Scattering of Graphene plasmons by defects in the graphene sheet
对石墨烯表面等离子体激元在石墨烯片中的缺陷散射进行了理论研究。这些缺陷可以是自然的（如畴界、波纹和裂纹等），也可以是由外部栅极引起的。散射被证明是由一个积分方程，来自一个平面波展开的领域，这在一般情况下必须解决的数值，但它提供了有用的分析结果为小缺陷。主要考虑两种情况：石墨烯电导率的平滑变化（由高斯电导率分布表征）和急剧变化（由具有不同电导率的岛表示）。一般来说，反射在很大程度上超过石墨烯片的辐射。然而，在明确定义的导电岛的情况下，有一些岛的大小和频率的反射率为零的值，相应地，平面外的辐射是主要的散射过程。对于光滑缺陷，反射光谱在条件$k_p a \approx \sqrt{2}$下呈现单个最大值，其中$k_p$是GSP波矢，$a$是缺陷的空间宽度。相反，尖锐缺陷的反射光谱呈现周期性振荡，周期为$k_p' a$，其中$k_p'$是缺陷内的GSP波长。最后，考虑裂纹（石墨烯导电性中的间隙）的情况，表明对于大于GSP波长的十分之一的间隙宽度，反射率实际上是一致的。
2013-01-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical far-infrared properties of graphene monolayer and multilayers
考虑带内电导和带间电子吸收，分析了石墨烯单层和多层膜在远红外波段的反射率随频率、温度和载流子密度的变化规律。利用麦克斯韦方程组计算了多层膜等离子体模的色散，并考虑了延迟的影响。在低温和高电子密度下，多层膜的反射率随频率的变化具有急剧的下降和随后的深阱，这是由于电子带间吸收的阈值。
2007-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
A Table-Top Formation of Bilayer Quasi-Free-Standing Epitaxial-Graphene on SiC(0001) by Microwave Annealing in Air
我们提出了一种在SiC（0001）上制备双层准自支撑外延石墨烯（QFSEG）的方法。通过在空气中对在SiC（0001）上生长的单层外延石墨烯（EG）施加微波退火，缓冲层从SiC衬底解耦并且变成第二EG层，如通过低能电子衍射、高分辨率透射电子显微镜、拉曼散射光谱、X射线光电子能谱学和角度分辨光电子能谱学所确认的。去耦的最可能的机制是由SiC表面的氧化给出的，这与在空气中的常规退火方法中发生的情况非常相似，但是处理时间少一个数量级以上。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport Conductivity of Graphene at RF and Microwave Frequencies
我们测量了石墨烯共面波导从直流（DC）到13.5GHz，并表明，表观电阻（在寄生阻抗的存在下）具有二次频率依赖性，但本征电导率（没有寄生阻抗的影响）是频率无关的。因此，在我们的设备中，复数交流电导率的实部与DC值相同，虚部为~0。石墨烯通道被建模为平行的磁阻-电容网络，其频率依赖性与动量弛豫时间约为2.1 ps的Drude电导率相同，突出了交流（AC）电子输运对石墨烯电磁特性的影响。这可以导致高速模拟场效应晶体管、混频器、倍频器、低噪声放大器和辐射探测器的优化设计。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layered Dynamical Conductivity for a Transfer Matrix Method -- Application to an N-layer Graphene
我们计算了一个$N$层石墨烯的光学性质，制定了每一层的动态电导率。这是当电磁场局限于特定层时的电导率，并且与假设所有层中的均匀场计算的标准电导率不同。通过将这些电导率与传输矩阵方法相结合，我们考虑了由内反射引起的电磁场的空间变化。从两个电导率获得的结果表明，在任何$N$下，源自层间电子相互作用的类似峰结构出现在$N$层石墨烯的反射率中。该峰是AB堆积所固有的，对于AA堆积看不到，并且对应于足够大的$N$的峰被认为是对于天然石墨观察到的峰。对现有的高取向热解石墨和天然石墨高压实验结果进行了物理解释。虽然一个分层的导电性低估了石墨在低于峰值的光子能量的反射率，我们将表明，这种分歧是由于层间相互作用引起的非局部导电性。分层导电性的计算是有用的，在知道当地的光响应，并可以进一步验证通过层间电子相互作用的校正，我们最近发现的通用层数的观察。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical properties of graphene
石墨烯在光学区域的反射率和透射率作为频率，温度和载流子密度的函数进行了分析。我们表明，石墨烯的光学性质是由直接带间电子跃迁。掺杂石墨烯在低温下的动态电导率的实部取普适常数，而虚部在带间跃迁阈值处是几何发散的。
2008-06-24 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Optical Absorption in a Graphene-based Salisbury Screen
我们展示了一个基于石墨烯的索尔兹伯里屏幕组成的单层石墨烯放置在靠近黄金背反射器。屏幕中的光吸收可以通过用离子液体/凝胶电选通石墨烯层中的载流子密度来主动调节。该屏幕被设计为通过使用600 nm厚的非吸收性二氧化硅间隔层在3.2微米的目标波长处实现最大吸收。光谱反射率测量进行原位作为栅极偏置的函数。使用基于菲涅耳的转移矩阵模型分析反射光谱的变化，其中石墨烯被处理为具有由Kubo公式给出的电导率的无限薄的薄片。利用时间耦合模理论分析和直观地理解了索尔兹伯里屏中观测到的吸收变化。我们通过将施加的栅极偏压从0.8 V调整到2.6 V来实现石墨烯的光吸收的约6%的变化，其中0.8 V对应于石墨烯的电荷中性点。
2014-09-07 cond-mat.mes-hall
Quantum oscillations observed in graphene at microwave frequencies
我们已经测量了机械剥离的石墨烯在高达8.5 GHz的频率下的微波电导。在4.2 K的电导表现出量子振荡，是独立的频率。
2010-07-28 cond-mat.mes-hall
Observation of Resistively Detected Hole Spin Resonance and Zero-field Pseudo-spin Splitting in Epitaxial Graphene
石墨烯中的电子载流子在室温下显示出高的载流子迁移率。因此，该系统被广泛认为是一种潜在的未来基于电荷的高速电子材料，以补充或取代硅。同时，石墨烯的自旋性质表明了基于自旋的电子学或自旋电子学以及基于自旋的量子计算的改进能力。因此，自旋的检测、表征和输运已经成为石墨烯中感兴趣的主题。在这里，我们报告了一个微波光激发的单层和三层石墨烯的输运研究，揭示了一个意想不到的强大的微波诱导的电响应和双微波诱导的共振直流电阻。结果表明，自旋共振的电阻检测，并提供了一个测量的g因子，自旋弛豫时间，和亚晶格简并分裂在零磁场。
2012-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microwave and millimeterwave electrical permittivity of graphene monolayer
实验研究了石墨烯单层在5-40 GHz范围内的有效介电常数，该范围包括微波和毫米波频谱的较低部分。使用放置在沉积在Si/SiO2上的石墨烯单层薄片上的耦合共面波导进行测量。与一些初始预测相反，石墨烯单层的有效介电常数在上述频率范围内略有下降，平均值为3.3。
2013-09-04 cond-mat.mes-hall
A ballistic graphene superconducting microwave circuit
约瑟夫森结（JJ）是微波量子线路的基本元件，如可调谐腔、量子比特和参量放大器。最近开发的封装的石墨烯JJ，具有在微米距离尺度上延伸的超电流，作为量子线路的新构建块具有令人兴奋的潜在应用。尽管如此，该技术的微波性能尚未被探索。在这里，我们展示了一个微波电路的基础上弹道石墨烯JJ嵌入在超导腔。我们直接观察到一个门可调约瑟夫森电感通过设备的谐振频率，并使用一个详细的RF模型，我们提取这个电感定量。我们还观察到器件的微波损耗，并将其转化为μeV能量尺度下结的子隙电阻，这在DC测量中是不可访问的。我们在这里观察到的微波性能表明，石墨烯约瑟夫森结是实现相干量子线路的可行平台。
2018-10-05 cond-mat.mes-hall
Graphene optomechanics realized at microwave frequencies
腔光学力学已经成为研究光与微机械运动通过辐射压力相互作用的平台。在这里，我们观察到这种现象与石墨烯机械谐振器耦合到电磁模式。我们测量热运动和反作用冷却耦合到一个微波片上腔的双层石墨烯谐振器。我们在24 MHz下检测到最低的弯曲模式，低至50 mK，对应于大约40个机械量子，代表了比石墨烯谐振器迄今为止记录的声子占用低近三个数量级。
2014-03-12 cond-mat.mes-hall
Probing the current-phase relation of graphene Josephson junctions using microwave measurements
我们对嵌入微波电路中的石墨烯约瑟夫森结进行了广泛的分析。通过比较一个扩散结在15 mK的弹道在15 mK和1 K，我们能够重建的电流相位关系。
2020-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Disordered graphene and boron nitride in a microwave tight-binding analog
介绍了利用微波测量技术对六方结构石墨烯进行测量的实验。夹在两块金属板之间的耦合介质盘的最低横向电共振建立了紧束缚配置。研究了具有少量圆盘的系统的最近邻耦合近似。利用高灵活性的磁盘的位置，在狄拉克点上的石墨烯晶格中引入的无序的后果进行了研究。使用两种不同类型的磁盘，氮化硼类结构（具有两个原子基础的六边形晶格）被实现，显示出带隙的外观。
2013-01-03 cond-mat.mes-hall
The limits of Near Field Immersion Microwave Microscopy evaluated by imaging bilayer graphene Moiré patterns
分子和原子成像需要电子和扫描探针显微镜的发展，以超越衍射所决定的物理极限。纳米红外实验和微微腔尖端增强拉曼光谱成像后来证明，在可见光范围内的辐射可以超过这一限制，通过使用扫描探针尖端访问近场制度。在这里，我们表明，最终的分辨率可以通过使用扫描微波成像显微镜，以揭示特征尺寸低至1 nm的结构，使用波长为0.1 μ m的辐射。作为测试材料，我们使用扭曲的双层石墨烯，这不仅是一个非常重要的最近的话题，由于相关电子效应的发现，如超导性，但也因为它提供了一个样本，我们可以系统地调整超结构莫尔图案调制从低于一个高达几十纳米。通过分析的尖端样品的距离动力学，我们表明，这最终10 $^8$探针图案的分辨率可以通过使用液体浸没显微镜的概念和精致的力控制施加在纳米级水凝胶。
2020-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optomechanical coupling between a multilayer graphene mechanical resonator and a superconducting microwave cavity
由诸如石墨烯的二维晶体制成的机械谐振器的低质量密度、高频率和高品质因数的组合使得它们对于力感测/质量感测中的应用以及探索机械运动的量子机制具有吸引力。具有超导腔的微波光力学提供了精确的位置灵敏度，并且能够在量子基态中制备和检测机械系统。在这里，我们展示了一个多层石墨烯谐振器与高$\textit{Q}$超导腔之间的耦合，其品质因数高达220，000。利用热机械噪声作为校准，我们实现了17 fm/ $\sqrt{\text{Hz}}$的位移灵敏度。光机械耦合表现为光机械诱导反射（OMIR）和吸收（OMIA）的微波光子。我们观察到17分贝的机械微波放大和强大的光机械反作用的签名。我们提取的协同$C$，耦合强度的表征，定量地从测量没有自由参数，并找到$C=8$，有希望的石墨烯运动的量子制度。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall
Manipulation of edge states in microwave artificial graphene
边缘态是理解石墨烯纳米带输运性质的一个重要因素。我们实验研究了三个主要的边缘：锯齿形，胡须，扶手椅单轴应变下的边缘状态的存在和内部结构。实验是在人造微波石墨烯片上进行的，其中波函数是通过直接成像获得的。我们表明，单轴应变可以用来操纵的边缘状态：一个单一的参数控制它们的存在和它们的空间扩展到带。通过结合紧束缚的方法和拓扑参数，我们提供了一个准确的描述我们的实验结果。在两条边的交点处出现了一种新的零能态，即角点态。
2014-12-09 cond-mat.mes-hall
Graphene for Antenna Applications: Opportunities and Challenges from Microwaves to THz
将石墨烯用于天线和其他电磁无源器件可以带来显著的好处，例如极端小型化，与石墨烯RF纳米电子器件的单片集成，有效的动态调谐，甚至透明度和机械灵活性。虽然最近已经提出了不同的相关理论工作，相对较少的应用已经提出和现实的评估。在这次特邀演讲中，我们将简要回顾石墨烯的主要特性及其理论和实验表征的最新进展。然后，我们将讨论一些潜在的天线应用，从微波到太赫兹，在每种情况下提供的好处，限制和剩余的问题，对实际的现实生活中的实现的关键评估。在这里，我们简要概述了我们小组在演讲中讨论的不同设备和相关发展，包括微波和太赫兹的石墨烯天线和反射阵列，等离子体开关，各向同性和各向异性元表面，或石墨烯RF-NEMS。
2012-10-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Microwave Photodetection in an Ultraclean Suspended Bilayer Graphene pn Junction
我们探索了双层石墨烯作为低温微波光电探测器的潜力，通过研究在8 K的温度下，在$1-5$ GHz的频率范围内，完全悬浮的清洁双层石墨烯PN结中的微波吸收。我们观察到一个独特的光电流信号，如果该设备被门控到pn制度，而几乎没有信号的单极掺杂的nn或pp制度。最令人惊讶的是，当结的一侧被选通到狄拉克点（电荷中性点CNP）时，光电流强烈地达到峰值，而另一侧保持在高掺杂状态。这与以前使用光辐射的结果不同。我们提出了一个新的机制的基础上的光热效应解释的大信号。它需要接触掺杂和两侧明显不同的传输机制：石墨烯的一侧是弹道的，另一侧是扩散的。通过设计部分扩散和部分弹道器件，光电流可以大大增强。
2017-02-06 cond-mat.mes-hall
Hall signal-dominated microwave transmission through graphene-loaded waveguides
本文利用微波传输线谱研究电阻耦合共面波导的单层石墨烯，将透射功率下降归因于量子 Hall 边缘模式，并用纯电阻模型解释长接触区样品近三倍的灵敏度增强。
2024-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Coupling graphene mechanical resonators to superconducting microwave cavities
石墨烯是用于纳米机械装置的有吸引力的材料，因为它允许特殊的性质，例如高频率和品质因数，以及低质量。然而，一个突出的挑战是获得运动和外部系统之间的大耦合，以实现有效的读出和操作。在这里，我们报告了一种新的方法，其中我们电容耦合高Q石墨烯机械谐振器（$Q \sim 10^5$）的超导微波腔。初始器件表现出$\sim 10$ Hz的大的单光子耦合。值得注意的是，我们可以静电改变石墨烯的平衡位置，从而调整单光子耦合，机械共振频率和观察到的Duffing非线性的符号和幅度。强的可调谐性开辟了新的可能性，例如在时间尺度上比腔线宽的倒数更快地调谐光机械耦合强度。随着现实的改进，应该有可能进入量子光学力学领域。
2014-04-25 cond-mat.mes-hall
Observation of a Dirac point in microwave experiments with a photonic crystal modeling graphene
我们测量了由874个金属圆柱体组成的微波光子晶体的透射和反射光谱。这些光谱显示出狄拉克点的明显证据，狄拉克点是相对论性无质量费米子光谱的一个特征。事实上，狄拉克点是石墨烯电子能带结构的一种特殊性质，其性质因此可以由相对论狄拉克方程描述。在狄拉克点附近，测得的反射光谱类似于在石墨烯薄片的扫描隧道显微镜中通过电导测量获得的那些。
2010-05-25 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Tight-binding couplings in microwave artificial graphene
我们实验研究了微波在由介质谐振器制成的人工蜂窝晶格中的传播。这种倏逝波传播可以用紧束缚模型很好地描述，非常像电子在石墨烯中的传播。我们测量态密度，以及与每个本征频率相关的波函数。通过改变谐振器之间的距离，可以调制次近邻跳跃参数的幅度，并研究它们对态密度的影响。主要的影响是态密度变得不对称和狄拉克点的能量的移动。我们研究了基本元素：隔离谐振器、两能级系统和正方形晶格。我们的观测结果与相应无限格点的解析解符合得很好。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall
Dirac Point and Edge States in a Microwave Realization of Tight-Binding Graphene-like Structures
我们提出了一种微波实现有限紧束缚石墨烯类结构。这些结构是使用具有高折射率的盘来实现的。盘被放置在金属表面上，同时第二表面被调整在盘的顶上，使得耦合空气中的盘的波是渐逝的，导致紧密结合行为。在反射测量中，如果测量在样品内部进行，则观察到狄拉克点和接近狄拉克点的线性增加。如果测量是在边缘或在角落的情况下，一个断裂的苯环进行，由于边缘状态的共振被发现接近狄拉克点。
2010-09-22 cond-mat.mes-hall
Thermal self-oscillations in monolayer graphene coupled to a superconducting microwave cavity
超导谐振电路中的非线性现象在量子技术领域具有重要意义。我们观察到单层石墨烯薄片耦合到钼铼超导谐振器中的热自振荡。石墨烯薄片形成耦合到具有强温度依赖性电阻的谐振器的SINIS结。在一定的泵浦功率和频率条件下，这种非线性导致热自振荡出现在具有很强的温度依赖性和门可调谐性的腔传输测量中的边带。实验结果与基于热不稳定性的理论模型吻合得很好。振荡边带的建模提供了一种方法来评估在低能量下无序石墨烯样品中的电子声子耦合。
2022-05-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multi-dimensional microwave sensing using graphene waveguides
本文提出了一种电解选通宽带微波传感器，原子级薄的石墨烯层集成到共面波导中，并与微流体通道耦合。测试溶液与石墨烯表面之间的相互作用导致石墨烯的DC和AC电导率的材料和浓度特异性改变。此外，在波导中的波传播被修改的介电性质的材料在其附近通过边缘场，导致在一个组合的传感机制，导致增强的S参数响应相比，金属微波传感器。通过电解门进一步控制石墨烯导电性的可能性使得一种新的多维方法能够合并化学场效应传感和微波测量方法。通过控制和同步频率扫描，电化学门控和微流体通道中的液体流动，我们生成多维数据集，从而能够对所研究的溶液进行彻底的调查。作为概念的证明，我们功能化石墨烯表面，以识别分散在磷酸盐缓冲盐水溶液中的特定单链DNA序列。我们实现了一个完美匹配的DNA链的检测限~1阿托摩尔每升和一个3分贝/十年的亚pM浓度的灵敏度。这些结果表明，我们的设备代表了一种新的和准确的化学和生物传感器。
2022-09-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Nanoscale infrared and microwave imaging of stacking faults in multilayer graphene
本研究提出两种基于原子力显微镜的技术（AFM-IR和sMIM），用于高对比度区分石墨烯堆垛序、亚表面成像及纳米级畴壁识别，为可靠制造层间配准明确的多层石墨烯器件铺平道路。
2025-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene-based Josephson junction microwave bolometer
灵敏的微波探测器是射电天文学、暗物质轴子研究和超导量子信息科学中的关键仪器。实现更高灵敏度测辐射热的传统策略是纳米制造更小的设备以增强热响应。然而，这一方向越来越难以获得有效的光子耦合，并在具有大表面积与体积比的器件中保持材料特性。在这里，我们将这个概念推进到基于单层石墨烯的最终薄的测辐射热传感器。利用超导体石墨烯微小的电子比热和热导率，研制了一种超导体石墨烯超导体（SGS）约瑟夫森结测辐射热计，该测辐射热计嵌入谐振频率为7.9GHz的微波谐振腔中，耦合效率超过99%.从约瑟夫森开关电流对工作温度、电荷密度、输入功率和频率的依赖关系，我们证明了噪声等效功率（NEP）为7 $\times 10^{-19}$ W/Hz $^{1/2}$，对应于32 GHz的单光子能量分辨率，在0.19 K时达到了本征热涨落的基本极限。
2020-11-05 astro-ph.IM cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microwave Response of the Superconducting Diode Effect in Proximitized Bilayer Graphene Interferometers
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)（马德里材料科学研究所，西班牙国家科学研究委员会）；Quantum Advanced Research Center (QuARC), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)（量子先进研究中心，西班牙国家科学研究委员会）；Department of Physics, Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学物理系）；Beijing Key Laboratory of Quantum Devices, Peking University（北京大学量子器件北京市重点实验室）
本研究在宽驱动频率下探究双层石墨烯超导量子干涉器件的超导二极管效应微波响应，发现驱动频率可调控二极管效率对微波功率的响应特性，相关模拟能定性复现实验结果，确立该类器件为研究超导结动态特性的多功能平台。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Hot Carrier Thermalization and Josephson Inductance Thermometry in a Graphene-based Microwave Circuit
本文利用耦合微波谐振器的多端超导器件测量 hBN 封装石墨烯的电子温度，高精度揭示电子和空穴热化规律及界面共振电子—声子冷却机制。
2022-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unusual Microwave Response of Dirac Quasiparticles in Graphene
最近的实验已经证明，石墨烯中的准粒子服从狄拉克方程。在这里，我们表明，微波是一个很好的探测其不寻常的动态。当化学势较小时，带内响应可以在零频率$Ω$附近表现出尖点，并且通过增加化学势$|μ|$，这种不寻常的线形变为Drude状，宽度也随着$μ$线性增加。T=0时的带间贡献是一个常数，与$Ω$无关，在$2 μ$处具有较低的截止值。如果石墨烯中的相互作用诱导的现象导致间隙$Δ$的打开，则会发生明显不同的行为。在大磁场$B$下，小$Ω$下的对角电导率和霍尔电导率变得与$B$无关，但保持非零，并显示与最低朗道能级相关的结构。这是因为在狄拉克理论中，这个能级的能量$E_0 = \pm Δ$与场无关，这与传统的情况形成鲜明对比。
2006-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Graphene, plasmons and transformation optics
在这里，我们研究了亚波长光栅耦合到石墨烯等离子体通过一个分析模型的基础上的转换光学，不限于非常浅的光栅。我们考虑的光栅，包括在石墨烯片的电荷密度的周期性调制，并通过这种电导率调制形成的光栅连同放置在石墨烯附近的介电光栅。给出了系统支持的等离子体激元的色散关系以及平面波照明下的反射率和透射率的显式表达式。我们讨论了最大化入射辐射和等离子体激元之间的耦合在石墨烯的条件，找到最佳的调制强度的电导率光栅。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultra-high-resolution imaging of moiré lattices and superstructures using scanning microwave impedance microscopy under ambient conditions
二维异质结构层的晶格矢量略有不同，表现出一种新的周期性结构称为莫尔晶格。莫尔晶格的形成提供了一种强有力的新方法来设计二维材料的电子结构，以实现新的关联和拓扑现象。此外，莫尔晶格的超结构可以从多个未对准的晶格矢量或不均匀的应变分布中出现，这在电子能带结构设计中提供了额外的自由度。莫尔晶格和超结构的高分辨率成像对于定量理解新兴的莫尔物理至关重要。在这里，我们报告的纳米级成像的莫尔晶格和超结构在各种石墨烯为基础的样品在环境条件下使用超高分辨率的扫描微波阻抗显微镜的实现。我们表明，相当显着，虽然扫描探针尖端具有约100 nm的总半径，可以实现在局部电导率分布优于5 nm的超高空间分辨率。这种分辨率增强不仅能够直接可视化魔角扭曲双层石墨烯和复合超莫尔晶格中的莫尔晶格，而且还允许设计路径朝向人工合成新颖的莫尔超结构，例如来自扭曲石墨烯和六方氮化硼层之间的相互作用和超调制的可果美莫尔。
2020-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microwave Imaging of Edge Conductivity in Graphene at Charge Neutrality and Quantum Hall States
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Washington（华盛顿大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
研究通过微波阻抗显微镜探测单层石墨烯边缘态导电性，揭示电中性点及量子霍尔态中边缘信号与 bulk 间隙的演变差异，提供费米能级穿越石墨烯独特 Landau 能级谱的微观图像。
2026-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Plasmonics in the visible domain for a one-dimensional truncated photonic crystal terminated by graphene: sensing beyond Dirac point's approximation
在Kretschmann构型下，在涂覆石墨烯层的一维光子晶体中，TE波的偏振可以激发出可见的表面等离子体共振（SPR）.在这项工作中，等离子体激元布洛赫波的狄拉克点以外的一维石墨烯基的光子传感结构的性质进行了数值研究。我们表明，在可见光区的建议的光子器件的反射光谱中的出射等离子体下降表现出可调的化学势和跳跃参数调制后的特性。传感器在可见光区的灵敏度进行了数值评估，并与那些考虑在太赫兹制度的表面等离子体共振进行了比较。
2021-05-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Phase-dependent dissipation and supercurrent of a graphene-superconductor ring under microwave irradiation
由正常金属耦合的两个超导体的结具有Andreev束缚态，其能谱是相位相关的，并且呈现出minigap，从而产生周期性的超导电流。由于Andreev束缚态的弛豫，在有限频率下也会出现相位相关耗散。虽然耗散和超电流与相位的关系以前已经在热平衡附近测量过，但它们在非平衡状态下的行为仍然难以捉摸。通过测量石墨烯-超导体结在微波辐照下的交流磁化率，发现当辐照频率大于弛豫速率时，超导电流响应偏离绝热交流约瑟夫森效应。值得注意的是，当照射频率进一步增加到高于小间隙时，耗散在相位0处增强，其中小间隙最大，并且耗散在平衡时最小。我们认为，这是证据的非平衡分布函数，允许额外的能级跃迁的同一侧的minigap。这些结果揭示了相控耗散比超导电流对微波辐射更敏感，为研究近场化超导系统中的光子辅助物理提供了一种新的方法。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave Experiments Simulating Quantum Search and Directed Transport in Artificial Graphene
最近已经提出了一系列量子搜索算法，与从$N$到$\sqrt{N}$的经典搜索算法相比，提供了代数加速，其中$N$是搜索空间中的项目数。特别是，设计搜索规则格已成为流行的扩展Grover的原始算法的空间搜索。在紧束缚系统中，理论上可以证明，如果晶格谱具有狄拉克点，则在物理相关的2维和3维中进行搜索是可能的。我们在这里提出了一个证明的原理实验，实现波搜索算法和定向波运输的石墨烯晶格安排。这个想法是基于使局部搜索状态与低谱密度的能量区域中的扩展晶格状态共振-即在狄拉克点或附近。该实验是在微波装置中使用经典波来实现的，该微波装置包含以蜂窝布置放置的弱耦合介质谐振器，即，人造石墨烯此外，我们使用线性链实验研究的标度行为。
2015-03-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of supersymmetric pseudo-Landau levels in strained microwave graphene
使用一个阵列的耦合微波谐振器排列在一个变形的蜂窝晶格，我们实验观察到伪朗道能级的形成在整个交叉从消失到大的伪磁场强度。这是通过利用一个可适应的设置在一个几何形状，是兼容的伪朗道水平在所有的场强。所采用的方法能够观察到完全形成的平带伪朗道水平光谱的光子态密度的尖峰，并在空间上图像相关联的波函数，在那里我们提供了明确的证据，反映了以前难以捉摸的超对称性的特征节点结构在底层的低能量理论。特别是，我们解决了完整的亚晶格极化的异常第0伪朗道水平，这揭示了一个深刻的连接到锯齿形边缘状态在无应变的情况下。
2020-01-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum noise limited microwave amplification using a graphene Josephson junction
约瑟夫森结（JJ）及其可调谐特性（包括非线性）构成了超导电路量子电动力学（cQED）的核心。在量子线路中，微波微弱信号的低噪声放大是必不可少的，约瑟夫森参量放大器（JPA）是应用最广泛的器件。现有的JPA基于在超导量子干涉装置几何结构中实现的Al-AlOx-Al隧道结，其中磁通量是用于调谐频率的旋钮。最近的实验实现的2D范德华JJ提供了一个机会，实现各种cQED设备的额外优势，调整结的属性和使用栅极电位的工作点。虽然已经证明了可能的2D范德华cQED架构的其他组件-量子噪声限制放大器，一个重要的组件，尚未实现。在这里，我们使用石墨烯JJ实现量子噪声限制JPA，其具有3.5 GHz的线性谐振门可调谐性。我们报告了24 dB放大，10 MHz带宽和-130 dBm饱和功率;性能与最好的单结JPA不相上下。重要的是，我们的门可调JPA工作在量子限制的噪声机制，这使得它成为一个有吸引力的选择，高灵敏度的信号处理。我们的工作对新型测辐射热计具有影响-石墨烯的低热容量与JJ非线性一起可以导致嵌入量子噪声限制放大器内的极其灵敏的微波测辐射热计。总的来说，我们的工作将通过将传感器与量子放大器集成，开辟2D范德华材料的可扩展器件架构的探索。
2022-04-05 cond-mat.mes-hall
Graphene Composites as Efficient Electromagnetic Absorbers in the Extremely High Frequency Band
我们报告的合成的环氧基复合材料与石墨烯填料和测试其电磁屏蔽效率的准光学自由空间法在极高频（EHF）频段（220 - 325 GHz）。固化粘合剂复合材料通过可扩展的技术生产，具有几微米横向尺寸的单层和几层石墨烯层的混合物。发现即使在石墨烯填料的低浓度下电磁透射率T也低：对于仅具有1重量%石墨烯的复合材料，在300 GHz的频率下T <1%。在具有低石墨烯负载的复合材料中的主要屏蔽机制是吸收。厚度为1 mm且石墨烯负载量为8 wt %的复合材料在亚太赫兹EHF频率下提供了70 dB的优异电磁屏蔽，对环境的能量反射可忽略不计。所开发的具有石墨烯填料的轻质粘合剂复合材料可用作高频微波无线电继电器、微波遥感器、毫米波扫描仪和无线局域网中的电磁吸收剂。
2020-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Van Hove Singularities and Excited-State Quantum Phase Transitions in Graphene-like Microwave Billiards
我们讨论的六方晶格振动的代数模型的解决方案，指出有趣的本地化特性的本征态在范霍夫奇点（vHs），其能量对应于激发态量子相变（ESQPT）。我们发现，这些国家形成条纹取向平行于锯齿形方向的晶格，类似于众所周知的边缘状态发现在狄拉克点，但vHS条纹出现在散装。我们解释的状态作为细胞倾斜振动线，并检查其稳定性在大晶格尺寸的限制。该模型可以通过超导二维微波谐振器实验实现，该谐振器包含金属圆柱体的三角形晶格，其模拟有限尺寸的石墨烯薄片。因此，我们可以假设这里讨论的效应可以通过实验观察到。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other nucl-th
Microwave spectroscopic evidence of a moiré-commensurate electron crystal in monolayer graphene
Villanova University（维拉诺瓦大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）
研究通过微波光谱探测莫尔对齐单层石墨烯的电导率，发现莫尔公度电子晶体的特征，在s=1/3处观测到对应广义维格纳晶体的极小值，为该晶体的存在提供了实验证据。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Microwave spectroscopy of few-carrier states in bilayer graphene quantum dots
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
利用cQED技术研究双层石墨烯量子点中少载流子态的微波光谱学，揭示自旋和谷态特性，展示其在量子比特操控中的应用潜力。
2025-11-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Relativistic graphene ratchet on semidisk Galton board
使用广泛的蒙特卡罗模拟，我们研究了数值和分析的光电效应，或棘轮，定向电子输运诱导的微波辐射上的半圆盘高尔顿板的反量子点在石墨烯。通常的二维电子气（2DEG）和石墨烯中的电子之间的比较表明，棘轮电流在非常低的温度下是相当的。然而，石墨烯中的大的平均自由程应该允许在室温下具有强的棘轮传输。此外，在石墨烯中，即使对于非偏振辐射也会出现棘轮传输。这些特性为基于室温石墨烯的微波和太赫兹辐射的灵敏光电探测器开辟了有希望的可能性。
2010-11-17 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Quantum-Ready Microwave Detection with Scalable Graphene Bolometers in the Strong Localization Regime
针对超导量子处理器的GHz微波探测需求，本文利用碳化硅外延石墨烯的强电荷局域化效应制备可扩展测辐射热计，在40 mK下实现40 zW/√Hz的低噪声等效功率。
2025-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.ins-det
Dipole coupling of a bilayer graphene quantum dot to a high-impedance microwave resonator
本文在双层石墨烯双量子点与高阻抗超导微波谐振器之间实现了电偶极耦合，利用cQED技术实现快速灵敏的电荷检测，最大耦合强度达49.7 MHz，为范德瓦尔斯材料量子点的相干电荷-光子耦合开辟了道路。
2024-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phase-dependent microwave response of a graphene Josephson junction
嵌入微波环境中的门可调谐约瑟夫森结为原位工程和优化新型超导量子线路提供了一个有前途的平台。电路设计的关键量是结的相位相关复导纳，它可以通过用谐振电路感测rf SQUID来探测。在这里，我们研究了石墨烯为基础的约瑟夫森结作为一个原型门可调元件封装在一个SQUID环，电感耦合到一个超导谐振器工作在3 GHz。用一个简洁的电路模型描述了耦合系统的色散和耗散响应，我们提取了SQUID环的自屏蔽校正的相位相关结导纳。我们将导纳分解为电流-相位关系和相位相关损耗，由于这些量是由超导Andreev束缚态的光谱和种群动力学决定的，因此我们可以深入了解结中的微观输运机制。我们从理论上重现实验结果，考虑到一个短的，扩散结模型，考虑到安德烈耶夫光谱和电磁环境之间的相互作用，从中我们推导出的非平衡人口的寿命为~17 ps。
2021-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Characterization of the Intrinsic and Extrinsic Resistances of a Microwave Graphene FET Under Zero Transconductance Conditions
本文研究了零跨导条件下微波石墨烯FET的电阻特性，通过S参数提取并分析沟道与寄生串联电阻对栅漏偏压的依赖性，并引入损耗栅电容电阻分量构建了与实验数据宽带相关的模型。
2023-09-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electrochemically-gated Graphene Broadband Microwave Waveguides for Ultrasensitive Biosensing
本文提出电化学门控石墨烯共面波导微流控传感器，结合宽带微波散射参数与机器学习，在1 aM浓度下区分完全匹配、单碱基错配和不相关DNA，分类准确率超过97%。
2023-01-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.bio-ph
Proposed ultra wide-band tunable THz RT lasers based on momentum space negative conductivity under electron streaming in hNB-graphene sandwiches
观察太赫兹损耗增益切换通过栅极上的偏置石墨烯三明治的传输解释下，在石墨烯中的电子流的响应。基于这一考虑，提出了太赫兹源，包括硅谐振器放置在三明治与电流在石墨烯中流动。它应该提供可调谐的偏置发射在宽太赫兹波段。该光源是直接模拟太赫兹的可调谐微波激光器演示。
2020-04-13 cond-mat.mes-hall
Integration of graphene-based superconducting quantum circuits in 3D cavity
本研究构建了首个基于石墨烯SQUID的三维腔兼容超导量子电路，通过直流与微波探针关联通量调制腔频与临界电流，并提取对称性信息，为拓扑材料量子器件奠定基础。
2025-03-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microwave photonic crystals as an experimental realization of a combined honeycomb-kagome lattice
在2015年，用模拟人造石墨烯B的超导微波光子晶体进行了实验。Dietz，T. Klaus，M. Miski-Oglu和A. Richter，Phys.Rev.B91，035411（2015）]。相关联的态密度包括具有包括范霍夫奇点的相邻带的两个狄拉克点，从而展现出源自石墨烯的非寻常电子能带结构的特性特征。它们被一个共振密度特别高的狭窄区域隔开，对应于能带结构中的一个几乎平坦的能带，这让人联想到honome晶格--两种亚晶格的组合：蜂窝和kagome。我们证明，事实上，状态的密度，以及本征模的属性和波动的共振频率谱是很好地再现紧束缚模型的基础上的honome晶格。通过逆Monte-Carlo方法得到了很好的描述，从而证实了我们对微波光子晶体作为一种honome晶格的实验实现的解释，并回答了长期存在的问题，即对通常在不同形状的微波光子晶体中观察到的以两个Dirac点为边界的平带的起源的理解.
2020-11-17 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Electrically Tunable Macroscopic Quantum Tunneling in a Graphene-based Josephson Junction
石墨烯基约瑟夫森结中的随机开关电流分布呈现出从经典到量子的过渡，揭示了低温下约瑟夫森相粒子的宏观量子隧穿（MQT）现象.微波光谱测量表明，在搓板势阱中，通过离散的能级发生多光子吸收过程。MQT的交叉温度和量子化的能级间距由门电压控制，这意味着它的潜在应用门可调超导量子比特。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
