子器件的原位应变调谐。该方法的核心是石墨烯的完全hBN封装，其保留了用于运输实验的原始石墨烯的卓越品质。此外，衬底上的方法允许人们利用应变效应在整个范围内的可能的样品的几何形状，并在同一时间保证在栅极电容的变化仍然可以忽略不计的变形过程中。我们使用拉曼光谱在空间上映射的应变幅度在两个不同的几何形状的设备，并证明了工程应变梯度，这是相关的访问谷自由度与伪磁场的可能性。比较的运输特性的悬浮设备与那些在基板上的设备，我们证明了我们的新方法不会遭受在悬浮设备中遇到的歧义。
2019-04-14 cond-mat.mes-hall
Fine Tuning of Optical Transition Energy of Twisted Bilayer Graphene via Interlayer Distance Modulation
扭曲双层石墨烯（tBLG）代表了一系列独特的材料，其光电性能通过两层之间的旋转角度来调节。所提出的工作显示了调整tBLG电子结构的另一种方法：通过修改层间距离，例如通过小的单轴面外压缩。我们已经集中在光学跃迁能量，这表明了一个明确的依赖于层间距离，实验和理论。
2017-02-01 cond-mat.mes-hall
Tuning the thermal conductivity of graphene nanoribbons by edge passivation and isotope engineering: a molecular dynamics study
采用经典的分子动力学模拟，研究了氢钝化和同位素混合物（随机或超晶格分布）对矩形石墨烯纳米带（尺寸为几纳米）热导率的影响.我们发现，热导率大大降低了边缘H钝化。我们还发现同位素混合可以降低热导率，超晶格分布比随机分布引起的降低更多。这些结果可用于纳米工程的热传输和热管理使用GNRs。
2010-08-06 cond-mat.mes-hall
Dynamic band structure tuning of graphene moiré superlattices with pressure
原子级薄材料的异质结构由于其具有与其组成层根本不同的新颖电子特性的能力而引起了人们的极大兴趣。在氮化硼上的石墨烯的情况下，紧密匹配的晶格产生莫尔超晶格，其改变石墨烯电子色散并在价带中的初级狄拉克点（DP）和莫尔诱导的次级狄拉克点（SDP）处打开间隙。虽然大量的努力集中在通过旋转堆叠顺序控制超晶格周期，层间耦合的大小所发挥的作用得到了相对较少的关注。在这里，我们修改石墨烯和氮化硼之间的相互作用，通过调整它们的分离与静水压力。我们观察到DP间隙随着压力的增加而显著增强，但SDP间隙变化不大。我们令人惊讶的结果确定了石墨烯晶格的原子级结构变形所起的关键作用，并揭示了范德华异质结构中能带结构工程的新机会。
2017-09-19 cond-mat.mes-hall
Electric Field Effect Tuning of Electron-Phonon Coupling in Graphene
门调制低温拉曼光谱表明，电场效应（EFE），普遍存在于当代电子学，有显着的影响，长波长的光学声子的石墨烯。碳原子的二维蜂窝晶格中的EFE产生了具有线性色散的载流子（称为狄拉克费米子）的大密度调制。我们的EFE拉曼光谱显示晶格振动与这些不寻常的载流子的相互作用。声子频率和线宽的变化从光学上证明了粒子-空穴关于电中性狄拉克点的对称性。声子频率对EFE调制的费米能的线性依赖性被解释为无质量狄拉克费米子的电子-声子耦合。
2006-12-28 cond-mat.mes-hall
Tuning the supercurrent distribution in parallel ballistic graphene Josephson junctions
本研究构建了平行石墨烯带与超导MoRe接触的可调弹道Josephson结系统，通过静电栅调控超流实空间分布，利用Fourier和Hilbert变换提取电流密度分布，提出的快速通用方法可用于精细调节Josephson结。
2023-10-18 cond-mat.mes-hall
MoS2: a Choice Substrate for Accessing and Tuning the Electronic Properties of Graphene
石墨烯研究和应用中的持久挑战之一是其载流子对外部扰动的极端敏感性，特别是由衬底引入的那些。迄今为止最好的可用基底，石墨和hBN，仍然存在局限性：石墨是金属的，不允许门控，而hBN和具有与石墨烯的晶格结构紧密匹配的晶格结构的石墨两者都可能导致显著的能带结构重构。在这里，我们表明，剥离的MoS 2的原子级光滑表面提供了对石墨烯的固有电子结构的访问，而没有这些缺点。使用扫描隧道显微镜和朗道能级光谱在一个设备配置，允许调整载流子浓度，我们发现，二硫化钼上的石墨烯是超平坦的生产长的平均自由程，同时避免能带结构重建。重要的是，可以通过用相对低的栅极电压改变费米能的位置来调谐MoS 2衬底的屏蔽。我们发现，费米能量从间隙的导带的边缘转移引起增强屏蔽和大幅度增加的平均自由程和准粒子寿命。因此，二硫化钼基板提供了独特的机会，以获得石墨烯的固有电子特性，并在原位研究屏蔽对电子-电子相互作用和传输的影响。
2014-09-18 cond-mat.mes-hall
Graphene-based amplification and tuning of near-field radiative heat transfer between dissimilar polar materials
表面声子-极化激元共振在近场能强烈地增强两个表面间的辐射换热。然而，由两种不同材料支持的表面模式之间的光谱失配是导致它们交换的辐射热通量急剧减少的原因。在本文中，我们研究了如何存在的石墨烯片，沉积在支持最低频率的表面波的材料上，允许广泛调谐的辐射热传递，产生放大因子高达一个数量级。通过分析Landauer能量传输系数，我们证明了这种放大是由石墨烯支持的离域等离子体激元和两个石墨烯的表面极化激元之间的相互作用引起的。我们最后表明，我们强调的效果是强大的频率失配方面，铺平了道路，在不同的配置近场辐射传热的主动调谐和放大。
2017-05-04 cond-mat.mes-hall
Floquet engineering of interlayer couplings: Tuning the magic angle of twisted bilayer graphene at the exit of a waveguide
我们介绍了一种新的方法，允许一个完整的控制调制的有效扭转角的变化，在几层范德华异质结构的照射他们与纵波的光在波导的末端。作为一个具体的应用，我们考虑扭曲的双层石墨烯，并表明可以调整魔角更大或更小，允许在原位实验控制的相图和其他相关材料。波导允许人们规避自由空间对不存在光的纵向电场分量的约束。我们建议将扭曲的双层石墨烯放置在波导出口处的特定位置处，使得它受到横向磁模式（TM）波的纯纵向分量的影响。
2020-05-10 cond-mat.mes-hall
Graphene with adatoms: tuning the magnetic moment with an applied voltage
我们表明，在石墨烯与小浓度的吸附原子，总的磁矩$μ_T$可以打开和关闭通过改变费米能量$E_F$，无论是通过施加栅极电压或通过适当的化学掺杂。我们的计算是使用一个简单的紧束缚模型，结合平均场处理的吸附原子上的电子-电子相互作用。通过石墨烯片和吸附原子之间的跳跃强度、吸附原子的原位能量和电子-电子相关能U的强度来控制开启或关闭时刻的$E_F$的值。我们的结果与Nair { \it et al.} [Nat.\ Commun. { \bf 4}，2010（2013）]。
2014-05-29 cond-mat.mes-hall
Analytic approach to magneto-strain tuning of electronic transport through a graphene nanobubble: Perspectives for a strain sensor
我们考虑了在外加磁场和机械应变的叠加作用下，Dirac粒子在石墨烯中的散射。作为一个模型的石墨烯纳米气泡，我们发现精确的解析解的单粒子状态内部和外部的圆形区域提交的领域。最后，我们得到的散射截面的解析表达式，以及通过圆形区域的朗道电流。我们的研究结果提供了一个完整的分析处理通过石墨烯纳米气泡的电子输运，表明物理磁场和应变的组合导致谷极化和过滤的电子电流。此外，我们的分析模型提供了一个明确的计量学原理来测量应变下施加在样品上的受控磁场进行电导实验。
2017-09-04 cond-mat.mes-hall
Tuning transport properties on graphene multi-terminal structures by mechanical deformations
由于石墨烯的高机械柔性和传输特性发生有趣变化的可能性，由碳基材料制成的应变器件已经被推高。已经提出了适当设计的应变系统，以允许优化的传输响应，可以在实验实现中探索。在多终端系统中，不同几何形状的方案之间的比较对于表征由机械变形引入的修改是重要的，特别是如果变形位于系统的中心部分或在大区域中延伸。然后，在本分析中，我们研究了应变对三角形和六边形石墨烯薄片的输运性质的影响，这些石墨烯薄片具有锯齿形和扶手椅形边缘，连接到由半无限石墨烯纳米带形成的三个电子端子。使用格林函数形式主义与圆形重整化方案，和一个单带紧束缚近似，我们发现，共振隧穿传输变得相关，更受本地化变形的六方石墨烯片。此外，三角形系统的变形延伸到引线，如纵向三折叠型，被示出为一个有趣的场景，用于构建纳米级波导的电子电流。
2018-02-26 cond-mat.mes-hall
Magnetic field tuning of terahertz Dirac plasmons in graphene
二维系统的边界和边缘降低了其对称性，并且从电荷输运的观点来看，通常被认为是缺陷。在这里，我们提出了第一个研究的石墨烯等离子体激元在强磁场中的行为，提供了一个不同的视角。我们发现，在微米尺寸的石墨烯磁盘在强磁场的等离子体共振分裂成边缘和体等离子体模式具有相反的色散关系，并在太赫兹频率的边缘等离子体发展越来越长的寿命与增加磁场，尽管潜在的更多的缺陷接近石墨烯边缘。这种不直观的行为是由于增加准一维场致约束和由此产生的抑制的背散射。由于石墨烯的线性能带结构，边缘和体模的分裂速率发展出强烈的掺杂依赖性，这与传统的半导体二维电子气（2DEG）系统的行为不同。我们还观察到一个高阶模式的外观，表明非谐约束潜力，即使在这些定义良好的圆盘。我们的工作不仅为研究石墨烯边缘物理开辟了一条途径，而且还支持石墨烯在可调谐太赫兹磁光器件方面的巨大潜力。
2012-04-19 cond-mat.mes-hall
Cloaking Resonant Scatterers and Tuning Electron Flow in Graphene
我们认为共振散射体与大的散射截面的石墨烯是由门控盘或空位，并表明门控环可以被设计成产生一个有效的电子斗篷。我们还表明，这个相同的计划可以应用于调整电子流的方向。我们的分析是基于电子波函数的连续近似，描述的狄拉克方程的分波展开。利用无质量狄拉克方程的对称化形式，导出了散射体被径向对称势掩盖的一般条件。我们还进行紧束缚计算表明，我们的研究结果是强大的对门电位中存在的障碍。
2015-02-07 cond-mat.mes-hall
Tuning of quantum interference in top-gated graphene on SiC
我们报告的量子干涉测量在顶部栅霍尔条的单层石墨烯外延生长在Si面的SiC，其中实现了从负到正的磁阻的转变，不同的温度和电荷密度。系统地研究了准粒子量子干涉和电子-电子相互作用对磁电阻效应的量子修正。我们分析了影响磁输运的不同散射机制在$-2.0 \times 10^{10}$ cm $^{-2}$到$3.75 \times 10^{11}$ cm $^{-2}$密度区域的贡献，并发现电荷密度对谷内散射时间的显著影响。此外，我们观察到调制的电子-电子相互作用的电荷密度不占目前的理论。我们的研究结果阐明了量子输运在基于SiC的器件中的作用，这将与基于石墨烯的相干电子技术的发展相关。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall
Tuning Optical Conductivity of Large-Scale CVD Graphene by Strain Engineering
应变工程最近被认为是一种有效的方式来定制石墨烯的电性能。在光学领域，诸如应变诱导的各向异性吸收等效应为石墨烯增加了吸引人的功能，为原子级薄光学元件开辟了前景。事实上，石墨烯目前是可弯曲，薄和便携式电子显示器的强烈驱动力中的显着参与者之一，其中其固有的金属，光学透明和机械坚固的性质是主要优势。考虑到石墨烯单层的固有透明度为97.7%，任何小的、可再现的、可控的和潜在可逆的透明度调制都可能对石墨烯作为可行的透明导电电极产生重大影响。如果调制的程度是偏振相关的，则更是如此。在这里，我们表明，在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）衬底上预应变的石墨烯在可见光范围内的透明度表现出作为偏振方向的函数的周期性调制（0.1%），我们将其解释为应变诱导的光学各向异性。各向异性的程度是不同的可逆的外部操纵的水平的预应变。通过光吸收和拉曼光谱独立地监测应变的大小，并且实验观察结果与石墨烯的电子色散中的应变引起的变化所产生的石墨烯的光学电导率的理论预期的修改是一致的。在这项研究中所展示的石墨烯的光学响应的应变灵敏度可以潜在地用于新型超薄光学器件和应变传感应用。
2013-12-29 cond-mat.mes-hall
Tuning the Electronic Structure of Monolayer Graphene/MoS2 van der Waals Heterostructures via Interlayer Twist
我们直接测量了扭曲的石墨烯/MoS 2范德华异质结的电子结构，其中石墨烯和MoS 2都是单层。我们使用阴极透镜显微镜和微探针角分辨光电子能谱测量图像的表面，确定扭转角，并映射这些人工异质结构的电子结构。对于单层MoS 2上的单层石墨烯，所得的能带结构揭示了石墨烯和MoS 2电子态之间不存在杂化。此外，异质结构中的石墨烯衍生的电子结构保持完整，与两种材料之间的扭转角无关。然而，相比之下，发现与MoS 2层相关联的电子结构是扭曲角依赖性的;特别地，MoS 2层在Γ和K处的价带最大值的能量的相对差从大约0到0.2 eV变化。我们的研究结果表明，单层MoS 2内的异质结构成为主要是一个间接的带隙系统的所有扭曲角，除了在30度附近。该结果使得能够在由单层结构组成的范德华异质结构中进行潜在的带隙工程。
2015-11-16 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
Tuning electronic properties in graphene quantum dots by chemical functionalization: Density functional theory calculations
采用密度泛函理论研究了化学功能化的六角和三角形石墨烯量子点的电子能隙和总偶极矩。已经发现，能隙可以有效地调整在选定的集群通过边缘钝化与不同的元素或基团。利用氧的边缘钝化提供了在六边形纳米点中观察到的大能隙的相当大的减小。三角形石墨烯量子点中的边缘态和能隙也可以通过用氟钝化来操纵。总偶极矩强烈地取决于：（a）石墨烯量子点的形状和边缘终止，（b）所连接的基团，以及（c）基团所连接的位置。就形状、边缘终止和连接基团而言，化学修饰的六角扶手椅型量子点具有最高的总偶极矩。根据连接基团的位置，总偶极子可以增加、减少或消除。通过稳定性计算证实了功能化石墨烯量子点的显著特征，即可调谐的能隙和总偶极矩。红外光谱中的正结合能和正频率意味着所有选择的簇在边缘官能化和钝化与各种基团和元素下是稳定的。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall
Wide Effective Work-Function Tuning of Al/SiO$_2$/Si Junction Achieved with Graphene Interlayer at Al/SiO$_2$ Interface
本文通过在 Al/SiO$_2$/n-Si 结界面插入石墨烯夹层，使 Al 电极有效功函数显著增加约 1.04 eV，并基于 Poisson 方程分析证实其源于电子轨道重叠形成的电偶极层，为构建双金属栅 CMOS 电路提供了新途径。
2022-08-20 cond-mat.mes-hall
Tuning the Fano factor of graphene via Fermi velocity modulation
在这项工作中，我们研究了费米速度调制对周期和准周期石墨烯超晶格的Fano因子的影响。我们考虑连续介质模型，并使用传输矩阵方法来求解石墨烯的类Dirac方程，其中静电势，能隙和费米速度是位置x的分段常数函数。我们发现，在存在能隙的情况下，可以通过费米速度的调制来调节Fano因子峰的能量，从而调节Dirac点的位置。因此，Fano因子的峰值可以在实验上用来识别狄拉克点。我们表明，对于较高的费米速度值的Fano因子低于1/3的狄拉克点。此外，我们还发现在周期超晶格中，当费米速度$v_A$和$v_B$交换时，Fano因子峰的位置是对称的，而引入准周期性则失去了对称性. Fano因子通常对于特定的传输机制具有普适值，这表明在石墨烯中控制它的可能性是一个值得注意的结果。
2017-10-30 cond-mat.mes-hall
Tuning a Circular p-n Junction in Graphene from Quantum Confinement to Optical Guiding
无质量的Dirac电子在石墨烯中的运动模拟了光子的传播。这使得有可能用基于几何光学的组件来控制电荷载流子，并导致了全石墨烯电子光学平台的提议。从器件尺寸到纳米尺度的可能性产生的一个悬而未决的问题是如何访问和理解从光输运到量子限制的转变。在这里，我们报告的实现圆形pn结，可以连续调谐从纳米尺度，其中量子效应是占主导地位的，到微米尺度的光导接管。我们发现，在纳米尺度的结电子被困在类似于原子崩溃在超临界电荷的状态。随着结尺寸的增加，向光导的过渡是通过回音壁模式和法布里-珀罗干涉的出现来表示的。跨越量子限制和光导之间的交叉的可调谐结的创建为控制电子输运的新颖设计架构铺平了道路。
2017-05-20 cond-mat.mes-hall
Tension tuning of sound and heat transport in graphene
二维材料中声学声子的热传输与三维晶体中的热传输根本不同，因为面外声子以强烈依赖于张力和弯曲刚度的独特方式传播。由于面内和面外声子池是解耦的，最初的研究表明它们为二维材料中的热传输和储存提供了独立的途径。在这里，我们通过静电力在独立的石墨烯膜中引起张力，并使用光学机械技术来证明它可以改变热传输速率高达33%。使用弹道德拜模型，我们占这些意见和提取的弯曲声学声子的平均弯曲刚度，这与膜的面质量密度近似线性增加，相反，在体结构中看到的立方依赖。因此，我们不仅阐明了声子热传输机制在悬浮的二维材料，但也提供了一个有前途的路线，通过张力控制纳米热传输。
2022-04-14 cond-mat.mes-hall
Enhancement of the Seebeck effect in bilayer armchair graphene nanoribbons by tuning the electric fields
由于这些结构的无间隙特性，已经观察到单层和双层石墨烯片中的塞贝克系数是适度的。在这项工作中，我们证明了这个系数是显着高的准一维结构的双层扶手椅型石墨烯纳米带（BL-AGNRs）由于量子限制效应引起的开放的间隙。我们还发现BL-AGNR的Seebeck系数也可分为3组3 p，3 p + 1，3 p + 2作为能隙。对于12条二聚体线宽的半导体BL-AGNR，Seebeck系数高达707 uV/K，在垂直电场的作用下，Seebeck系数增加到857 uV/K。而在14条二聚体线宽的半金属结构中，Seebeck系数从40 uV/K显著提高到555 uV/K，提高了14倍。此外，由于塞贝克系数总是随着施加电势的增加而增加，因此它揭示了一个吸引人的结果。这种BL-AGNR似乎是非常有前途的应用下一代的电子和热电器件应用的电动门。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
Tuning proximity-induced spin-orbit coupling in graphene/WSe$_{2}$ heterostructures
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；MTA-BME Correlated van der Waals Structures Momentum Research Group（MTA-BME 关联范德华结构动量研究组）；MTA-BME Superconducting Nanoelectronics Momentum Research Group（MTA-BME 超导纳米电子学动量研究组）；Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；National Institute for Materials Science（日本材料科学国家研究所）
通过弱反局域化测量，实验证实石墨烯/WSe$_{2}$异质结构中邻近诱导自旋-轨道耦合强度与扭转角强相关，并验证了机械压力和电场对其的调控。
2026-06-11 cond-mat.mes-hall
Mechanism for graphene-based optoelectronic switches by tuning surface plasmon-polaritons in monolayer graphene
它示出，人们可以探索石墨烯的光学电导率，连同通过施加的栅极电压控制其电子密度的能力，以实现外部电磁辐射和石墨烯层中的表面等离子体激元-极化激元之间的谐振耦合。这开启了通过在全反射和全吸收的状态之间切换来电控制放置在石墨烯层顶部上的棱镜内反射的光的强度的可能性。预测的效果可用于构建基于石墨烯的光电开关。
2011-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suspended graphene variable capacitor
利用可变电容器或变容二极管调谐电路谐振得到了广泛的应用，其中最重要的是无线电信。我们展示了一个机电石墨烯变容管，可变电容器，其中的电容是通过电压控制的悬浮石墨烯膜的密集阵列的偏转调谐。石墨烯单层的低抗弯刚度被用来在超薄结构中实现低致动电压。制造了包括数千个悬架的大型阵列，以提供超过10 pF/mm $^2$的可调电容，高于传统微机电系统（MEMS）技术所实现的电容。在10 V的驱动电压下，实现了55%的电容调谐，超过了传统的MEMS平行板电容器。电容器的行为进行了实验研究，并描述了一个简单的理论模型。使用原子力显微镜（AFM）独立地测量石墨烯膜的机械性质。增加的石墨烯导电性将使紧凑型石墨烯变容管能够应用于射频系统。
2016-04-14 cond-mat.mes-hall
Effect of Dynamical Screening on Single Particle Spectral Features of Uniaxially Strained Graphene: Tuning the Plasmaron Ring
电子屏蔽使石墨烯的线性带重整化，并且在狄拉克点附近，在准粒子谱密度中产生菱形结构。这是电子-等离子体散射过程的结果，该过程产生被称为“等离子体环”的有限动量特征。在这项工作中，我们探讨了单轴应变对这些光谱特征的影响，目的是了解应变如何修改相关性。我们推导和计算的G $_0$ W-RPA水平，这使我们能够识别的钻石几何形状的色散行为，从而电子等离子体散射，在电子-电子耦合强度和施加的应变的大小的变化的谱密度。我们发现，应变的应用改变了几何形状（动量）的电子等离子体散射和重正化超越简单的几何缩放进一步增强这种效果。这些结果表明，等离子体环的性能可以通过单轴应变的应用进行调整，有效地产生更大的精细结构常数，而不需要改变样品衬底。
2013-03-01 cond-mat.mes-hall
Strain-tuning of edge magnetism in zigzag graphene nanoribbons
利用量子Monte-Carlo方法研究了锯齿型石墨烯纳米带边缘磁性的应变调谐。我们密集的数值计算结果表明，一个相对较弱的库仑相互作用可以诱导一个铁磁的行为与适当的应变，和边缘的磁性可以大大增强沿锯齿形边缘的应变增加，这提供了另一种方式来控制石墨烯磁性，即使在室温下。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tuning the proximity effect in a superconductor-graphene-superconductor junction
我们已经在原位调谐的邻近效应在一个单一的石墨烯层耦合到两个Pt/Ta超导电极。通过器件的退火电流改变了电极/石墨烯界面的透射系数，增加了多次Andreev反射的可能性。重复的退火步骤改善了接触，足以在石墨烯中诱导约瑟夫森电流。
2009-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning the pseudospin polarization of graphene by a pseudo-magnetic field
蜂窝晶格的一个有趣的特性是由于机械变形而出现的伪磁场。在石墨烯的情况下，从这个伪磁场产生的朗道量子化已经使用扫描隧道显微镜测量。在这里，我们表明，一个签名的伪磁场是一个局部的亚晶格对称性破缺观察到的局部状态密度的重新分布。这可以被解释为由于应变诱导的伪磁场引起的石墨烯的伪自旋的极化，类似于真实自旋在磁场中的对准。我们揭示了这种亚晶格对称性破缺的可调应变石墨烯使用的扫描隧道显微镜的提示。尖端局部地从SiO $_2$支撑物提升石墨烯膜，如通过$I(z)$曲线的增加的斜率可见的。提升的量与分子动力学计算一致，其揭示了尖端下的高斯形状的变形石墨烯区域。由变形引起的伪磁场作为亚晶格对称性破缺变得可见，其与应变变形的提升高度成比例，并且因此与伪磁场强度成比例。它的大小是定量再现的分析和紧束缚模型，揭示了1000 T的领域。这些结果可能是一个有效的太赫兹谷滤波器的起点，作为谷电子学的基本元素。
2017-03-06 cond-mat.mes-hall
Observation of Electrically Tunable van der Waals Interaction in Graphene-Molecule Complex
范德华力（vdW）相互作用在表面-分子相关现象中起着基本作用。调节vdW复合物中的相关电荷涨落是调节原子表面分子相互作用的一种可行方法。我们报告的vdW相互作用的石墨烯-CO $_2$复合物相结合的第一性原理计算与vdW交换相关密度泛函和时间评估测量的CO $_2$分子吸附/脱附下的石墨烯电场。配合物内的场依赖性电荷转移揭示了CO $_2$从受体到供体的可控调谐。同时，吸附分子的构型-与石墨烯的平衡距离和O-C-O键角-被相应地修改。电可调谐性的范围是每种类型的分子的独特特征。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall
A Mechanically Tunable Quantum Dot in a Graphene Break Junction
石墨烯量子点（QD）作为下一代量子电子器件的平台被广泛研究。在单层石墨烯QD中的传输性质的微调，特别是相对于隧道势垒的独立调制，仍然具有挑战性，并且通常使用静电门控来解决。我们研究了背栅石墨烯机械断裂结中的电荷输运，揭示了当石墨烯收缩中的纳米间隙打开时，单个高质量量子点的库仑阻塞物理特性。通过机械控制新形成的石墨烯纳米间隙的距离，我们实现了隧道耦合到漏电极的可逆可调谐性达五个数量级，同时保持源极-QD隧道耦合常数。这些发现表明，隧道耦合不对称性可以通过机械调谐旋钮进行显着调制，并对未来石墨烯基设备的开发具有重要意义，包括能量转换器和量子量热计。
2020-02-10 cond-mat.mes-hall
Theory of pump-probe photoemission in graphene: Ultrafast tuning of Floquet bands and local pseudospin textures
用短脉冲激光控制固体的物理性质是超快材料科学的一个诱人的前景。在连续波高频圆偏振激光驱动下，可以诱导出具有准静态能带结构和量子霍尔效应的光-物质耦合新态--Floquet拓扑绝缘体.尽管设想的Floquet拓扑绝缘体需要良好分离的Floquet带，因此需要高频泵浦，但自然的后续问题是用现实的泵浦激光脉冲在石墨烯中产生Floquet样态。在这里，我们预测，在泵浦-探测实验中可以实现的短低频激光脉冲，在狄拉克点和新的赝自旋纹理的局部光谱间隙的状态可以在石墨烯中实现使用圆光偏振。我们证明，时间和角度分辨的光电子能谱可以跟踪这些状态，通过测量相当大的能隙和准Floquet能带，形成飞秒时间尺度。通过分析Floquet能级交叉和附近的狄拉克点的赝自旋纹理的快照，我们确定过渡到新的状态与光学诱导的非平凡的变化，可以导致Berry曲率修正的电输运和磁化的亚晶格混合。
2014-12-05 cond-mat.mes-hall
