Atomistic Simulations of Wetting Dynamics of Water Nanodroplets on Nanotextured Titanium: Implications for Medical Implants
该研究利用全原子分子动力学模拟揭示纳米纹理钛表面粗糙度诱导的Wenzel到Cassie-Baxter润湿转变及其振动阻尼与疏水化机制。
2024-10-26 cond-mat.mes-hall
Quantum Size Effects in the Atomistic Structure of Armchair-Nanoribbons
采用密度泛函理论（DFT）在Kohn-Sham公式下研究了氢封端的扶手椅型石墨烯纳米带（AGNR）的量子尺寸效应.将制定“选择规则”，其允许从四个石墨烯分散片开始提取（近似地）AGNR带的电子结构。与碳纳米管的情况类似，三倍的周期性的激发间隙与带状宽度（N，每碳片的碳原子数）的预测是由从头计算结果证实。虽然传统上这种周期性会在电子响应实验中观察到，但本文提出的DFT分析表明，它也可以在带状几何形状中看到：具有L个切片的带状物的长度接近非常大的宽度1 << N的极限值（保持纵横比小N << L），具有显示电子选择规则的1/N振荡。振荡幅度如此之强，以至于渐近行为是非单调的，即，较宽的带比较窄的带具有更强的伸长。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An Extended Huckel Theory based Atomistic Model for Graphene Nanoelectronics
提出了一种基于自旋限制扩展休克尔理论（EHT）的原子模型来模拟石墨烯器件的电子结构和I-V特性。该模型被应用到锯齿形和扶手椅型石墨烯纳米带（GNR），有和没有氢钝化，以及双层石墨烯。进一步计算了纳米带宽度方向和双层方向上的电场，以显示电子结构的改变。最后，EHT哈密顿量和NEGF（非平衡格林函数）的形式主义被用于顺磁锯齿形GNR显示2 e2/h的量子电导。
2008-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport through quantum spin Hall insulator/metal junctions in graphene ribbons
量子自旋霍尔绝缘体/金属界面形成在石墨烯带与内在的自旋轨道耦合通过选择性掺杂两个区域创建一个潜在的步骤。对于干净的石墨烯带，由于进入和离开边缘通道的正交性，拓扑边缘状态通过n-n或p-p结的传输是完美的，与带终止、宽度和电势阶跃参数无关。这是一个任意的晶体取向的带状和证明分析锯齿形和金属扶手椅边界条件的数值。在无序带中，左和右运动者之间的正交性通常被破坏，并发生后向散射。然而，通过增加带的宽度，即使在存在强边缘粗糙度的情况下，透射率也接近1。
2012-12-07 cond-mat.mes-hall
Atomistic investigation of low-field mobility in graphene nanoribbons
我们已经研究了主要的散射机制影响流动性的石墨烯纳米带使用详细的原子模拟。我们已经考虑了由于声学和光学声子，边缘粗糙度，单个缺陷和电离杂质的载流子散射，我们已经定义了一种方法的基础上模拟的统计意义的合奏nanoriginals段。在室温下，在较窄的纳米带中，边缘无序严重影响迁移率，而带电杂质和声子几乎不是限制因素。结果是有利的文献中的几个实验相比。
2011-03-01 cond-mat.mes-hall
Graphene nano ribbons subjected to axial stress
采用原子模拟方法研究了矩形石墨烯纳米带在轴向应力作用下自由边界和有支撑边界条件下的弯曲问题。对于小的应力值，屈曲的石墨烯纳米带的变形的形状是正弦波，其中节线的数量取决于系统的纵向尺寸和施加的边界条件。支撑边界条件下的屈曲应变与纵向尺寸无关，估计为0.86 $%$。通过对有限温度下自由能的计算，我们发现石墨烯纳米带的平衡投影二维面积小于平板的面积。在最佳长度处，支撑边界条件的边界应变为0.48 $%$。
2011-04-09 cond-mat.mes-hall
Effect of edge roughness in graphene nanoribbon transistors
边缘不规则性和混合边缘形状的石墨烯纳米晶体管的特性的影响进行检查的非平衡格林函数形式主义的基础上的自洽原子模拟。由于带隙中引入的局域态，最小漏电流增大，而由于较小的量子传输和一般的自洽静电效应，导通电流减小。虽然导通电流和最小漏电流之间的比率减小，但即使在存在边缘粗糙度的情况下，晶体管仍然切换。然而，器件之间的变化可能很大，特别是对于短沟道长度。
2007-12-23 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
Effect of edge structures on elastic modulus and fracture of graphene nanoribbons under uniaxial tension
基于原子模拟，预测了单层石墨烯纳米带在准静态单轴拉伸下的非线性弹性性质，强调了边缘结构（扶手椅和锯齿形，无氢钝化和有氢钝化）的影响.原子模拟的结果解释热力学的理论框架内，这使得应变相关的边缘能量和氢吸附能的非线性函数的确定，锯齿形和扶手椅边缘。由于边缘效应的影响，石墨烯纳米带在无限小应变下的初始杨氏模量随边缘手性和带宽的变化而变化。此外，发现扶手椅型石墨烯纳米带的标称断裂应变比锯齿形带低得多。两种不同的断裂机制被确定，与锯齿形带和边缘控制的扶手椅带的非均质形核。氢钝化的边缘被发现有锯齿形石墨烯纳米带的机械性能的影响可以忽略不计，但其效果是更显着的扶手椅带。
2010-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lattice thermal properties of Graphane: thermal contraction, roughness and heat capacity
使用原子模拟，我们确定的粗糙度和热性能的悬浮石墨片。与石墨烯相比，我们发现氢化石墨烯具有：1）更大的热收缩，2）室温下的粗糙度指数更小，即对于石墨烯，$\simeq$ 1.0对$\simeq$ 1.2，3）石墨烷中诱导的波纹的波长覆盖对应于室温下（30-125）μ m范围内的长度尺度的宽范围，石墨烷的热容量估计为29.32 $\pm$ 0.23 μ J/mol K，比石墨烯的热容量（即24.98 $\pm$ 0.14 μ J/mol K）大14.8%。当温度高于1500 K时，我们发现当石墨烷的边支撑在$x-y$平面上时，石墨烷会发生氧化.
2011-05-12 cond-mat.mes-hall
Ballistic-Ohmic quantum Hall plateau transition in graphene pn junction
最近在无序石墨烯PN结上进行的量子霍尔实验提供了证据，表明结电阻可以由n和p介质电阻的简单欧姆和来描述。然而，在弹道极限，理论预测的存在手性依赖的量子霍尔平台的PN结。我们发现，两个截然不同的过程是需要这种弹道欧姆平台过渡，即（i）空穴/电子朗道态平衡和（ii）谷的入射朗道边缘状态的同位旋稀释。这些结论是通过简单的散射理论得到的，并通过紧束缚模型下对0. 1 μ m宽的无序石墨烯PN结的量子磁输运计算得到了证实。前一个过程是通过pn界面粗糙度实现的，在典型的实验条件下，发现具有10 nm的均方根粗糙度的pn界面无序是足够的。后一个过程是介导的外在边缘粗糙度扶手椅边缘丝带和内在本地化的谷间散射中心的pn界面的边缘为锯齿形丝带。根据这些结果，我们还研究了为什么更高的欧姆型平台不太可能在实验中观察到。
2009-11-26 cond-mat.mes-hall
Self-Driven Graphene Tearing and Peeling: A Fully Atomistic Molecular Dynamics Investigation
尽管经过多年的深入研究，石墨烯仍在不断产生令人惊讶的结果。最近，实验观察到，在某些条件下，石墨烯可以自驱动其从衬底上撕裂和剥离。该过程可以在没有任何外力作用的情况下产生长的、微米尺寸的折叠纳米带。此外，在这种类似裂纹的传播过程中，石墨烯折叠带的宽度不断减小，并且该过程仅在宽度达到约几百纳米尺寸时停止。据信，折叠区域的应变能、碳-碳共价键的断裂以及石墨烯-石墨烯和石墨烯-基底的粘附之间的相互作用是该过程的最基本特征，尽管原子尺度上的详细机制仍不清楚。为了进一步了解这些过程中，我们进行了完全原子反应分子动力学模拟使用的AIREBO潜在的LAMMPS计算包。虽然所报道的撕裂/剥离实验观察仅针对微米尺寸的结构，但我们的结果表明它们也可以发生在纳米尺度。我们的初步结果表明，石墨烯撕裂/剥离过程源于导致断裂键的热能波动，随后是产生局部弹性波的应变释放，该局部弹性波可以加强该过程，类似于鞭裂传播，或者通过产生碳悬挂键来破坏该过程，该碳悬挂键演变为两层石墨烯之间的键的形成。随着过程的持续，折叠的石墨烯宽度减小，带边缘的碳-碳键和层间键的应力减小，热波动变得无法打破它们，过程停止。
2018-01-16 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
Microscopic Modeling of Surface Roughness Scattering in Inversion Layers of MOSFETs Based on Ando's Linear Model
Institute of Applied Physics, University of Tsukuba（筑波大学应用物理研究所）
本文基于Ando线性模型提出MOSFET反向层表面粗糙度散射的微观模型，考虑粗糙位置的随机性，推导出非局部散射率，并发现强有效场和低电子能区时散射率与费米黄金规则有显著差异。
2026-09-25 cond-mat.mes-hall
Performance limits of graphene-ribbon-based field effect transistors
利用原子模型研究了基于单石墨烯带的场效应晶体管的性能。它示出了这种方案，与传统的基于碳纳米管的晶体管不同，降低了与金属电极的化学键合的细节的重要性，有利于碳基器件的一部分。在这里研究了各种收缩和金属带接触模型的最终性能极限。特别是，我们表明，即使是接触不良的金属，适当泰勒收缩可以给有前途的值的导通电导和亚阈值摆动。
2007-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of Interface Roughness Scattering on Radio Frequency Performance of Silicon Nanowire Transistors
分析了n型硅纳米线晶体管（SiNWT）中原子级界面粗糙度对射频性能的影响。采用基于sp3d5s？* 的三维全带量子输运模拟方法，对界面粗糙度散射进行了统计研究。紧约束模型当SiNWT的直径按比例缩小到3nm以下时，IRS导致截止频率的显著降低。粗糙表面引起的导带边的起伏导致电子通过模失配反射。这种效应降低了电子的速度，从而大大降低了截止频率。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Atomistic quantum transport modeling of metal-graphene nanoribbon heterojunctions
我们在原子自洽薛定谔/泊松方案中计算了金属-石墨烯纳米异质结的量子输运。注意力都支付在界面结合的化学方面，以及沿带状长度的一维静电。带弯曲和掺杂效应强烈影响的输运性质，引起电导不对称和选择性抑制的子带形成。在高功函数Au、Pd和Pt电极的情况下，结静电和p型特性驱动导电机制，而在Al的情况下，接触电阻成为主导。
2010-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Roughness and scaling properties of oxide glass surfaces at the nanoscale
使用原子的计算机模拟，我们确定的粗糙度和形貌特征的熔融形成（MS）和断裂表面（FS）的氧化物玻璃。我们发现，冻结毛细波理论很好地描述了地形的MS。FS明显比MS粗糙，并且强烈依赖于玻璃成分。FS的高度-高度关联函数显示出意外的对数依赖于距离，与实验中发现的幂律相反。因此，我们得出结论，在长度尺度小于10 nm FS不是自仿射分形。
2020-07-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Optimizing isotope and vacancy engineering in graphene ribbons to enhance the thermoelectric performance without degrading the electronic properties
热电优值ZT的提高需要增加功率因数或降低声子电导，甚至两者兼而有之。在石墨烯中，高的声子热导率是限制热电转换的主要因素。因此，提高ZT的常用策略是引入声子散射体以抑制声子电导，同时保持高电导和塞贝克系数。尽管热电性能最终得到增强，但基于该策略的所有研究均显示电导显著降低，通常导致较低的电子性能。在这项研究中，我们表明，适当的来源的障碍，包括同位素和空位在最低的电子密度的位置，可以被用作声子散射体，以减少在石墨烯带的声子电导，而不会降低电导，特别是在低能量区域，这是最重要的范围为设备操作。通过半经验紧束缚和力常数模型结合非平衡格林函数的原子计算，我们发现石墨烯带的自然电子性质可以完全保留，同时其热电效率大大提高.对于宽度M = 5二聚体线的带，室温ZT从小于0.26的无缺陷带提高到大于2.5。这项研究很可能为新一代具有双电子热电功能的纳米器件设定里程碑。
2016-09-16 cond-mat.mes-hall
Finite-difference method for transport of two-dimensional massless Dirac fermions in a ribbon geometry
本文提出了一种计算无序系统中非相互作用二维无质量狄拉克费米子的Landauer电导的数值方法。该方法允许在带边缘处引入边界条件并考虑外部磁场。通过构造，所提出的离散方案避免了费米子加倍问题。该方法不依赖于原子的基础上，是特别有用的处理长程无序，其相关长度大大超过了底层材料的晶格间距。作为应用，我们研究了具有锯齿形边缘的单层石墨烯片受到长程无序的情况，这可以用单锥Dirac方程来模拟。
2012-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Transport Length Scales in Silicon-based Semiconducting Nanowires: Surface Roughness Effects
我们报告的理论研究的量子电荷输运的原子模型的硅纳米线与表面粗糙度为基础的障碍。根据纳米线的功能（长度，粗糙度分布）的各种导电制度进行了探讨，通过使用有效的实空间阶N计算方法的库博-格林伍德和Landauer-Buttiker运输框架。的弹性平均自由程，电荷迁移率和本地化长度的定量估计作为表面粗糙度无序的相关长度的函数进行。所获得的电荷迁移率的值以及比较与最高性能的未掺杂纳米线的实验估计。此外，平均自由程和本地化长度之间的无偏关系的局限性进行了概述。
2008-01-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Atomistic simulations of heat transport in real-scale silicon nanowire devices
利用原子晶格动力学和散射理论，我们研究了纳米器件的热输运的10 nm厚的硅纳米线，从10到100 nm长，夹在两个散装水库。我们发现，在设备中的热传输显着不同的悬浮延长纳米线，由于声子散射在接触界面。我们发现，热传导和声子输运制度可以调整从弹道扩散通过改变纳米线的表面粗糙度和它们的长度。在含有短晶体线的器件中，声子隧穿发生并增强了超过单个接触的电导。
2012-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Edge Roughness on Electronic Transport in Graphene Nanoribbon Channel Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors
报道了量子力学模拟结果，研究了石墨烯纳米晶金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）中边缘无序对输运的影响。边缘无序的添加显著降低了导通状态电流并增加了截止状态电流，并且在器件之间引入了广泛的可变性。这些效果会随着色带宽度的增加和边缘的平滑而减小。然而，带隙随着宽度的增加而减小，从而增加了带间隧穿介导的亚阈值漏电流，即使是完美的纳米带。这些结果表明，如果在制造过程中没有原子级精确的边缘控制，通过使用石墨烯来实现MOSFET性能增益将是困难的。
2007-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric Properties of Scaled Silicon Nanowires Using the sp3d5s*-SO Atomistic Tight-Binding Model and Boltzmann Transport
作为抑制声子传导的结果，最近已经报道了与原材料的ZT值相比，纳米结构的热电优值ZT的大幅改善。也有人建议，低维度也可以提高设备的功率因数，提供进一步的增强。本文采用sp 3d 5s * 自旋轨道耦合紧束缚模型计算了硅纳米线的电子结构。应用线性化玻尔兹曼输运理论，包括所有相关的散射机制，计算电导率，塞贝克系数，和热电功率因数。我们研究了直径为3 nm和12 nm的n型纳米线，在不同的载流子浓度下，在[100]，[110]和[111]输运取向。使用纳米线中的晶格热导率的实验值，计算预期的ZT值。我们发现，在室温下，虽然缩放的直径低于7 nm可以是有益的功率因数由于banstructure的变化单独，在这些尺寸增强的声子和表面粗糙度散射降低电导率和降低功率因数。
2011-04-08 cond-mat.mes-hall
Large enhancement in hole velocity and mobility in p-type [110] and [111] silicon nanowires by cross section scaling: An atomistic analysis
计算了直径从D=12nm到D=3nm的p型纳米线在[100]、[110]和[111]输运方向上的迁移率。原子紧束缚模型被用来计算NW电子结构。线性玻尔兹曼输运理论，包括声子和表面粗糙度散射（SRS）机制，用于迁移率计算。我们发现当[110]纳米线的直径缩小到D=3nm时，可以实现大的迁移率增强（4倍的数量级），甚至更多的[111]纳米线的直径缩小到D=3nm。这种增强源于色散曲率的增加，因此随着直径的缩放，孔速度增加。随着直径的减小，这种好处可以补偿SRS引起的流动性降低。另一方面，[100] NW的移动性与其他两个NW方向相比是最低的，并且还随着直径尺度而受到影响。我们描述的能带结构工程技术是各向异性体能带的一般特征，并且也可以应用于2D薄体层以及其他沟道材料。
2010-11-11 cond-mat.mes-hall
Nanoserpents: Graphene Nanoribbons Motion on Two-Dimensional Hexagonal Materials
我们使用全原子非平衡分子动力学模拟演示了石墨烯和六方氮化硼（h-BN）衬底上石墨烯纳米带的蛇形运动。发现边拉纳米带的滑动动力学由面内带弹性和界面晶格失配之间的相互作用决定。这导致摩擦力对带的长度的不寻常的依赖性，表现出初始线性上升，该初始线性上升在由滑动器内的预滑动应力分布决定的结相关阈值之上变平。作为这封信的一部分，我们提出了LAMMPS实现的注册表依赖的层间电位的石墨烯，h-BN，和他们的异质结，在这里使用，这提供了增强的性能和准确性。
2018-06-25 cond-mat.mes-hall
Performance Comparison of Graphene Nanoribbon FETs with Schottky Contacts and Doped Reservoirs
我们提出了一个原子的3D模拟研究的石墨烯纳米管（GNR）肖特基势垒（SB）FET和晶体管与掺杂的水库（MOSFET）的非平衡格林函数（NEGF）形式主义的泊松方程和薛定谔方程的自洽解决方案。理想的MOSFET在数字和THz应用中表现出略好的电气性能。非理想性对器件性能的影响进行了研究，考虑到存在的单空位，边缘粗糙度和电离杂质沿通道。一般来说，MOSFET比SBFET表现出更稳健的特性。边缘粗糙度和单空位缺陷在很大程度上影响这两种器件类型的性能。
2008-07-10 cond-mat.mes-hall
Interface roughness, carrier localization and wave function overlap in $c$-plane InGaN/GaN quantum wells: Interplay of well width, alloy microstructure, structural inhomogeneities and Coulomb effects
在这项工作中，我们提出了一个详细的分析库仑效应和不同的机制，可以导致载流子局域化效应在c-平面InGaN/GAN量子阱的相互作用。作为载流子局域化的机制，我们认为在这里引入的随机合金波动以及结构的不均匀性，如井宽波动的影响。特别注意井宽对结果的影响。所有的计算都是在原子紧束缚理论的框架下进行的。我们的理论研究表明，独立于这里研究的阱宽，载流子局域化效应由于内置场，阱宽波动和随机合金波动占主导地位的库仑效应的电荷密度重新分布。然而，当阱宽波动不存在时，情况不太清楚。对于大井宽（约> 2.5nm）电荷密度重新分布是可能的，但是电子和光学性质基本上由源自静电内建场的空间面外载流子分离支配。对于较低的阱宽度（< 2.5 nm），情况发生变化，其中库仑效应可以导致显著的电荷密度重新分布，并且因此可以补偿在单粒子图片中观察到的空间面内波函数分离的大部分。考虑到这种面内分离被认为是绿隙问题背后的主要驱动因素之一，我们的计算表明，辐射复合率可能会显着受益于减少量子阱势垒界面粗糙度。
2018-07-14 cond-mat.mes-hall
Structure-specific, mode-resolved phonon coherence and specularity at graphene grain boundaries
尽管它们的重要性，了解声子输运现象在薄膜和多晶固体，边界粗糙度散射声子镜面反射性和相干性的影响知之甚少，因为没有一般的方法来预测它们的依赖声子动量，频率，分支和边界形态。利用最近制定的原子S-矩阵方法，我们发展了一个理论的边界粗糙散射的模式分辨声子相干性和镜面反射参数的散射振幅。为了说明该理论，我们将其应用到声子散射在现实的非对称石墨烯晶界（GB）模型来自原子结构的预测。该方法进行了验证，通过比较其预测与频率分辨的结果从晶格动力学为基础的计算。我们证明了非相干散射几乎是完全扩散的。我们发现，声子散射在石墨烯GB是不扩散的，虽然相干性和镜面反射显着减少长波长弯曲声学声子。我们的方法可以推广到其他原子边界模型。
2020-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of grain boundary on the buckling of graphene nanoribbons
采用原子模拟的方法研究了含有晶界的石墨烯纳米带的屈曲问题，其中引入了自由和支撑边界条件。我们发现，当石墨烯包含一个小角度的晶界时，屈曲应变较大时，与自由（支持）边界条件的条带受到平行（垂直）的晶界压缩拉伸。弯曲的石墨烯纳米带的变形的形状取决于边界条件和晶界的存在以及施加的面内压缩张力的方向。与完美石墨烯或小角度晶界相比，大角度晶界导致较小的屈曲应变。
2012-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure-imposed electronic topology in cove-edged graphene nanoribbons
在凹边锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR-C）中，每个长度单位的一个末端CH基团在每个锯齿形边缘上被去除，形成控制其电子结构的凹的规则图案。基于明确表征ZGNR-C原子结构的三个结构参数，我们提出了一个分类其电子状态的方案，即，如果它们是金属、拓扑绝缘体或普通半导体，对于所有可能的宽度N、单位长度a和在两个边缘b处的凹位置偏移，从而显示直接的结构-电子结构关系。我们还提出了一个经验公式来估计的带隙的半导体带的N，a，和b。最后，我们确定了所有几何上可能的带状终端，并提供规则来构建具有明确电子结构的ZGNR-C。
2022-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An atomistic quantum transport solver with dephasing for field-effect transistors
扩展休克尔理论（EHT）与非平衡格林函数（NEGF）一起被用于模拟分子的相干输运。已经提出了消除失相以在理论上再现这种装置的实验特性。这些弹性和非弹性退相效应预计在特征尺寸约为10 nm的量子器件中是重要的，因此需要一种高效且通用的求解器。该模型应具有灵活性，可应用于各种纳米级器件，以及3D静电，用于任意形状的接触和表面粗糙度。我们报告了一个这样的EHT-NEGF求解器与自洽玻恩近似（SCBA）的移相。三维静电包括使用有限元方案。该模型被应用到一个单壁碳纳米管（CNT）的交叉杆结构与C60分子作为主动通道。在没有失相的情况下，当C60最低未占分子轨道能级穿过作为接触的金属CNT的1D态密度中的van Hove奇点时，出现负微分电阻（NDR）峰。如所预期的，该NDR随着通道中的失相的增加而减小。
2008-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene edge from A to Z - and the origins of nanotube chirality
推导了任意石墨烯边的能量解析表达式。它包含一个“化学相移”，由边缘的化学条件决定。直接原子计算支持关系的普遍性质。对于石墨烯的形成，空隙或条带的形状，这对于在成核阶段通过化学手段选择和控制纳米管手性具有进一步的重要意义。
2010-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectral footprints of impurity scattering in graphene nanoribbons
我们报告了一个详细的调查，在石墨烯纳米带的尺寸量子化和局部散射中心之间的相互作用，在当地的态密度。的光谱特征，获得后的局部态密度的傅立叶变换，包括特征峰，可以是相关的纳米晶体的横模。在扶手椅带中，两个不等价的子晶格之一的傅立叶变换态密度的形式类似于二维电子气中的量子信道的形式，根据能带结构的差异进行修改。在添加第二子晶格贡献之后，由于叠加而获得图案的特征调制，类似于由于大面积石墨烯中的单个杂质散射而在光谱中获得的。我们提出的分析结果扶手椅纳米带中的电子传播在狄拉克近似，包括一个单一的散射中心内的T-矩阵配方。为了比较，我们已经扩展了调查与原子递归格林函数的方法得到的数值。原子论方法的光谱特征包括三角弯曲效应。在少模纳米带中，杂质引起的局域态密度振荡在大距离处不衰减。
2012-12-22 cond-mat.mes-hall
Structured epitaxial graphene: growth and properties
石墨烯通常被认为是接替硅作为电子材料的强有力的候选者。然而，到目前为止，它实际上还没有表现出超过标准半导体材料的能力。目前证明的可行的石墨烯器件基本上限于微米尺寸的双频模拟场效应晶体管和用于计量的量子霍尔效应器件。纳米图案化的石墨烯往往具有无序的边缘，这严重降低了迁移率，从而消除了其相对于其他材料的优势。在这里，我们表明，在结构化碳化硅表面上生长的石墨烯克服了边缘粗糙度，并有望为石墨烯的纳米级图案化提供一个突破口。我们表明，高品质的丝带和戒指，可以使用这种技术。我们还报告了在碳化硅上制备高迁移率石墨烯单层用于器件应用的进展。
2012-02-27 cond-mat.mes-hall
Graphene nanoribbons from unzipped carbon nanotubes: atomic structures, Raman spectroscopy and electrical properties
我们研究了超声化学解链多壁碳纳米管（MWNTs）得到的单个石墨烯纳米带（GNRs，宽度~10-30 nm）的原子结构、拉曼光谱和电输运性质。像差校正的透射电子显微镜（TEM）显示了高比例的两层（2L）GNRs和一些单层带。层-层堆叠角范围为0 °至30 °，包括接近30 °（扶手椅取向）或0 °（锯齿取向）的平均手性角。观察到大部分GNR具有弯曲且光滑的边缘，而其余GNR显示出平坦且不太光滑的边缘（粗糙度\leq 1 nm）。偏振拉曼光谱探测各个GNR以揭示D/G比率和在平行和垂直激光激发偏振（D/D \bot）下的D带强度比率。所观察到的光谱趋势被用来推断GNRs的平均手性角和边缘平滑度。电输运和拉曼测量进行了单独的带状GNRs相关的光谱和电学性质。
2011-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain dependence of the heat transport properties of graphene nanoribbons
结合精确的密度泛函理论和非平衡格林函数方法，计算了宽度在3-50 μ m之间的拉伸应变扶手椅型（AGNR）和锯齿型（ZGNR）边缘石墨烯纳米带的弹道热导特性.不同宽度的AGNR的优化的横向晶格常数显示出三族行为时，根据N模3分组的带，其中$N$代表整个宽度的带的碳原子数。两个最低频率的面外声学模式起着决定性的作用，在增加AGNR-N在低温下的热导。在高温下，拉伸应变的作用是降低AGNR-N和ZGNR-N的热导率。这些结果可以解释为力常数在面内和离面方向上的应变的应用的变化。这种对石墨烯纳米带中热传输的基本原子论理解为在各种温度下通过应变影响其热性质的变化铺平了道路。
2013-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excess energy and deformation along free edges of graphene nanoribbons
在石墨烯单层的自由边缘处的键合环境的改变导致过量的边缘能量和边缘力，这取决于边缘形态（锯齿形或扶手椅形）。通过使用一个反应的经验键序势和原子模拟，我们表明，多余的边缘能量在独立的石墨烯纳米带可以部分放松的面内和面外变形。计算了具有平行锯齿形和扶手椅形边缘的石墨烯纳米带的过剩边缘能和边缘力。取决于纵向约束，压缩边缘力导致带的面内伸长或面外屈曲变形。在前一种情况下，纵向应变与带宽度成反比。在后一种情况下，能量最小化预测的边缘屈曲的固有波长为6.2 nm沿锯齿形边缘和8.0 nm沿扶手椅边缘。对于宽度小于本征波长的石墨烯纳米带，两个自由边缘之间的相互作用变得显著，导致屈曲波的反相位相关。
2009-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of boundary roughness on the attenuation of specular phonon reflection in graphene
本文通过原子格林函数模拟验证了Ogilvy公式在预测石墨烯边界粗糙度对声子镜面反射衰减方面的准确性，并发现了短波长声子在大相关长度下的最小镜面度规律。
2024-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Atomistic theory of moiré Hofstadter's butterfly in magic-angle graphene
该研究用基于第一性原理的数百万原子紧束缚模型模拟魔角扭转双层石墨烯，在磁场和 hBN 衬底下计算 Hofstadter 谱、Chern 数及三类电子态的演化。
2024-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
From the 2D graphene honeycomb lattice to 1D nanoribbons: dimensional crossover signals in the structural thermal fluctuations
我们研究了从2D到1D类型的行为，这发生在热激发的波纹的石墨烯蜂窝晶格，当层的尺寸之一是减少的维度交叉。通过采用准谐振势的Monte Carlo（MC）原子模拟和解析计算的联合研究，我们发现在长波长范围内，正态-正态关联函数不改变其幂律行为。然而，当从层到纳米取向时，平面外位移$ <h^2>$的平方的系统尺寸依赖性改变其缩放行为。我们发现，一个新的标度律出现对应于一个真正的一维行为，我们估计的比例的样本尺寸的交叉发生$R_{2D \leftrightarrow 1D}\approx 1.609$。在探索了大量的现实系统的大小，我们得出结论，窄带呈现出更强的波纹比正方形石墨烯片，我们讨论了独立的石墨烯系统的电子性质的影响。
2011-04-19 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium vertex correction: disorder scattering in magnetic tunnel junctions
我们报告了一个第一性原理的形式主义和它的数值实现处理纳米电子器件的量子输运性质的原子无序。我们发展了一种非平衡顶点修正（NVC）理论，在密度矩阵水平上处理随机无序的组态平均，从而可以从原子第一性原理出发，以自洽和有效的方式计算无序对非线性和非平衡量子输运的影响。我们实现了NVC到Keldysh非平衡格林函数（NEGF）的密度泛函理论（DFT）和应用NEGF-DFT-NVC形式主义的磁性隧道结与界面粗糙无序。结果表明，无序对非线性自旋注入和隧道磁阻比有显著的影响。
2007-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Novel properties of graphene in the presence of energy gap: optics, transport and mobility studies
本文研究了圆偏振光作用下狄拉克电子通过势垒的传输问题。一种不同类型的传输演示和解释。在无限大石墨烯中，几乎迎头碰撞的完美传输在电子的带隙修饰态中被抑制。我们还提出了我们的研究结果增强流动性的热狄拉克电子在纳米带和磁等离子体在石墨烯中的能隙的存在。计算出的石墨烯纳米颗粒的载流子迁移率作为偏置场的函数具有进入非线性输运机制的高阈值。这个阈值是一个函数的外在和内在的属性，如晶格温度，线密度，杂质散射强度，带宽度，和相关长度的线边缘粗糙度。非平衡载流子分布函数的分析证实了线性和非线性输运之间的差异是由于电子通过弹性散射从右到左的费米扫描，以及电子通过场致加热从低能量到高能量的移动。等离子体激元以及电子-空穴连续体由能隙和磁场决定，表现出非常特殊的特征，已经详细地研究和讨论。
2014-08-27 cond-mat.mes-hall
Edge disorder and magnetism in graphene nanoribbons: an inverse modelling approach
本文提出利用透射谱反演技术识别边缘无序锯齿形石墨烯纳米带的空位水平，并检测其边缘磁性及双边缘缺陷相对浓度。
2025-03-14 cond-mat.mes-hall
