Band gaps in graphene via periodic electrostatic gating
很多注意力都集中在使石墨烯半导体化的方法上。我们研究了周期性门控石墨烯在紧束缚模型，并发现，相反的狄拉克方程的基础上的预测，这是可能的，以打开带隙费米能级使用静电门控的石墨烯。然而，与其他周期性调制石墨烯的方法相比，即穿孔石墨烯结构，我们发现所得的带隙明显较小。我们讨论的带隙的栅极电位的大小以及栅极区域的边缘的确切几何形状的复杂的依赖关系。阐明了本征态与栅区重叠的作用。考虑到更现实的栅极电位，我们发现，引入平滑的电位分布，即使在一个范围内的一个多一点的碳原子，可达到的带隙显着降低。
2012-03-16 cond-mat.mes-hall
Local Gating of an Ir(111) Surface Resonance by Graphene Islands
研究了石墨烯岛对Ir（111）表面电子结构的影响。扫描隧道光谱（STS）表明在Ir（111）表面上的单层石墨烯下方存在结合能为-160meV和有效质量为-0.18m_e的二维电子气。密度泛函计算表明，STS功能主要是由于类孔的Ir（111）衬底的表面共振。纳米尺寸的石墨烯岛充当局部门，其移动并限制表面共振。
2012-05-09 cond-mat.mes-hall
Room-temperature gating of molecular junctions using few-layer graphene nanogap electrodes
我们报道了一种在室温下稳定的可门控分子结的制备和测量方法。这些器件是通过在反馈控制的电燃烧形成的几层石墨烯纳米间隙内沉积分子而制成的。间隙具有1- 2nm量级的间隔，如从用于隧穿的西蒙斯模型估计的。分子结在室温下显示门控IV特性。
2012-02-07 cond-mat.mes-hall
Substrate Gating of Contact Resistance in Graphene Transistors
金属接触已被确定为实现可行的石墨烯电子器件的关键技术瓶颈。最近，观察到对于具有顶栅和底栅的结构，电子-空穴电导不对称性可以由底栅调制。在这封信中，我们通过假设金属接触和底层石墨烯之间存在有效的薄界面介电层来解释这一观察结果。从量子输运计算占此修改后的静电学的电气结果证实与实验测得的接触电阻。我们的研究表明，金属-石墨烯界面的工程化是降低高性能石墨烯晶体管接触电阻的关键一步。
2011-03-31 cond-mat.mes-hall
Flexural phonon scattering induced by electrostatic gating in graphene
石墨烯具有极高的载流子迁移率，部分原因是其平面镜像对称性抑制了高度占据的声学弯曲声子的散射。石墨烯器件的静电门控可以破坏平面镜像对称性，从而产生与弯曲声子的耦合机制。基于密度泛函理论（DFT）和玻尔兹曼方程，采用第一性原理计算研究了几种栅几何结构和电介质环境下栅诱导单声子散射对迁移率的影响.我们证明，这种散射机制可以是一个流动性的限制因素，并显示如何载流子密度和温度缩放的迁移率取决于静电环境。我们的研究结果可以解释从实验中提取的面内声学声子的高变形势，并进一步表明器件对称性和由此产生的迁移率之间的直接关系。
2017-01-04 cond-mat.mes-hall
Abrupt p-n junction using ionic gating at zero-bias in bilayer graphene
石墨烯是一种很有前途的光电应用候选材料。在这份报告中，一个双栅双层石墨烯FET已经使用静电和电解门控的组合，以形成一个突然的pn结。在所制造的器件的选通曲线中存在两个狄拉克峰，证实了pn结的形成。在低温下，当有意冷冻电解质时，光电压表现出六重模式，表明热电子诱导的光热电效应，这种效应也在使用金属栅极制成的石墨烯pn结中观察到。我们已经观察到，光电压随温度降低而增加，表明超碰撞散射的主导作用。我们的技术也可以扩展到其他2D材料和更精细的功能，这将导致pn结跨越大面积，如超晶格，可以产生更大的光响应。我们的工作创建突变pn结是不同于以前的作品，使用源极-漏极偏置电压与单个离子栅极创建一个空间渐变的pn结。
2017-06-14 cond-mat.mes-hall
Electric gating induced bandgaps and enhanced Seebeck effect in zigzag bilayer graphene ribbons
我们从理论上研究了边栅产生的横向电场和顶、背栅产生的纵向电场对锯齿形双层石墨烯带（Bernal堆叠）能带和输运性质的影响。使用原子紧束缚计算和格林函数的形式主义，我们证明了带隙打开时，任何一个领域的应用，甚至扩大的同时影响下的两个领域。有趣的是，尽管垂直电场被广泛用于控制双层石墨烯中的带隙，但在这里，我们表明，横向场在调制更大范围的带隙和保持良好的电导方面表现出更积极的作用。对于具有16条链线的锯齿形双层石墨烯带，Seebeck效应也被证明强烈增强了约13倍。这些结果可能会激发新的设计的双层石墨烯带使用电子门的设备。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall
Gating monolayer and bilayer graphene with a two-dimensional semiconductor
本文研究用MoS2、MoSe2、WS2和WSe2等二维半导体作为石墨烯器件的栅极，验证其在低温下的有效性，并揭示单栅和双栅结构中的电压钳位、迟滞及缺陷态电荷俘获等限制。
2025-04-11 cond-mat.mes-hall
Field effect and local gating in nitrogen-terminated nanopores (NtNP) and nanogaps (NtNG) in graphene
利用隧道电流方法可以实现单分子生物传感，并有望应用于蛋白质和DNA测序。电极-分子-电极隧穿电流主要取决于分子能级是否参与电子输运。在这里，我们发现，采用DFT和非平衡格林函数形式主义，放置在石墨烯电极之间的苯分子能级的能量受到电极终端的强烈影响。在电极末端形成的依赖于终端的偶极子诱导间隙场效应，这是负责移动的分子水平。我们表明，HOMO是最接近费米能量的氮封端的纳米间隙（NtNG）和纳米孔（NtNP），促进他们作为强有力的候选人单分子传感应用。
2018-12-26 cond-mat.mes-hall
Tunable terahertz reflection of graphene via ionic liquid gating
我们报道了一种高效的石墨烯可调谐太赫兹反射器。通过施加小的栅极电压（高达3V），在室温下使用石墨烯/离子液体结构将石墨烯的反射率从最小0.79%调制到最大33.4%，并且反射调谐在宽光谱范围（0.1 - 1.5THz）内是均匀的。我们的观察是由德鲁德模型，它描述了太赫兹波诱导的带内跃迁在石墨烯解释。石墨烯的这种可调反射率可以有助于宽带THz反射镜、可变形THz反射镜、可变THz分束器和其他光学部件。
2017-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene terahertz modulators by ionic liquid gating
石墨烯的锥形能带结构和高载流子迁移率使石墨烯基太赫兹调制器具有广阔的应用前景。在这里，我们通过离子液体的帮助下，通过电子门控来调节石墨烯的费米能级，以控制THz透射率。研究发现，在太赫兹波段，由于带内跃迁，器件的吸收率和反射率都与可用态密度成正比地增加。在0.1 ~ 2.5 THz的宽频率范围内，单个（或堆叠）器件的紧凑、稳定和可重复的THz透射率调制高达93%（或99%），在室温下施加的电压仅为3 V。
2015-06-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid Graphene/Silicon Schottky photodiode with intrinsic gating effect
我们提出了一种混合装置，由石墨烯/硅（Gr/Si）肖特基二极管与Gr/SiO2/Si电容器并联组成，用于高性能光电探测。该器件通过在低掺杂n型Si衬底上转移商业石墨烯而制成，在可见光范围内实现了高达3 AW^（-1）的光响应和高于3.5 × 10^1/2 cmHz^（1/2）W^（-1）的归一化探测率。该器件表现出超过正向电流的光电流，因为光生的少数载流子，积累在Gr/SiO2/Si电容器的Si/SiO2界面，扩散到Gr/Si结。我们表明，同样的机制，当由于热产生的载流子，虽然通常被忽视或忽视，导致增加泄漏经常测量Gr/Si异质结。在室温下，我们测量到的零偏压肖特基势垒高度为0.52 eV，以及有效理查森常数A**=4 × 10^（-5）Acm^（-2）K^（-2）和理想因子n=3.6，解释了在Gr/Si界面处的薄（<1 nm）氧化层。
2017-01-23 cond-mat.mes-hall
Hexagonal boron nitride/bilayer graphene moiré superlattices in the Dirac-material family: energy-band engineering and carrier doping by dual gating
本文综述hBN/BLG莫尔超晶格的制备与输运，揭示其无电场下CNP能隙、可调能带拓扑及范霍夫奇异性，并通过双栅实现能带工程，展现物理普适性与多样性。
2025-09-26 cond-mat.mes-hall
Strong gate-tunability of flat bands in bilayer graphene due to moiré encapsulation between hBN monolayers
当使用六方氮化硼（hBN）作为石墨烯的衬底时，所产生的莫尔图案产生次级狄拉克点。通过将多层石墨烯封装在对齐的hBN片内，受控的莫尔堆叠可以提供甚至更丰富的益处。使用先进的紧束缚模拟原子松弛的异质结构，在这里，我们表明，在第二狄拉克点的间隙可以打开在选定的莫尔堆叠配置，是独立的异质结构的任何额外的垂直门控。另一方面，选通可以广泛地调谐主狄拉克点处的间隙，并且由此可以相对于次狄拉克点处的莫尔条纹引起的间隙在宽度上强烈地压缩第一莫尔条纹迷你带。我们发现，在hBN封装的双层石墨烯中，这种新的机制可以在适度的门控下导致平坦于10 meV的孤立带，从而为电子控制的强相关态提供了一条方便的途径。
2023-02-02 cond-mat.mes-hall
High-Contrast Electro-Optic Modulation of a Photonic Crystal Nanocavity by Electrical Gating of Graphene
我们展示了一个高对比度的电光调制的光子晶体纳米腔集成的电控单层石墨烯。采用高品质（Q）因子空气槽纳米腔设计用于光场与石墨烯片之间的高重叠。调谐石墨烯的费米能级高达0.8 eV，使其复杂的介电常数，这允许调制的腔反射超过10 dB的摆动电压仅为1.5 V，我们还观察到一个可控的谐振波长偏移接近2 nm的波长为1570 nm和Q因子调制超过3。这些观察允许在不同化学势下的石墨烯复合物介电常数的腔增强测量，与门控下的石墨烯介电常数的理论模型一致。这种基于石墨烯的纳米腔调制证明了石墨烯集成硅光子芯片中高对比度、低功率频率选择性电光纳米腔调制器的可行性。
2012-11-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum Capacitance Induced Non-Local Electrostatic Gating Effect in Graphene
静电门控是现代FET集成电路的核心。通常，为了实现有效的可调谐性，栅电极必须非常靠近导电沟道放置，通常为几纳米。然而，通过放置在远处的栅电极对FET器件的遥控总是非常期望的，因为它不仅降低了器件制造的复杂性，而且能够设计具有新功能的新颖器件。在这里，一个非本地门效应在石墨烯使用近场光学纳米成像和电输运测量报告。在吸附水分子的辅助下，石墨烯的电荷密度可以通过放置在30 μm以上的局域门来有效地调节。所观察到的非局部门控效应最初由在石墨烯中的狄拉克点附近的量子电容导致的具有不同电荷密度的石墨烯区域之间建立的平面内电场驱动。吸附水分子通过屏蔽面内电场和延长跃迁长度，进一步放大和增强了非定域性。该研究揭示了狄拉克电子的非定域现象，为利用二维小态密度材料设计远程控制电子器件奠定了基础。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band Depopulation of Graphene Nanoribbons Induced by Chemical Gating with Amino Groups
石墨烯纳米带（GNRs）的电子性质可以通过化学掺杂来精确调节。在这里，我们证明，氨基（NH $_2$）功能基团连接在手性GNRs（chGNRs）的边缘可以有效地门控chGNRs，并导致金属表面上的价带（VB）去布居。NH $_2$掺杂的chGNR通过使用官能化联蒽前体在Au（111）上的表面合成而生长。扫描隧道光谱解析NH $_2$基团显著上移chGNR的带，导致chGNR的VB开始的费米能级交叉。通过密度泛函理论模拟，我们证实了空穴掺杂行为是由于边缘NH $_2$基团引起的能带上移。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall
30 GHz optoelectronic mixing in CVD graphene
我们报道了一种基于化学气相沉积石墨烯的光电混合器。我们的设备包括在一个共面波导，集成了石墨烯通道，钝化与原子层沉积的Al2O3膜。利用这种新结构，首次展示了商用石墨烯中的30 GHz光电混合。特别是，使用30 GHz的强度调制的光信号和29.9 GHz的电信号，我们显示频率下变频到100 MHz。这些结果在雷达和无线电通信系统的光电子学领域打开了有前途的前景。
2015-12-09 cond-mat.mes-hall
Electrical tunability of terahertz nonlinearity in graphene
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿罗森多夫赫尔姆霍兹中心）；Fakultät für Physik, Universität Bielefeld（比勒费尔德大学物理学院）；Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), BIST & CSIC（加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所（ICN2），BIST与CSIC）；ICFO – Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科学技术研究所）；Fakultät für Physik, Universität Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学物理学院）；Max-Planck-Institut für Polymerforschung（马克斯·普朗克聚合物研究所）；Institut für Optische Sensorsysteme, DLR（德国航空航天中心光学传感器系统研究所）；Institut für Optik und Atomare Physik, Technische Universität Berlin（柏林工业大学光学与原子物理研究所）
本研究展示通过电门控可显著增强石墨烯太赫兹三次谐波生成的功率转换效率，将石墨烯从近线性材料转变为高非线性材料，为超高频电子技术提供基础。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall
Dual Gate Graphene FETs with fT of 50 GHz
提出了一种双栅极石墨烯场效应晶体管，其通过使用静电掺杂来降低接入电阻而显示出改善的RF性能。具有2700 cm 2/Vs的载流子迁移率，50 GHz的截止频率被证明在350 nm的栅极长度的设备。该fT值是迄今为止报道的任何石墨烯晶体管的最高频率，并且在相同栅极长度下也超过了Si MOSFET，说明了石墨烯用于RF应用的潜力。
2009-12-17 cond-mat.mes-hall
Nanoconfined, dynamic electrolyte gating and memory effects in multilayered graphene-based membranes
在各个片之间掺入电解质的多层石墨烯基纳米多孔膜是一种独特的纳米异质结构系统，其中石墨烯中的纳米限制电子和片之间限制的离子在整个膜中紧密耦合。与电解质门控不太可能出现在多层石墨烯堆叠中的一般概念相反，在这项工作中证明了单层石墨烯中的电解质门控效应可以转移到其相应的多层多孔膜。通过限制在纳米孔中的电解质在每个单独的石墨烯片上呈现的这种门控效应提供了用于探测纳米限制的双电层的复杂动力学的实时电方法。这使得能够观察超级电容器中的离子记忆效应，并对超级电容器的充电动力学产生新的见解。这些发现可能会刺激新型纳米离子器件的设计。
2019-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Proximity-induced magnetization in graphene: Towards efficient spin gating
通过将石墨烯与金属铁磁体接触，可以在室温下通过磁邻近效应在石墨烯中诱导栅极可调谐的自旋相关性质。由于与金属衬底的强化学键合使得选通无效，因此需要插入钝化层。先前考虑的钝化层导致狄拉克点远离费米能级的大位移，使得需要不切实际的大栅极场来调谐石墨烯中的自旋极化。我们发现，单层的Au或Pt用作Co和石墨烯之间的钝化层，使狄拉克点更接近费米能级。在\Co / \Pt / \Gr体系中，由于费米能级附近的表面能带的存在，石墨烯中的邻近诱导自旋极化及其栅极控制被强烈增强。此外，狄拉克点的移动可以完全消除通过选择在钝化层中的亚单层覆盖。我们的研究结果开辟了一条路径，实验实现一个优化的二维系统与门可调自旋相关的属性。
2020-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twist-Angle-Controlled Anomalous Gating in Bilayer Graphene/BN Heterostructures
Université Paris-Saclay, CNRS, Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N)（巴黎萨克雷大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究所）
通过控制双层石墨烯/氮化硼异质结构的扭角，实现了异常门效应的开关控制，揭示了角度对齐对门效应的关键作用。
2025-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Tunable nano Peltier cooling device from geometric effects using a single graphene nanoribbon
基于石墨烯中的曲率诱导掺杂现象，我们提出了一类由几何效应产生的Peltier冷却器件，没有门控。我们展示了如何将石墨烯纳米纤维放置在弯曲的纳米圆柱体阵列上，以创建一个有针对性的可调冷却设备。使用两种不同的方法，不等格林函数（NEGF）的方法和实验输入，我们预测，这样的设备的冷却功率可以接近千瓦/厘米2的顺序，与最知名的技术，使用标准的超晶格结构。这里提出的结构有助于为设计使用几何结构而不是门控来控制设备的石墨烯电子器件铺平道路。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall
Inducing Kondo Screening of Vacancy Magnetic Moments in Graphene with Gating and Local Curvature
在正常金属中，杂质自旋的磁矩在低于特征近藤温度TK时消失。这标志着传导带电子的极化云的形成，屏蔽了磁矩。相反，嵌入绝缘体中的力矩在所有温度下都保持未屏蔽。这就提出了一个关于中间赝能隙系统（如石墨烯）中磁矩命运的问题。在这些系统中，局域磁矩和导带电子之间的耦合被预测为驱动局域磁矩相和近藤屏蔽单重态相之间的量子相变，如图1A所示。然而，试图通过实验证实这些预测及其有趣的后果，如静电调谐磁矩的能力，一直难以捉摸。在这里，我们报告的近藤屏蔽和量子相变之间的屏蔽和未屏蔽阶段的空位磁矩在石墨烯的观察。使用扫描隧道显微镜（STM），光谱（STS）和数值重整化群（NRG）计算，我们确定了近藤屏蔽的光谱特征和映射的量子相变作为耦合强度和化学势的函数。我们表明，耦合强度可以通过局部曲率的变化来调整，而且这种过渡使得有可能用栅极电压打开和关闭磁矩。
2019-07-20 cond-mat.mes-hall
Manipulating the voltage drop in graphene nanojunctions using a gate potential
石墨烯是一种有吸引力的电极材料，可以接触纳米结构到分子尺度，因为它可以被静电门控。门控可用于控制纳米结中的掺杂和能级对准，从而影响其电导。在这里，我们调查的影响，静电门在石墨烯电极之间的纳米结在有限的偏置操作。使用第一性原理量子输运模拟，我们表明，跨\emph{symmetric}结的电压降的变化显着，可控的门控系统相比，非门控结。特别地，对于\emph{p}型（\emph{n}型）载流子，电压降位于靠近具有正（负）极性的电极，即，结的电势被钉扎到负（正）电极。我们将这种行为追溯到狄拉克点附近石墨烯态密度的消失。由于静电门控，每个电极在两个不同电极费米能量之间的偏置窗口中暴露不同的状态密度，从而导致器件两端的电压降的不对称性。当载流子由栅极或掺杂剂原子诱导时，发现这种选择性钉扎与器件长度无关，这表明基于石墨烯电极的电子电路的一般效应。我们设想这可以用于控制石墨烯纳米结构中焦耳加热的空间分布，并且可能控制高电势梯度周围的化学反应速率。
2015-11-03 cond-mat.mes-hall
Tunable moiré bandgap in hBN-aligned bilayer graphene device with in-situ electrostatic gating
本研究利用空间和角度分辨光电子能谱直接观察双层石墨烯带隙，通过原位静电门控和hBN对准引入的莫尔势分别实现高达100 meV和约20 meV的可调带隙，为石墨烯电子器件设计提供定量指导。
2024-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature Dependence of Electric Transport in Few-layer Graphene under Large Charge Doping Induced by Electrochemical Gating
在大的电荷掺杂的单层和几层石墨烯的电输运性质的温度依赖性是非常感兴趣的散射过程的研究主导的电导率在不同的温度下，并在理论上预测的可能性，以达到超导状态在这种极端条件下。在这里，我们展示了在低至3.5 K的3层、4层和5层石墨烯器件中获得的结果，其中通过采用新型聚合物电解质溶液进行电化学门控，已经达到了高达约6.8x10^14 cm^（-2）的大表面电荷密度。与最近在单层石墨烯中获得的结果相反，在20 K和280 K之间的薄层电阻的温度依赖性显示了T^2分量的低温优势-这可能与电子-电子散射有关-并且在大约100 K时，与经典的电子-声子区域交叉。出乎意料的是，这种交叉并没有显示出对感应电荷密度的任何依赖性，即对费米能量的大调谐。
2015-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of a perpendicular magnetic field on bilayer graphene under dual gating
本文研究双栅 AB-BLG 在垂直磁场下的弹道与扩散输运，揭示透射、反 Klein 隧穿、电导率振荡及中性点行为随磁场和能量的变化规律。
2024-02-28 cond-mat.mes-hall
Iterative approach to arbitrary nonlinear optical response functions of graphene
二维材料构成了一个令人兴奋的平台，非线性光学与大的非线性，可调的门控。因此，已经在例如石墨烯和过渡金属二硫属化物中观察到栅极可调谐谐波产生和强度依赖性折射，其电子结构由（大量）狄拉克方程精确建模。我们利用这个模型的简单性，并在这里证明，任意非线性响应函数遵循一个简单的迭代方法。这种方法的功率说明谐波产生和强度依赖的折射，都计算到第九阶的泵浦场的解析表达式。此外，结果允许任意的带隙和门控电位。作为示例性应用，我们考虑（i）在带隙和无隙石墨烯中三次和五次谐波产生的栅极依赖性，（ii）石墨烯的强度依赖性折射率高达九阶，以及（iii）高次谐波产生的强度依赖性。
2019-01-23 cond-mat.mes-hall
Self-biased Reconfigurable Graphene Stacks for Terahertz Plasmonics
石墨烯的栅极可控复合导电性为太赫兹和中红外频率的可重构等离子体提供了前所未有的机会。然而，对靠近石墨烯的门控电极和该方法为石墨烯导电性提供的单个“控制旋钮”的要求限制了石墨烯可控等离子体器件的实际实现和性能。在此，我们报告了由两个或多个石墨烯单层组成的石墨烯堆叠，这些石墨烯单层被电薄层隔开，并为它们的表征提供了一个简单而严格的理论框架。在第一实施方式中，两个石墨烯层彼此选通，从而表现为可控的单个等效层，但没有任何附加的选通结构。其次，我们表明，添加额外的栅极-第三个石墨烯层或外部栅极-允许独立控制堆栈内的每一层的复电导率，因此提供了对堆栈等效复电导率的增强控制。所提出的概念首先进行理论研究，然后通过实验证明，允许提取的参数的每一层独立和任意预掺杂的详细程序。这些结果被认为有助于开发具有增强性能和重新配置能力的太赫兹和中红外等离子体激元设备。
2015-03-02 cond-mat.mes-hall
Graphene Zero-Bias Sub-Terahertz Turnkey Detector with Above 43 GHz Bandwidth
National Research University Higher School of Economics（国立高等经济大学）；Moscow Pedagogical State University（莫斯科师范大学）；Programmable Functional Materials Lab, Center for Neurophysics and Neuromorphic Technologies（可编程功能材料实验室，神经物理与类脑技术中心）；Center for Advanced Studies（高级研究中心）
本研究提出了一种带宽超过43 GHz的石墨烯亚太赫兹探测器，通过优化设计实现零偏压操作，为高速低功耗太赫兹探测器提供了实用解决方案。
2026-07-28 cond-mat.mes-hall
Electron flow in split-gated bilayer graphene
我们目前的输运测量双层石墨烯片均匀背栅和分裂顶栅。电子传输数据表明引导电子流通过纯粹由静电门控限定的石墨烯纳米结构的能力。通过比较不同顶栅几何形状（连续势垒和分裂栅）记录的ECOT数据，观察到的分裂栅传输特性可归因于窄开口内的干扰效应。
2012-07-20 cond-mat.mes-hall
Gate-defined electron interferometer in bilayer graphene
本文提出一种在封装双层石墨烯中完全由静电栅极定义的电子干涉仪，避免了传统刻蚀导致的样品退化，实现了载流子类型和 AB 振荡的栅极调控，并展现出数微米的相干长度，为探索扭曲双层石墨烯中的关联量子态提供了平台。
2022-05-09 cond-mat.mes-hall
Graphene radio: Detecting radiowaves with a single atom sheet
我们提出的实验证据的RF解调的石墨烯单层嵌入在一个共面结构。在100 MHz至25 GHz的频率范围内使用幅度调制输入信号对解调器进行了测试。使用了OdBm（lmW）的输入功率，这是短距离无线通信系统（诸如蓝牙）发射的典型功率。石墨烯解调器在与工业、科学和医疗（ISM）无线电频带（2.4 GHz）相关的频率范围内表现出良好的信号响应。
2012-02-09 cond-mat.mes-hall
Enhanced architectures for room-temperature reversible logic gates in graphene
我们表明，可逆的两个和三个输入的逻辑门，其中我们提到的通用Toffoli门，可以实现与三个倾斜的门控电极图案上的单层石墨烯片。这些低耗散栅极是基于石墨烯中弹道载流子的独特性质，其在传输中诱导带隙的出现以获得适当的势垒。本文提出的增强型结构的可逆逻辑门实现提供了显着的设计简化相比，基于场效应晶体管电路和潜在的高频操作的标准方法。
2014-07-09 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled non-volatile graphene-ferroelectric memory
在这封信中，我们展示了一个非易失性存储器设备的石墨烯FET结构，使用铁电门控。二进制信息，即“1”和“0”，由石墨烯工作通道的高和低电阻状态表示，并且通过使用栅极电压扫描控制铁电薄膜的极化来切换。在我们的石墨烯-铁电混合器件中实现了超过200%的非易失性电阻变化。实验观察解释了静电掺杂的石墨烯的电偶极子在铁电/石墨烯界面。
2009-04-23 cond-mat.mes-hall
Reading and writing charge on graphene devices
我们使用电荷写入和扫描栅显微镜的组合来映射和修改石墨烯场效应器件的局部电荷中性点。我们通过在石墨烯-金属界面上的薄电介质层中写入远程电荷并检测局部电荷中性点的偏移来演示该技术。我们进行静电模拟，以表征一个现实的扫描探针针尖上的石墨烯双层的门控效应，并找到一个很好的协议与实验结果。
2011-11-02 cond-mat.mes-hall
Graphene microwave transistors on sapphire substrates
我们已经开发了在微波频率下工作的蓝宝石衬底上的金属氧化物石墨烯场效应晶体管（MOGFET）。对于单层膜，我们得到的渡越频率高达~ 80 GHz的栅极长度为200 nm，和功率增益的最大频率约为3 GHz的这个特定的样品。鉴于蓝宝石上纳米结构的电荷噪声大幅降低，以及这种材料在低温下的高稳定性和高性能，我们的蓝宝石MOGFET非常适合低温宽带低噪声放大器。
2011-06-27 cond-mat.mes-hall
Temporal Quantum Control with Graphene
我们介绍了一种新的策略，在纳米尺度上控制量子系统的时间演化。我们的方法依赖于石墨烯等离子体的使用，它可以通过外部门在频率上进行电调谐。量子发射器（例如，置于石墨烯纳米结构附近的量子点）与该材料的等离子体激元发生强相互作用，从而在它们的相互作用和量子演化中经历由外部施加的门控电压所指示的时间变化。该方案为在石墨烯的坚固固态环境中实现量子光学器件开辟了一条新的道路。
2012-07-25 cond-mat.mes-hall
30 GHz Zeno-based Graphene Electro-optic Modulator
石墨烯作为一种光电材料引起了人们的极大兴趣，因为它的高载流子迁移率和宽带吸收有望使极快和宽带电光器件成为可能。然而，迄今为止报道的电光石墨烯调制器的带宽被限制在几GHz，因为实现合理的电压摆幅所需的大电容。在这里，我们展示了一种基于经典芝诺效应的石墨烯电光调制器，该调制器显示出大幅提高的速度和效率。我们的器件工作在30 GHz带宽，比以前的工作快一个数量级，最先进的调制效率为1.5 dB/V。我们还展示了石墨烯调制器中的第一个高速大信号操作，为使用该平台的快速数字通信铺平了道路。该调制器独特地使用氮化硅波导，否则完全无源材料平台，具有极低损耗宽带结构和非线性光学的应用前景。
2014-11-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Guiding of Electrons in a Few Mode Ballistic Graphene Channel
在石墨烯中，极快的载流子可以通过电子光学元件（例如波导）来控制，其中transmittance通过波长来调谐。在这项工作中，载流子被引导在一个悬浮的弹道少模式石墨烯通道，由静电门控定义。通过耗尽沟道，观察到电导中的模数和阶跃的减少，直到沟道完全排空。的测量支持紧束缚运输计算，包括完整的样品的静电。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall
GHz nanomechanical resonator in an ultraclean suspended graphene p-n junction
我们展示了弹道石墨烯pn结中的高频机械谐振器。具有两个底栅的全悬浮石墨烯器件在电流退火后表现出弹道双极行为。我们确定的石墨烯质量密度和内置的张力不同的电流退火步骤通过比较测得的机械共振响应的简化膜模型。我们一致地发现，在最后的退火步骤之后，质量密度与纯石墨烯的预期密度相当。在具有高内建张力但仍具有尺寸为3 $\times$ 1 $μm^{2}$的宏观尺寸的石墨烯膜中，在最终电流退火步骤之后观察到1.17 GHz的记录共振频率。我们进一步比较了在单极与双极制度中的一个测量的谐振响应。值得注意的是，共振信号在双极区被强烈增强。这种增强部分地由出现在双极区中的法布里-珀罗共振引起，并且还可能由在微波照射下在石墨烯pn结中非常明显的光电效应引起。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene oxide dielectric permittivity at GHz and its applications for wireless humidity sensing
氧化石墨烯的相对介电常数，其实部和虚部，已被测量在各种湿度条件下在GHz。它表明，相对介电常数随着湿度的增加而增加，由于水分的吸收。氧化石墨烯的这种电特性被用于通过用氧化石墨烯层涂覆印刷的石墨烯天线来创建无电池无线射频识别（RFID）湿度传感器。这种氧化石墨烯/石墨烯天线的谐振频率以及反向散射相位变得对周围湿度敏感，并且可以由RFID读取器检测到。这使得无电池无线监测本地湿度与数字识别附加到任何位置或项目，并铺平了道路，为物联网应用的低成本高效传感器。
2017-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quantum Inductance and High Frequency Oscillators in Graphene Nanoribbons
在这里，我们研究高频交流输运通过窄石墨烯纳米带与顶栅电位，形成一个本地化的量子点。我们表明，作为量子点（QD）内的电子的有限停留时间的结果，QD表现得像一个经典的电感器在足够高的频率ω \gtrsim 50 GHz。当考虑顶栅的几何电容和纳米晶体管的量子电容时，器件的导纳表现得像具有谐振频率ω \sim 100-900 GHz和大于10^{6}的Q因子的经典串联RLC电路。这些结果表明，石墨烯纳米带可以用作全电子超高频振荡器和滤波器，从而将高频电子学的范围扩展到新的领域。
2011-02-16 cond-mat.mes-hall
Electrolyte gate dependent high-frequency measurement of graphene field-effect transistor for sensing applications
我们在2.4 GHz下对电解质门控石墨烯场效应晶体管（GFET）进行了射频（RF）反射测量，利用可调谐的阻抗匹配匹配电路。我们证明了石墨烯的栅极电压依赖的RF电阻率可以推导出，即使在电解质的存在下，这是在与石墨烯层直接接触。的RF电阻率被发现是一致的，其DC对应在全栅电压范围内。此外，为了获得高频传感应用的潜力，我们展示了纳秒级时间分辨率的时间依赖性门控。
2014-01-02 cond-mat.mes-hall
Disorder From the Bulk Ionic Liquid in Electric Double Layer Transistors
离子液体选通具有许多优于固态选通的优点，特别是对于柔性或透明器件以及对于需要高载流子密度的应用。然而，通道附近的大量带电离子不可避免地导致库仑散射，这限制了在其他清洁系统中的载流子迁移率。我们开发了一个模型，这种库仑散射。我们通过实验验证了我们的模型，使用不同厚度的六方氮化硼的石墨烯的离子液体门控，表明在散装离子液体的无序往往占主导地位的散射。
2018-01-23 cond-mat.mes-hall
BN/Graphene/BN Transistors for RF Applications
在这封信中，我们展示了第一个用于RF应用的BN/石墨烯/BN场效应晶体管。BN/石墨烯/BN结构可以保持石墨烯的高迁移率，即使当其夹在衬底和栅极电介质之间时。已经制造了使用双层石墨烯沟道的场效应晶体管（FET），其中栅极长度LG=450 nm。对于电子和空穴传导，实现了超过1A/mm的电流密度和接近250 mS/mm的DC损耗。首次对该器件结构进行RF表征，给出电流增益截止频率fT=33 GHz和fT·LG乘积15 GHz μ m。通过BN/石墨烯/BN结构获得的改进的性能非常有希望实现下一代高频石墨烯RF电子器件。
2011-08-09 cond-mat.mes-hall
Theory of carrier density in multigated doped graphene sheets with quantum correction
量子电容模型被应用于获得一个精确的解决方案，在一个多门控掺杂石墨烯片在零温度下的空间分辨载流子密度，考虑到从石墨烯本身的有限电子容量所产生的量子校正。精确的解决方案被证明是等价的自洽泊松-狄拉克迭代法示出一个说明性的例子，其中多个栅极与不规则的形状和非均匀的掺杂剂浓度被认为是。因此，该解决方案提供了一种快速且准确的方式来计算空间变化的载流子密度、现场电势能量以及体石墨烯的量子电容，从而允许具有任何数量的栅极和任何类型的本征掺杂的任何种类的选通几何结构。
2013-03-30 cond-mat.mes-hall
Electrically tuneable nonequilibrium optical response of graphene
通过静电门控来调节材料的光学响应的能力对于光电应用是至关重要的，例如电光调制器、可饱和吸收体、光学限制器、光电探测器和透明电极。单层石墨烯（SLG）的能带结构具有零带隙、线性色散的导带和价带，使得能够容易地控制费米能E $_F$和带间光吸收的阈值。在这里，我们报道了SLG在近红外（1000- 1700 nm/0.729- 1.240 eV）的非平衡光学响应的可调谐性，探索了通过离子液体门控的E $_F$从-650到250 meV的范围。随着E $_F$从狄拉克点增加到泡利阻断带间吸收的阈值，我们观察到光漂白弛豫动力学的减慢，我们将其归因于光激发载流子的光学声子发射的淬灭。当E $_F$超过泡利阻塞阈值时，由于热电子的激发增加了SLG的吸收，光漂白最终转变为光诱导吸收。通过静电门控制恢复时间和非平衡光学响应的符号的能力使得SLG成为具有受控动态的可调谐饱和吸收体的理想选择。
2022-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A non-invasive method for nanoscale electrostatic gating of pristine materials
静电门控对于定义和控制半导体器件是必不可少的。然而，沉积栅极所需的纳米制造工艺不可避免地降低了感兴趣的材料的原始质量。遭受这种退化的材料的示例包括超高迁移率GaAs/AlGaAs二维电子气（2DEG）、石墨烯、拓扑绝缘体和纳米线。为了保持原始的材料特性，我们开发了一种倒装芯片设置，其中栅极通过真空与材料分离，这允许材料的纳米级静电门控，而不会将其暴露于侵入性纳米处理。另一个好处是栅极和材料之间的真空，这与栅极电子束不同，没有电荷陷阱。我们证明了倒装芯片设置的操作和可行性，通过实现量子干涉在整数量子霍尔态的法布里-珀罗干涉仪基于GaAs/AlGaAs 2DEG。我们的结果为研究奇异现象铺平了道路，包括脆弱的分数量子霍尔态，通过保持高质量的材料。
2016-08-19 cond-mat.mes-hall
Ultra-long wavelength Dirac plasmons in graphene capacitors
石墨烯是一个有价值的2D平台，为等离子体激元在最近的太赫兹和中红外光学实验所示。然而，这些高能等离子体激元耦合到介电表面模式，从而产生混合等离子体激元-极化激元激发。超长波长解决了GHz-THz电子域中等离子体光谱的低能量端，其中本征石墨烯狄拉克等离子体基本上与其环境解耦。然而，实验是难以捉摸的，由于阻尼欧姆损失在低频。我们在这里展示了一个等离子体共振电容器（PRC）使用六方氮化硼（hBN）封装的石墨烯在低温下在近弹道制度。我们报告的$100\;\mathrm{μm}$四分之一波等离子体模式，在$40\;\mathrm{GHz}$，与品质因数$Q\simeq2$。谐振技术的准确性产生了一个精确的电子压缩性和动力学电感的测定，允许评估从固有的狄拉克等离子体的残余偏差。我们的电容GHz实验构成了在无线通信和传感的子THz域中用于微波检测的等离子体谐振晶体管的演示的第一步。这也为实现克莱因隧穿控制等离子体传播的掺杂调制超晶格铺平了道路。
2018-06-22 cond-mat.mes-hall
Gate tunable optical absorption and band structure of twisted bilayer graphene
我们报道了电选通扭曲双层石墨烯的红外透射测量。光吸收谱清晰地显示出了诸如线性带间吸收台阶的分裂、van Hove奇异跃迁峰的移动以及出现了非常强的价内（导内）带跃迁等显著变化。这些反常的光学行为一致地证明了通过依赖于层的库仑屏蔽由离子凝胶门控产生的非刚性能带结构修改。我们建议，这种屏蔽驱动的能带修改是一种普遍的现象，坚持其他双层晶体一般，建立电气门控作为一种通用的技术，工程的能带结构，并创建新类型的光学反射，可以利用在电光器件的应用。
2019-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantifying the effect of ionic screening with protein-decorated graphene transistors
生物分子修饰场效应晶体管（FET）的液体应用范围从生物传感器到体内植入物。一个关键的科学挑战是发展一个定量的了解带电的生物分子在离子溶液中的门控效应，以及如何影响FET的读出。为了解决这个问题，我们制造了蛋白质修饰的石墨烯FET，并测量了它们的电学特性，特别是在不同离子强度的溶液中狄拉克电压的变化。我们发现了极好的定量协议与一个模型，该模型考虑了石墨烯极化电荷和吸附在石墨烯上的离子的离子屏蔽以及与固定化蛋白质相关的带电氨基酸。本文提出的技术和分析直接将结合的生物分子的充电状态耦合到用石墨烯或其他二维材料制造的液相FET的读出。
2017-08-29 cond-mat.mes-hall
