Generation and detection of pure valley current by electrically induced Berry curvature in bilayer graphene
谷值是非耗散电子器件的有用自由度，因为即使在绝缘材料中也可以流动的谷值电流不伴随电子电流。我们使用双栅双层石墨烯的霍尔棒几何形状，以电控制破缺的反转对称性或Berry曲率以及载流子密度，以产生和检测纯谷电流。我们发现一个大的非局部电阻和立方标度之间的非局部电阻和局部电阻率在绝缘制度在零磁场和70 K的纯谷电流的证据。在零电导率的极限中的谷电流的电控制允许谷电流从电场的非耗散感应，并且因此为非耗散电子学的进步提供了显著贡献。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable exchange splitting in bilayer graphene on monolayer Cr$_2$X$_2$Te$_6$ with X=Ge, Si, and Sn
采用第一性原理方法研究了双层石墨烯在铁磁多层膜Cr $_2$ X $_2$ Te $_6$（X=Ge，Si，Sn）上的电子能带结构和邻近交换效应.在每种情况下，异质结构的本征电场在石墨烯双层中诱导约10 meV的轨道间隙。邻近交换是强烈的波段依赖性。例如，在Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$的情况下，双层石墨烯的低能价带具有8 meV的交换分裂，而低能导带的分裂小30倍（0.3meV）。这种显著的差异源于与铁磁基底的层依赖性杂交。值得注意的是，施加几V/nm的垂直电场可以逆转交换，使我们能够有效地打开和关闭双层石墨烯中的邻近磁性。这样的场效应对于铁磁绝缘体上的范德华双层来说应该是通用的，为基于自旋的设备开辟了新的可能性。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall
Electrically driven spin torque and dynamical Dzyaloshinskii-Moriya interaction in magnetic bilayer systems
用电的方法有效地控制磁性是当前自旋电子学研究的一个中心问题，这为设计集成自旋电子器件提供了机会。然而，最近的研究方法大多是基于电流注入，它们不可避免地伴随着相当大的能量损失，通过焦耳加热。在这里，我们从理论上提出了一种方法来施加自旋力矩到磁性双层系统的应用电压通过利用Rashba自旋轨道相互作用。转矩类似于众所周知的电流感应转矩，提供类似的磁性可控性，但没有焦耳加热能量损失。扭矩也被证明是作为一个界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，使我们能够激活和创造非共线磁性像skyrmions通过电压的应用。我们的建议提供了一个有效的技术来操纵自旋电子器件的磁化没有焦耳加热能量损失。
2019-07-02 cond-mat.mes-hall
Observation of electrically tunable Feshbach resonances in twisted bilayer semiconductors
扭曲过渡金属双硫族化物双层膜中的莫尔超晶格已经成为利用光学光谱探索强相关性的丰富平台。尽管观察到丰富的莫特-维格纳物理源于周期性势和库仑相互作用之间的相互作用，隧道耦合诱导的电子态杂化的情况下，确保了在这些实验中的经典层自由度。在这里，我们调查的MoSe $_2$ homobilayer结构的层间相干隧穿和层选择性的光学跃迁允许电场控制的操纵和测量的层赝自旋的基态空穴。在这个系统中的定性新现象的一个引人注目的例子是我们观察到的电可调的二维费什巴赫共振激子空穴散射，这使我们能够控制激子和空穴之间的相互作用的强度位于不同的层。我们的研究结果使迄今尚未探索的可能性，光学调查的多体物理，以及实现退化玻色-费米混合物与可调的相互作用，而不直接暴露的巡回费米子光场。
2021-05-09 cond-mat.mes-hall
Giant Shift Current in Electrically-Tunable Superlattice Bilayer Graphene
研究电可调超晶格双层石墨烯中巨位移电流的产生机制及调控方法
2025-08-14 cond-mat.mes-hall
Screening of the band gap in electrically biased bilayer graphene: From Hartree to Hartree-Fock
本文研究电偏置双层石墨烯中带隙的自屏蔽效应，推导出Fock贡献并证明其在低密度区域比Hartree贡献更重要，进而计算了Hartree-Fock屏蔽带隙随掺杂和温度的变化。
2025-05-07 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
Electrically tunable and enhanced nonlinearity of moiré exciton-polaritons in transition metal dichalcogenide bilayers
本文建立了TMD双层中莫尔激子极化子非线性光学响应的微观理论，揭示了由各向异性库仑相互作用和Umklapp散射引起的增强非线性，并证明可通过外加电场将吸引型非线性调控为排斥型，为非线性极化子器件提供了可控平台。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall
Bias-dependent D'yakonov-Perel' spin relaxation in bilayer graphene
本文用解析和数值方法计算了双层石墨烯中杂质随机散射（D 'yakonov-Perel'机制）引起的自旋进动对电子自旋弛豫时间的影响。由于带结构的三角形翘曲，自旋弛豫时间表现出一个有趣的非单调行为的费米能量和层间偏置电位的函数。我们的研究结果与最近的四探针测量的双层石墨烯的自旋弛豫时间是一致的，并表明电开关自旋器件的可能性。
2012-02-09 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Fine Structure of Negatively Charged Excitons in Gated Bilayer Graphene Quantum Dots
本文预测了门控双层石墨烯量子点中带负电激子的精细结构，通过原子层面方法计算超百万原子结构的波函数并求解类Bethe-Salpeter方程，发现其具有由谷和自旋自由度产生的十个态，并提议利用发射光谱温度依赖性提取该精细结构。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall
Proximity-induced diversified magnetic states and electrically-controllable spin polarization in bilayer graphene: Towards layered spintronics
与单层石墨烯相比，Bernal堆叠的双层石墨烯（BLG）中的电子具有额外的层自由度，这为在邻近感生磁性的帮助下开发{ \it层状自旋电子学}提供了平台。基于一个有效的唯象模型，我们系统地研究了这种磁性对费米能级附近自旋相关的能带结构的影响，并确定了BLG中由接近磁体引起的磁相.我们表明，自旋极化可以在BLG由于这种邻近效应。这种自旋极化强烈地依赖于磁性的层分布，并且总是可以通过使自旋相关的带边移位并且修改总带隙的栅极电压来控制。我们进一步表明，带自旋极化可以修改的邻近诱导的交错子晶格势。通过充分利用BLG中的层相关磁性，我们提出自旋过滤器、巨磁阻器件和自旋二极管等自旋电子器件可以在全电控下工作，这比普通的磁场控制更容易。
2022-09-25 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable layer-hybridized trions in doped WSe$_2$ bilayers
本文结合微观理论与光致发光实验，研究了自然堆叠WSe₂双层中层杂化三激子的电可调性，揭示了面外电场对三激子态能量排序的调控及层间类三激子斯塔克红移与声子辅助复合增强发光的机制，为电可控原子级薄半导体光电子应用奠定基础。
2024-08-07 cond-mat.mes-hall
A scalable network model for electrically tunable ferroelectric domain structure in twistronic bilayers of two-dimensional semiconductors
在具有对称性破缺界面的二维半导体双层膜中，小角度扭曲的莫尔结构形成具有周期性交替的面外极化的铁电畴阵列。在这里，我们提出了一个网络理论，这种FE域结构的可调谐性，通过施加一个电场垂直于二维晶体。使用多尺度分析，我们推导出一个完全参数化的弦理论描述的畴壁网络，并表明它经历了质的变化，弧后的部分位错像畴壁合并（网络节点附近）成条纹的完美的螺旋位错，这发生在依赖于DWN周期的阈值位移场。
2021-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable and reversible magnetoelectric coupling in strained bilayer graphene
具有破缺反转对称性的六边形二维系统中的谷携带内禀轨道磁矩。尽管如此，这样的系统拥有零净磁化，除非额外的对称性被打破，因为来自两个谷的贡献抵消。通过施加单轴应变以打破晶格的旋转对称性和施加面内电场以打破由于所产生的电流的时间反转对称性，可以诱导非零净磁化。这产生了磁电效应，其强度由磁电敏感性表征，其描述了每单位施加的面内电场的感应磁化。在这里，我们预测Bernal堆叠的双层石墨烯的磁电磁化率的强度作为应变的大小和方向，化学势和层间电场的函数。我们估计，轨道磁化~5400 $μ_{\text{B}}/μ\text{m}^2$可以实现1%的单轴应变和10 $μ\text{A}$偏置电流，这是几乎三个数量级大于以前探测的应变单层MOS $_2$。我们还确定制度，其中的磁电磁化率不仅开关后的层间电场反转的迹象，但也响应于载流子密度的微小变化。利用这种可逆性，我们进一步表明，它是实验上可行的探测效果，使用扫描磁强计。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable stacking domains and ferroelectricity in moiré superlattices
叠层畴是由于层间范德华力和层内弹性力的竞争而在叠层超晶格中形成的，它可以被认为是由于无中心对称双层膜中的局部自发极化而形成的极性畴。我们提出了一个理论模型，它捕捉到的影响，施加电场上的域结构。自发极化和场的耦合导致畴的不均匀弛豫，在非零场下超晶格中出现净极化，这对莫尔周期很敏感。我们表明，介电响应的字段减少堆叠能量，并导致在所有双层软域。然后，我们讨论了最近的铁电性的背景下，我们的模型。
2021-11-15 cond-mat.mes-hall
Origins of transverse voltages generated by applied thermal gradients and applied electric fields in ferrimagnetic-insulator/heavy-metal bilayers
我们比较了铁磁绝缘体/重金属双层（Tm 3Fe 5 O 12/W和Tm 3Fe 5 O 12/Pt）中的热梯度驱动横向电压与室温及以上温度下相应的电驱动横向电阻。我们发现，Tm 3Fe 5 O 12/W的热和电效应可以解释一个共同的自旋电流检测机制，自旋霍尔磁阻（SMR）的物理基础。然而，对于Tm 3Fe 5 O 12/Pt，电驱动的横向电压（平面霍尔信号/异常霍尔信号）的比率远大于相应的热梯度信号的比率，这一结果与单独基于SMR的机制的期望非常不同。我们将这种差异归因于Tm 3Fe 5 O 12/Pt界面处的邻近诱导磁性层。
2022-02-22 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable correlated domain wall network in twisted bilayer graphene
本研究通过玻色化模型分析双层扭转石墨烯畴壁网络，发现层间偏压和屏蔽可调电子相互作用，实现密度波与超导相的电控切换，为低维强关联研究提供平台。
2024-07-19 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Magnetoconductance of Close-Packed CVD Bilayer Graphene Layer Stacking Walls
本文研究密排CVD双层石墨烯层堆叠壁中量子谷霍尔通道的相互作用，发现不同应变源可形成分离良好与密排的LSW，并证明密排LSW束具有电可调磁电导，为可编程量子输运平台提供新途径。
2024-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Flat Bands and Magnetism in Twisted Bilayer Graphene
扭曲的石墨烯双层提供了一个通用的平台，工程超材料与新的新兴性质，利用由此产生的几何莫尔超晶格。已知这种超晶格在微小角度（$α\approx 0.3 ^\circ$）处具有体谷电流，并且在魔角（$α\approx 1^\circ$）处具有平坦带。我们发现，调谐扭转角$α^*\approx 0.8^\circ$产生平坦带远离电荷中性与三角形超晶格周期。当每个莫尔单元掺杂有$\pm 6$电子时，这些能带被半填充，并且电子相互作用产生具有铁磁有序的自旋极化区域的自旋断裂基态（Stoner不稳定性）。层间电场的应用打破了反转对称性，并引入了猝灭磁序的谷相关色散。有了这些结果，我们提出了一个固态平台，实现电可调强相关。
2019-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically inert h-BN/bilayer graphene interface in all-2D-heterostructure FETs
与传统半导体不同，双层石墨烯场效应晶体管（BLG-FET）对由于高k栅极叠层中的带电杂质引起的电势波动非常敏感，因为由外部垂直电场引起的两层之间的电势差是带隙开口背后的物理起源。BLG与层状h-BN绝缘体组装成范德华异质结构已被广泛认可，以实现优异的电输运性能。然而，在h-BN/BLG异质界面的载流子响应特性，控制器件的性能，尚未被揭示，由于不可避免的大寄生电容。在这项研究中，在石英衬底上的全二维异质结构BLG-FET中实现了~1 meV的电势波动的显着降低，这导致在20 K下在~90 meV的小带隙处将截止电流抑制到测量极限。通过电容测量，我们证明了在这种异质界面的电子陷阱/脱陷阱响应被抑制到不可检测的水平在测量频率范围内。电惰性的范德华异质界面为实现未来的BLG电子应用铺平了道路。
2018-09-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Breakdown of self-cleaning mechanism for nanoscale interfacial substances in tiny-angle twisted bilayer graphene
通过堆叠二维（2D）层来实现具有定制特性的高质量范德华（vdW）异质结构需要原子级清洁的界面。由于组成层之间的强粘附力，vdW力可以将捕获的污染物一起驱动成亚微米尺寸的气泡，这使得大的界面区域原子级清洁。这种现象被称为2D系统中的自清洁机制。在这里，我们证明了自清洁机制的纳米级界面气泡在微小角度扭曲的双层石墨烯（TBG）的故障。在微小角度TBG中，由于结构重构，存在域边界的三角形网络。我们的实验表明，当气泡的尺寸与TBG中的AA堆叠区域的尺寸相当时，气泡将主要沿着畴边界的三角形网络移动。当气泡的尺寸小于AA堆积区的尺寸时，气泡由于其较大的面外位移而变得静止并固定在AA堆积区中。我们的研究结果揭示了纳米级界面物质的运动的莫尔超晶格的实质性影响。
2023-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable correlated and topological states in twisted monolayer-bilayer graphene
具有平坦电子能带的扭曲范德华异质结构最近已经成为实现具有非凡程度的控制和可调谐性的相关和拓扑状态的平台。在基于石墨烯的莫尔异质结构中，相关的相图和能带拓扑结构在很大程度上取决于石墨烯层的数量、它们的相对堆叠排列以及封装晶体的外部环境的细节。在这里，我们报告说，扭曲的单层-双层石墨烯（tMBG）的系统主机的各种相关的金属和绝缘状态，以及拓扑磁性状态。由于其低对称性，当施加的垂直电场从双层指向单层石墨烯时，tMBG的相图近似于扭曲双层石墨烯的相图，或者当场反向时，tMBG的相图近似于扭曲双层石墨烯的相图。在前一种情况下，我们观察到的相关态进行轨道驱动的绝缘过渡以上的临界垂直磁场。在后一种情况下，我们观察到出现电可调铁磁性在四分之一填充的导带，与一个大的相关的异常霍尔效应。独特的是，磁化方向可以在零磁场下完全通过静电掺杂来切换。我们的研究结果建立tMBG作为一个高度可调的平台，调查了广泛的可调相关和拓扑状态。
2020-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase coherent transport in bilayer and trilayer MoS2
双层MoS 2是中心对称的半导体，在布里渊区的拐角处的六个谷中具有简并自旋态。已经提出，通过平面外电场破坏这种反转对称性破坏了这种简并性，从而允许在具有电场的双层MoS 2中以电学方式操纵自旋和谷寿命。在这项工作中，我们报告的相位相干传输特性的双门单，双，三层二硫化钼。我们观察到一个类似的交叉从弱本地化弱反本地化，从中我们提取的自旋弛豫时间作为电场和温度的函数。我们发现自旋弛豫时间与动量弛豫时间成反比，这表明尽管D 'yakonov-Perel机制具有中心对称性，但在所有器件中都占主导地位。此外，我们没有发现电场诱导的自旋轨道耦合强度的变化的证据。这表明，层间耦合是足够弱的，电子掺杂的二硫属化物多层膜的行为电去耦单层。
2019-04-18 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable ultrafast dynamics and interactions of hybrid excitons in a 2D semiconductor bilayer
本研究在电调控范德华同质双层中实现对偶极层杂化激子非线性特性的可控调节，揭示其库仑相互作用规律与动力学可调性，为二维材料中激子相关量子现象研究提供支撑。
2025-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable valley dynamics in twisted WSe$_2$/WSe$_2$ bilayers
扭曲自由度为设计范德华异质结构的电学和光学性质提供了一个强有力的新工具。在这里，我们表明，扭转角可以用来控制过渡金属dichalcogenide双层的自旋谷属性，通过改变在两个层中的谷的动量对齐。具体地说，我们观察到扭曲的WSe $_2$ /WSe $_2$双层的层间激子表现出高（>60%）的圆极化度（DOCP）和长的谷寿命（>40 ns）在零电场和磁场。谷寿命可以通过静电掺杂调节超过三个数量级，使得DOCP能够从n掺杂状态中的~80%切换到p掺杂状态中的<5%。这些结果为可调手性光-物质相互作用开辟了新的途径，使利用谷自由度的新型器件方案成为可能。
2019-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrically tuned topology and magnetism in twisted bilayer MoTe$_2$ at $ν_h=1$
该研究理论绘制 ν_h=1 扭转双层 MoTe$_2$ 随扭转角和层间电势差变化的相互作用量子相图，揭示电场诱导的拓扑与磁性转变及自旋手性电开关。
2024-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of Electrically Tunable van Hove Singularities in Twisted Bilayer Graphene from nanoARPES
通过在费米能附近放置一个态密度的奇点来触发相关现象的可能性，仍然是一个有趣的途径来工程量子材料的性质。扭曲的双层石墨烯是这方面的关键材料，因为由旋转的石墨烯层产生的超晶格引入了范霍夫奇点和费米能附近的平坦带，导致出现许多相关相，包括超导性。虽然已经探索了这些属性的扭曲角依赖性，在很宽的能量范围内的超晶格带的静电控制的直接演示，到目前为止，严重缺失。这项工作研究了一个功能扭曲的双层石墨烯器件，使用在操作中的角度分辨光电发射与纳米聚焦光斑。选择12.2 $^{\circ}$的扭转角，使得超晶格布里渊区足够大，以能够识别动量空间中的范霍夫奇点和平坦带段。在0.4 eV的能量范围内提取这些特征的掺杂依赖性，扩展了扭曲角和掺杂的组合，其中它们可以被放置在费米能处，从而在扭曲的双层石墨烯中诱导新的相关电子相。
2020-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Inverse Spin-Hall Effect in Ultrathin Ferromagnetic/Normal Metal Bilayers
我们测量电检测铁磁共振图案化的超薄Co/Pt双层微器件。自旋泵和整流电压的观察和区分通过它们的角度依赖性。当钴厚度减小到2nm以下时，自旋泵浦电压显示出意想不到的增加。这种增强允许更有效地转换的自旋电荷电流和激励的理论建模的依赖表面粗糙度的杂质散射。
2012-10-18 cond-mat.mes-hall
Electrically Controlled Two-Dimensional Electron-Hole Fluids
我们研究了双栅电子空穴双层膜的电子性质，其中两层被完全不透明的隧道势垒隔开。结合静电和热力学分析与平均场论估计的相互作用系统的化学势，我们解释了两个栅极电压上的电子和空穴密度的依赖关系。由于电子和空穴在中性时都发生化学势跳跃，因此在栅极电压参数空间中存在电子和空穴密度相等的有限区域。在这种情况下，电子-空穴对密度仅取决于两个栅极电压之和。我们能够解释最近的实验研究电控双层允许层间隧穿和使用非平衡稳态传输图片。
2020-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-orbit torque opposing the Oersted torque in ultrathin Co/Pt bilayers
采用电驱动铁磁共振技术研究了Co_2Co/Pt双层膜中的电流感生转矩。的角度依赖的共振，检测整流效应作为电压，进行了分析，以确定的对称性和相对大小的自旋轨道扭矩。观察到反阻尼（Slonczewski）和类场转矩。随着铁磁体厚度从3 nm减小到1 nm，类场转矩的符号反转。这一观察结果与超薄双层中Rashba自旋轨道力矩的出现是一致的。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Interband Collective Excitations in Biased Bilayer and Trilayer Graphene
研究预测偏置双层与三层石墨烯中存在源于带间激子响应、可电调控的石墨烯-激子-极化激元，其遵循普适色散且限制因子可超过石墨烯等离激元。
2025-02-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Atypical sliding and Moire ferroelectricity in pure multilayer graphene
本研究通过第一性原理证明，层数大于3的纯多层石墨烯可通过跨层堆叠对称性破缺实现滑移铁电性，其莫尔图案具有非零净极化且可电学切换，为二维铁电材料设计提供新途径。
2023-05-12 cond-mat.mes-hall
Electrically controlled interlayer trion fluid in electron-hole bilayers
本文在二维范德华电子-空穴双层中实验实现电控层间三离子流体，可通过静电门控连续调控多种关联流体态，并支持tetrons、pentons等高阶复合物。
2023-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Continuously control of polarization via electrically driven long-distance superlubric sliding
School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）
该研究提出将超润滑性与滑动铁电性结合的设计，实现了可连续调控的低势垒超润滑铁电结构，为人工突触器件及相关实际应用提供了新方案。
2026-08-24 cond-mat.mes-hall
Quantum-Enhanced Tunable Second-Order Optical Nonlinearity in Bilayer Graphene
二阶光学非线性过程涉及两个电磁波的相干混合以产生新的光学频率，其在诸如超快激光系统、整流器、调制器和光学成像的各种应用中起核心作用。然而，由于缺乏合适的非线性材料，中红外（MIR）区域的进展受到限制。人们希望开发一种具有强的、电可调谐的二阶光学非线性的鲁棒系统。在这里，我们从理论上证明，AB堆叠的双层石墨烯（BLG）可以表现出巨大的和可调的二阶非线性极化率χ^（2），一旦施加面内电场。χ^（2）可以从0到~ {10^5 pm/V}进行电调谐，比广泛使用的非线性晶体AgGaSe 2大三个数量级。我们发现，由于BLG独特的电子光谱，两个不同的量子增强双光子过程产生了异常大的χ^（2）。BLG的可调谐电子带隙在χ^（2）的共振上增加了额外的可调谐性，其对应于上转换光子的范围从约2.6 μm到约3.1 μm的可调谐波长。结合原子薄BLG的高电子迁移率和光学透明性，我们的方案提出了一个新的制度的非线性光子学的基础上BLG。
2012-01-10 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Localized versus Delocalized Intralayer Moiré Excitons and Trions in a Twisted MoS$_2$ Bilayer
在扭曲的范德华同质和异质结构中，莫尔超晶格诱导的子带控制着它们的光学和电学性质，从而产生额外的自由度，如扭曲角。在这里，我们证明了在扭曲的双层的H型堆叠在边缘扭曲角的MOS $_2$层内激子和trions的云纹超晶格效应。我们确定的发射从本地化和多个离域子带的层内莫尔激子，并显示其电调制相应的trion形成。莫尔激子的振子强度的电控制也导致共振拉曼散射的强可调谐性。我们发现，栅极诱导的掺杂显着调制的电子莫尔电位，但离开激子莫尔约束不变。这种效应，再加上通过调节光激发密度的可变莫尔陷阱填充，使我们能够描绘出局域和离域莫尔条纹的不同相位。我们证明了莫尔激子表现出强烈的谷相干性，在一个惊人的非单调的W-形状与门控由于运动变窄的变化。这些观察从同步静电控制的准粒子依赖的莫尔势将导致在莫尔超晶格中的可调谐多体现象的激发效应。
2022-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Scattering of topological kink-antikink states in bilayer graphene structures
带隙的双层石墨烯可以支持由于施加到石墨烯层的扭结栅极电势而存在的带隙内状态。处于这些状态的电子显示谷动量锁定，这使得它们对拓扑谷电子学具有吸引力。在这里，我们表明，扭结-反扭结局部电位使调制散射的拓扑电流。我们发现，扭结-反扭结耦合导致的结电导的异常步骤。此外，当收缩从传播模式分离，形成一个环，电导揭示了系统的能谱。值得注意的是，这些扭结-反扭结装置还可以通过调整中央门来作为具有微小磁场的谷滤波器。
2021-10-12 cond-mat.mes-hall
Direct Imaging Strain-field Vortex Networks in Twisted Bilayer Graphene Magnified by Moiré Superlattices
在二维扭曲双层膜中，范德华（vdW）层间相互作用通过局部旋转晶格在界面处引入原子尺度的重构，从而在其莫尔超晶格中形成应变场涡旋网络。然而，直接成像应变场涡旋的微小局部晶格旋转需要极高的空间分辨率，是实验中的一个突出挑战。在这里，引入了最顶部的小周期石墨烯莫尔图案，以放大晶格的亚埃扭曲和底层扭曲双层石墨烯（TBG）中的微小局部晶格旋转。通过对底层TBG的原子尺度重构，最顶层石墨烯莫尔图案的局部周期和低能van Hove奇点在空间上被修改，从而实现应变场涡旋网络的真实空间成像。我们的研究结果表明，结构重建的vdW系统可以提供一个独特的衬底空间工程支持的二维材料的结构和电子性能。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Configurable Electrostatically Doped High Performance Bilayer Graphene Tunnel FET
提出了一种基于双层石墨烯的静电掺杂隧道场效应晶体管（BED-TFET）。与边缘状态恶化关断状态性能的石墨烯纳米晶体管TFT不同，BED-TFT基于由源极、沟道和漏极区中的垂直电场引起的不同带隙而操作，而没有任何化学掺杂。晶体管的性能进行了评估，通过自洽量子输运模拟。该器件具有几个优点：1）超低功耗（VDD=0.1V），2）高性能（ION/IOFF>104），3）陡峭的亚阈值摆幅（SS<10 mv/dec），以及4）在制造后可在N-TFET和P-TFET之间电配置。在这里，BED-TFET的工作原理和它的性能灵敏度的器件设计参数进行了研究。
2016-05-05 cond-mat.mes-hall
Tunneling Spectroscopy of Quantum Hall States in Bilayer Graphene PN Networks
强磁场作用下的二维电子系统形成量子霍尔边缘态，该边缘态以无耗散电流沿样品边界传播。设计这些传播的一维手征模式的路径使得能够研究相邻QH状态之间的量子隧穿。在这里，我们报告双层石墨烯中QH边缘态的空间控制网络中的隧穿输运。我们观察到共振隧穿共同传播的QH边缘之间的障碍形成的电定义的不可压缩带。采用光谱隧道测量，使直接探测的空间分布，态密度，和压缩性的QH边缘状态与前所未有的能量分辨率。设计QH边缘网络的能力为构建由丰富的底层物理支持的未来量子电子设备提供了机会。
2017-11-08 cond-mat.mes-hall
Switching spin filling sequence in a bilayer graphene quantum dot through trigonal warping
通过电门控操纵三角畸变效应，在双层石墨烯量子点中实现了可切换的电子壳层结构和自旋填充顺序，展示了电学控制自旋自由度的可能性。
2025-01-13 cond-mat.mes-hall
Collective excitations and plasmon spectrum in twisted bilayer graphene near the magic angle
具有微小旋转角的扭曲双层石墨烯由于具有非常规的超导和相关绝缘行为而引起了人们的极大关注。本文采用全紧束缚模型研究了扭曲双层石墨烯在魔角附近的集体激发。极化函数由紧束缚传播方法得到，无需对哈密顿矩阵进行对角化。在考虑原子弛豫的情况下，在室温和超导转变温度下，在魔角附近发现了阻尼和无阻尼的带间等离激元模。特别地，在超导转变温度下，在魔角扭曲的双层石墨烯中可以直接探测到窄带中的无阻尼等离子体激元模式。无阻尼等离子体激元模式是可调的角度和逐渐消失的温度和化学势。在实践中，扭曲双层石墨烯中的平带可以通过从测量的能量损失函数探索集体等离子体来检测。
2020-10-27 cond-mat.mes-hall
Electronic topological transition in sliding bilayer graphene
我们从理论上证明了当层间任意方向发生极其微小的横向位移时，双层石墨烯的能带和费米面的拓扑结构会发生非常敏感的跃迁。这一现象源于滑动运动在狄拉克哈密顿量中产生了有效的非阿贝尔矢量势。由于有效的非阿贝尔规范场和与无质量电子相关的Berry相之间的独特相互作用，跃迁的特性（如无质量狄拉克费米子的对湮灭）由滑动方向决定。这种跃迁表现为各种可测量的量，如反常态密度、最小电导率和明显的朗道能级谱。
2011-10-14 cond-mat.mes-hall
Tunable exciton polaritons in biased bilayer graphene
本文提出在微腔中利用偏置双层石墨烯实现电可调谐激子极化激元，通过半经典与量子力学方法预测其可达到强耦合机制，并证明引入epsilon-near-zero材料可进一步增强光-物质相互作用。
2025-02-10 cond-mat.mes-hall
Heterostrain engineering on twisted graphene bilayer around the first magic angle
最近，第一魔角为1.1°左右的扭曲石墨烯双层（TGB）由于能够实现奇异的量子态，如关联绝缘体行为和非常规超导性而引起了人们的广泛关注。在这里，我们精心研究了一系列的TGB周围的第一魔角工程的异质应变，其中每一层是独立的应变。实验结果表明，适度的异质应变能使小角TGB（~ 1.5°）结构演化为应变魔角TGB（θ ~ 1.1°）结构，并呈现出特征的低能平带。这种异质应变甚至可以驱动系统形成具有大变形的四角超晶格的高应变小角TGB（θ << 1.1°），在那里出现了独特的拓扑螺旋边缘态网络。此外，预测的畴壁模式，这是强烈的局域化，并导致从Kagome晶格衍生的六边形三角形混合阻挫晶格，观察到应变微角TGB。
2018-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of an electrically tunable band gap in trilayer graphene
双层石墨烯的显著特征是通过施加垂直电场在电子态中诱导显著的带隙。较厚的石墨烯层也是非常有吸引力的材料。在这些系统中产生带隙的能力具有很大的基本和实际意义。然而，具有典型ABA层堆叠的石墨烯三层的实验和理论研究都揭示了缺乏任何明显的诱导间隙。在这里，我们将这种行为与具有ABC晶体学堆叠的石墨烯三层所表现出的行为进行对比。该结构的对称性类似于AB堆叠的石墨烯双层的对称性，并且如红外电导率测量所示，允许通过施加的电场形成大的带隙。我们的研究结果表明，关键的和迄今为止被忽视的作用，在几层石墨烯的带隙的诱导晶体堆叠顺序。
2011-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable band gap in twisted bilayer graphene
本研究通过密度泛函理论和紧束缚计算揭示了扭双层石墨烯带隙打开的物理机制，并提出利用周期性横向非均匀压力调节莫尔超胞层间跃迁，可打开超过100 meV的大带隙，为实验提供了理论指导。
2024-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Optical Phonon Splittings in Sliding Bilayer Graphene
利用第一性原理计算和一个模型哈密顿量研究了双层石墨烯中两层滑动时电子-声子耦合的变化及其光谱后果。我们的研究表明，长波长的光学声子模式的变化在一个敏感的和不寻常的方式依赖于对称性以及奇偶性的滑动原子结构，相应地，拉曼和红外激活的光学声子模式上的滑动的方向和大小表现不同。声子模的层间电子耦合的重整化被证明是至关重要的，以解释他们的异常行为后的滑动。此外，我们表明，由于滑动的晶体对称性的变化会影响偏振斯托克斯拉曼散射强度，这可以用来检测石墨烯层使用光谱工具的微小错位。
2013-07-24 cond-mat.mes-hall
Moiré quantum well states in tiny angle two dimensional semi-conductors
在微小的角度扭曲的双层膜的MoS $_2$和磷的价带边缘被示出由高度本地化的能级创建的“莫尔量子阱”，即捕获的层间莫尔电位。这些近似均匀间隔的能级表现出丰富的调制电荷密度，在价带最大值处变得超局域化。这种水平的数量和间距是可控的扭曲角和层间相互作用的强度，这表明在二维扭曲半导体量子点的“摩尔工程”有序阵列的可能性。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Asymmetric Schottky Contacts in Bilayer MoS2 Field Effect Transistors
讨论了CVD合成双层MoS 2沟道和Ti肖特基接触的背栅场效应晶体管的高偏置电特性。我们发现，氧化钛接触MoS 2形成整流结的肖特基势垒高度为0.3至0.5 eV。为了解释晶体管的整流输出特性，我们提出了一个基于两个稍微不对称的背靠背肖特基势垒的模型，其中最高电流来自于在电强制结处的镜像力势垒降低，而反向电流是由于接地结处的肖特基势垒限制注入。该器件在5 mWcm-2白光LED光下实现了大于2.5 AW-1的光响应度。通过比较两个和四个探针的测量，我们表明，滞后和持久的光电导所表现出的晶体管的特点的MoS 2通道，而不是Ti/MoS 2接口的影响。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall
On-Demand Spin-Orbit Interaction from Which-Layer Tunability in Bilayer Graphene
自旋轨道相互作用（SOI）是在很宽的范围内可调的门是必不可少的开发新的自旋现象。实现这一制度仍然是难以捉摸的，因为潜在的相对论耦合的弱点，并缺乏其在固体的可调性。在这里，我们概述了一个通用的策略，使特别高的可调谐性的SOI通过创建一个层的自旋轨道场的不均匀性在石墨烯多层膜。施加外部横向电场以在具有强SOI和弱SOI的层之间移动载流子。由于石墨烯层以亚纳米尺度分离，因此可以通过微小的载流子位移实现SOI的极高可调谐性。详细分析了实验相关的情况下，双层石墨烯的半导体过渡金属dichalchogenide基板。在该系统中，可以实现SOI的完全可调谐性，相当于其ON/OFF切换。自旋控制的新机会的例子与电驱动的自旋共振和拓扑相位与不同的量子化固有谷霍尔电导率。
2017-11-13 cond-mat.mes-hall
Long-lived valley states in bilayer graphene quantum dots
本文测量了双层石墨烯量子点器件中谷态的特征弛豫时间，发现其超过500ms且比自旋态长一个数量级以上，证明了双层石墨烯是承载电控长寿命谷量子比特的实用平台。
2024-01-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controlling topology in flux-mismatched Hofstadter bilayers
Texas A&M University（德州农工大学）
本文提出在通量失配的Hofstadter双层中，通过层偏压产生合成Weyl单极子，实现Chern数转移，从而电控拓扑相变和手性输运。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunable p-n junction barriers in few-electron bilayer graphene quantum dots
该研究在双层石墨烯中利用天然 p-n 结实现单量子点静电限制，并证明少电子区域内栅压可单调调控电子隧穿率。
2023-11-01 cond-mat.mes-hall
