Towards room-temperature single-layer graphene synthesis by C60 Supersonic Molecular Beam Epitaxy
无机表面和有机物接种的分子束之间的高动能碰撞代表了材料科学中的基本案例研究，最显著的是当它们激活导致纳米晶体生长的化学物理过程时。在这里，我们展示了在645 °C下通过C60超声分子束（SuMBE）外延在铜上合成单层石墨烯，并有可能进一步还原。使用各种电子光谱和显微镜技术，和第一性原理模拟，我们描述的化学-物理机制激活的SuMBE导致石墨烯的生长。特别是，我们发现高动能沉积在增强有机/无机界面相互作用，控制笼开口和提高生长的薄膜质量的关键作用。这些结果虽然在铜上的石墨烯的特定情况下进行了讨论，但可能可扩展到不同的金属或半导体衬底，并且其中需要较低的处理温度。
2015-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature Anomalous Hall Effect in Graphene in Interfacial Magnetic Proximity with EuO Grown by Topotactic Reduction
通过拓扑还原在石墨烯上生长EuO薄层，实现界面磁邻近诱导的自旋极化，在室温下观察到反常霍尔效应，归因于高应变稳定的磁极化子。
2023-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Elastic properties and mechanical stability of bilayer graphene: Molecular dynamics simulations
本文通过分子动力学模拟研究了双层石墨烯在宽温度范围内的弹性质和力学稳定性，发现其面内压缩模量随温度升高而降低但高于单层石墨烯，并揭示了系统尺寸对力学不稳定性及旋节压力的幂律影响。
2023-11-21 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
A Defective Graphene Phase Predicted to be a Room Temperature Ferromagnetic Semiconductor
理论计算，基于混合交换密度泛函理论，被用来表明，在石墨烯的周期性阵列的缺陷产生铁磁基态在室温下意外大的缺陷分离。这是证明的缺陷，包括一个碳空位，其中两个悬挂键饱和与H原子。的磁耦合机制进行了分析，发现是由于在$π$电子系统相对于一个远程自旋极化的不稳定性，其特征在于在相邻的碳原子之间的自旋方向交替。$π$键的破坏在费米边缘打开了一个半导体间隙。能隙的大小和磁耦合强度是缺陷分离的强函数，因此可以通过改变缺陷浓度来控制。半导体的能隙和电子有效质量的位置是强烈的自旋依赖性，这是预期的结果在自旋不对称的输运性质的系统。因此，有缺陷的石墨烯片是一种非常有前途的材料，具有用于定制未来自旋电子器件特性的内置机制。
2008-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Realization of room-temperature ferromagnetic semiconducting state in graphene monolayer
室温铁磁半导体在非易失性数字电路中具有重要的应用价值，它可以提供一个理想的系统，使我们可以同时利用电子的电荷和自旋。然而，寻找室温铁磁半导体至今仍只是一个诱人的想法，从未在实践中实现。在这里，我们证明了石墨烯单层，与下面的Ni（111）衬底杂交，是室温铁磁半导体，已经持续了几十年的研究。我们的自旋极化扫描隧道显微镜（STM）的实验，辅以第一性原理计算，明确表明，石墨烯和镍衬底之间的相互作用产生了一个大的间隙在石墨烯，同时导致相对移动之间的多数和少数自旋带。因此，Ni衬底上的石墨烯片即使在室温下也表现出具有几十meV能量的自旋极化带隙。这一结果使室温铁磁半导体的科学和应用成为可能，并为基于石墨烯的新型信息技术带来了希望。
2017-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
CVD bilayer graphene spin valves with 26 $μ$m spin diffusion length at room temperature
我们提出了由CVD生长的双层石墨烯（BLG）制造的倒置自旋阀，其在室温下的器件性能与最先进的双层石墨烯自旋阀相比增加了一倍以上。这是可能的PDMS液滴辅助全干转移技术，弥补了以前的工艺缺陷，在设备制造。栅极相关的汉勒测量显示自旋寿命高达5.8 ns和自旋扩散长度高达26 $μ$ m在室温下结合的电荷载流子迁移率为$\approx$ 24 000 cm $^{2}$（Vs）$^{-1}$的最佳设备。我们的研究结果表明，CVD生长的BLG显示出与CVD-石墨烯甚至剥离的单层石墨烯同样良好的室温自旋输运性质。
2022-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Micrometer-scale ballistic transport in encapsulated graphene at room temperature
由封装在六方氮化硼中的石墨烯制成的器件表现出显著的负弯曲电阻和异常霍尔效应，这是对于宽范围的载流子浓度在微米尺度上的室温弹道输运的直接结果。封装使得石墨烯实际上不受环境气氛的影响，同时允许使用氮化硼作为顶部栅极电介质。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic decoupling of ferromagnetic metals through a graphene spacer
我们研究了不同的铁磁金属（FM）之间的磁耦合在石墨烯（G）层，和石墨烯作为一个薄的共价间隔的作用。从在FM衬底（Ni或Co）上生长的G开始，我们在室温下在顶部沉积不同的FM金属（Fe、Ni、Co）。通过测量3p光电子谱线的二向色效应，我们检测了室温下基底的磁化强度和FM覆盖层中交换耦合的符号。我们表明，G层磁性的FM金属。
2016-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Engineering of SnO2-Graphene Oxide Nano-Heterojunctions for Selective Room-temperature Chemical Sensing and Optoelectronic Devices
Università degli Studi di Milano（米兰大学）；Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali (INSTM)（意大利国家材料科学与技术大学联盟）；The Australian National University（澳大利亚国立大学）
本文通过设计SnO2-石墨烯氧化物纳米异质结，实现了室温下对挥发性有机化合物的选择性检测，并展示了其在光电探测器和气体传感器中的应用潜力。
2026-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Ripple-assisted adsorption of noble gases on graphene at room temperature
Nanjing University（南京大学）；Southeast University（东南大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Suzhou Laboratory（苏州实验室）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Hunan University（湖南大学）
本研究针对室温常压下惰性气体难以吸附的难题，通过理论与实验实现了高波纹度石墨烯上多种惰性气体的稳定可控吸附与脱附，该机制可推广至其他层状材料，有望推动气体吸附相关理论与应用发展。
2025-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Evolution in Surface Morphology of Epitaxial Graphene Layers on SiC Induced by Controlled Structural Strain
利用电子沟道衬度成像技术研究了外延石墨烯薄膜和6 H-SiC（0001）衬底表面形貌的演化。而薄膜厚度仅由生长温度决定，在恒定温度下增加生长时间会影响内应力和薄膜形态。超过8-10分钟的退火时间导致石墨烯膜被钉扎到的SiC台阶边缘的均方粗糙度增加，导致在室温下的压缩应力膜。较短的退火时间产生的梯田边缘的形态变化最小，并导致在冷却到室温后几乎无应力的膜。
2008-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature Tunable Fano Resonance by Chemical Doping in Few-layer Graphene Synthesized by Chemical Vapor Deposition
利用红外傅里叶变换光谱在室温下观察到了少层（~3）石墨烯中的类Fano声子共振。这种Fano共振是石墨烯中的离散面内晶格振动模式和连续电子激发之间的强电子-声子相互作用的表现。通过氨水化学掺杂，我们得到了不同的Fano线形状，从空穴掺杂的石墨烯中的反共振到n型石墨烯中的声子主导。当费米能级位于狄拉克点附近时，Fano共振表现出最强的干涉特征。带电声子表现出大大增强的振子强度，并随着电子密度的增加经历连续的频率红移。研究表明，随着费米能级的变化，声子耦合到不同的电子跃迁。
2010-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene field-effect-transistors with high on/off current ratio and large transport band gap at room temperature
石墨烯因其优异的电子性能而被认为是未来纳米电子学的一个有前途的候选者。不幸的是，由于不存在带隙，石墨烯场效应晶体管（FET）不能有效地关断，导致在顶栅石墨烯FET中通常约为5的开/关电流比。另一方面，理论研究和光学测量表明，在双层石墨烯中，垂直电场可以产生高达几百meV的带隙。尽管先前在双层石墨烯晶体管中的载流子传输测量确实指示在低于1开尔文的温度下的栅极诱导绝缘状态，但是电（或传输）带隙估计为几meV，并且双层石墨烯FET中的室温开/关电流比保持与单层石墨烯FET中的那些相似。在这里，我们第一次报告了在室温和20 K下，我们的双栅双层石墨烯FET的开/关电流比分别约为100和2000。在平均电位移为2.2 V/nm和1.3 V/nm时，我们还测量了>130和80 meV的电带隙。该演示揭示了双层石墨烯在数字电子学、赝自旋电子学、太赫兹技术和红外纳米光子学等应用中的巨大潜力。
2010-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature ballistic transport in narrow graphene strips
我们调查的电子-声子耦合，散射率，和平均自由程的边缘石墨烯带宽度的顺序为10 nm。我们对这些石墨烯纳米带的计算显示了与单壁碳纳米管（SWNTs）的预期相似性和由于Dirichlet边界条件而抑制的电子-声子散射，该边界条件禁止SWNTs中存在的一个主要背散射通道。由于后向散射所需的声子波矢较大，低能声声子散射在室温下呈指数小。我们发现在我们的模型中，电子-声子平均自由程是成比例的纳米带的宽度，大约是70 $μ$ m的11 nm宽的纳米带。
2007-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature High On/Off Ratio in Suspended Graphene Nanoribbon Field Effect Transistors
我们已经制造了悬浮几层（1-3层）石墨烯纳米管场效应晶体管从解压缩多壁碳纳米管。电输运测量表明，电流退火有效地去除了悬浮的石墨烯纳米带上的杂质，揭示了石墨烯的固有双极传输特性。进一步增加退火电流在带中产生窄的收缩，导致形成大的带隙和随后的高开/关比（其可以超过104）。这种制造的器件是热稳定和机械稳定的：重复的热循环对它们的电性能几乎没有影响。该工作首次表明，通过控制电流退火可以在相对宽的石墨烯纳米晶（15 nm ~50 nm）中实现室温下的双极场效应特性和高开/关比。
2011-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature synthesis of graphene-like carbon sheets from C2H2, CO2 and CO on copper foils
对于一些催化反应，如合成大面积和高质量的石墨烯，需要高温。所提到的石墨烯可以通过在800 - 1000 ℃下在铜箔上的化学气相沉积（CVD）工艺获得。在这里，我们描述了一种室温合成方法，首次从不同的碳源，包括乙炔，二氧化碳和一氧化碳，在铜箔上使用启发式方法，这是从催化剂科学中的一些电子促进剂的作用的启发。促进剂是增加催化活性的物质，但它们本身不是催化剂。在这项研究中，我们使用电荷来修改的电子效应的催化剂，这是由压电材料。
2016-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switchable giant room-temperature nonlinear Hall effect in Bilayer Graphene
University of Geneva（日内瓦大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
该研究在双离子栅控双层石墨烯器件中观测到可切换的巨量室温非线性霍尔效应，其性能远超同类室温器件，为无结非线性技术提供了理想平台。
2026-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene-based topological insulator with an intrinsic bulk band gap above room temperature
拓扑绝缘体（TI）代表了一种新的物质量子态，其特征在于绝缘体带隙内的鲁棒无带隙态。二维（2D）TI的金属边缘态，称为量子自旋霍尔（QSH）效应，不受反向散射的影响，并携带完全自旋极化的无耗散电流。然而，在HgTe和InAs/GaSb中实现的现有2D TI遭受远低于室温的小的体隙（<10 meV），从而限制了它们在电子和自旋电子器件中的应用。在这里，我们报告了一种新的二维TI包括石墨烯层夹在两个Bi 2Se 3板之间，具有30至50 meV的大的固有体带隙，使其适用于室温应用。与以往的增强石墨烯晶格的固有自旋轨道耦合效应的策略不同，本石墨烯基TI基于石墨烯狄拉克带和Bi 2Se 3导带之间的强反转的新机制。应变工程导致体间隙的有效控制和显著增强。最近报道的光滑石墨烯/Bi 2Se 3界面的合成证明了这种新的2D TI结构的实验实现的可行性，这对于纳米器件应用具有很大的希望。
2013-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Valley Polarization and Coherence in Transition Metal Dichalcogenide-Graphene van der Waals Heterostructures
由石墨烯和过渡金属二硫属化物（TMD）制成的范德华异质结构是用于光电、自旋电子和谷电子器件的新兴平台，其可以受益于（i）TMD中的强的光-物质相互作用和自旋谷锁定以及（ii）石墨烯中的特殊的电子和自旋输运。这种器件的操作需要显著的谷极化和谷相干性，理想地高达室温。在这里，使用一个全面的穆勒偏振分析，我们报告\textit{artifact-free}室温度的谷极化高达$40~\%$，值得注意的是，谷相干高达$20~\%$在单层二硫化钨（WS $_2$）/石墨烯异质结构。即使在低温下，二硒化钼（MoSe $_2$）中的谷反差也特别难以实现。在将单层MoSe $_2$与石墨烯接合时，谷极化和相干性的室温程度分别与$14~\%$和$20~\%$一样高。我们的研究结果进行了讨论，根据最近的报道，高效的层间耦合和激子转移的TMD/石墨烯异质结构和室温手性轻物质相互作用和相干光谷电子器件的承诺。
2018-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Temperature dependent elastic constants and ultimate strength of graphene and graphyne
本文基于第一性原理计算结合准谐波近似，重点分析了石墨烯和石墨烯炔的晶格结构、热膨胀系数、弹性常数和极限强度随温度的变化规律.对于线性热膨胀系数，石墨烯和石墨炔两者在低温区域中显示负区域。该系数在高温下增加到正值。石墨烯具有优异的机械性能，杨氏模量E11=371.0 N/m，E22=378.2 N/m，室温下的极限拉伸强度为119.2 GPa。基于我们的分析，发现石墨烯的机械性能对高达1200 K的温度升高具有很强的抵抗力。石墨烯还显示出良好的机械性能，在室温下杨氏模量E11=224.7 N/m，E22=223.9 N/m和极限拉伸强度为81.2 GPa，但是石墨烯的机械性能相对于温度的增加具有比石墨烯更弱的抵抗力。
2012-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Anamolous reduction of magnetic coercivity of graphene oxide and reduced graphene oxide upon cooling
在这份报告中，我们提出了氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（RGO）的磁性的温度演变。我们报道了GO和RGO的结晶度随温度的降低而类似地降低。我们可以解释这种反常行为，调用石墨烯中固有的波纹存在。我们观察到反铁磁和铁磁行为在室温下的GO和RGO分别，但在低温下都显示顺磁性行为。
2013-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature Quantum Hall Effect in Graphene
量子霍尔效应（QHE）是发生在真正宏观尺度上的量子现象的一个例子，自1980年发现以来一直吸引着人们的强烈兴趣，并帮助阐明了量子物理学的许多重要方面。它还导致了一种新的量子力学标准--电阻量子的建立。然而，令人惊讶的是，QHE只能在液氦温度下观察到。在这里，我们表明，在石墨烯-碳的单原子层-QHE即使在室温下也可以可靠地测量，这不仅令人惊讶和鼓舞人心，而且还承诺QHE电阻标准可以提供给更广泛的社区，在一些国家机构之外。
2007-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature spin-lifetime anisotropy exceeding 60 in bilayer graphene spin valves proximity coupled to WSe$_2$
nd Institute of Physics and JARA-FIT, RWTH Aachen University（亚琛工业大学第二物理研究所和JARA-FIT）；Peter Grünberg Institute (PGI-9), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心彼得·格林贝格研究所（PGI-9））
研究通过近邻耦合实现双层石墨烯自旋阀中室温自旋寿命各向异性超过60，揭示了自旋轨道耦合对自旋寿命的影响。
2026-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mobility of single vacancies and adatoms in graphene at room temperature
本研究通过keV离子辐照实验发现，室温下石墨烯中单空位可长程迁移约100纳米，晶格应变降低迁移势垒，且表面污染物通过自修复机制维持晶格完整性。
2025-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Spinodal decomposition and domain coarsening in a multi-layer Cahn-Hilliard model for lithium intercalation in graphite
本文利用多层 Cahn-Hilliard 模型研究石墨中锂插层快速淬火后的阶形成动力学，发现阶 2 总是最快生长，阶 3 仅在阶 2 的非线性粗化阶段出现，并讨论了该结果对电池电极充放电动力学的影响。
2024-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Near room-temperature memory devices based on hybrid spin-crossover SiO2 nanoparticles coupled to single-layer graphene nanoelectrodes
在本文中，我们报告的混合纳米粒子（NP）的基础上的聚合物1D化合物[Fe（Htrz）2（trz）]（BF 4），这是一个最有前途的SCO系统设计的电子器件的电荷传输性能。特别是，我们首次使用了覆盖有二氧化硅壳并放置在单层石墨烯电极之间的混合SCO NP。我们证明了一个可重复的热滞后回线在室温以上的电导，这意味着没有退化的电流水平已被检测到，因此，我们得出结论，自旋跃迁的鲁棒性显着改善与以前的结果相比，与其他报告，甚至更大的组件和SCO对象参与。这种双稳性与石墨烯的多功能性相结合，为各种技术应用以及未来复杂的基础研究提供了一个有前途的方案。
2016-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-mobility, wet-transferred graphene grown by chemical vapor deposition
我们报告了在SiO $_2$和六方氮化硼（hBN）封装上湿转移后，通过化学气相沉积（CVD）生长的单层石墨烯的高室温迁移率。通过去除在单晶石墨烯和hBN之间的界面处捕获的污染物，我们实现了在室温下高达$\sim70000cm^2 V^{-1} s^{-1}$和在9K下高达$\sim120000cm^2 V^{-1} s^{-1}$的迁移率。这些是先前湿转移的石墨烯的两倍以上，并且与通过干转移制备的样品相当。我们还研究了多晶石墨烯中热退火和封装的组合方法，实现了室温迁移率$\sim30000 cm^2 V^{-1} s^{-1}$。这些结果表明，通过适当的封装和清洁，可以在通过CVD生长的样品中获得远高于$10000cm^2 V^{-1} s^{-1}$的室温迁移率，并使用常规的、容易扩展的基于PMMA的湿法方法转移。
2019-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of graphene mediated by strain and size
基于三声子散射框架下的线性化Boltzmann-Peierls输运方程的第一性原理计算和全迭代解，我们表征了应变和非应变石墨烯的晶格热导率$κ$.我们发现$κ$收敛到5450 W/m-K无限无应变石墨烯，而$κ$发散应变石墨烯在室温下随着系统尺寸的增加。这些系统的不同$κ$行为通过声子寿命分析得到进一步的数学验证。弯曲的声学声子是主要的热载体在未应变和应变的石墨烯内的温度考虑。超长平均自由程的弯曲声子有助于有限尺寸效应$κ$的样品大到8厘米，在室温下。有限样品的尺寸依赖和温度依赖$κ$的计算结果与实验数据吻合较好，证明了本方法预测较大石墨烯样品的$κ$的能力。拉伸应变硬化的弯曲模式，并增加它们的寿命，引起有趣的依赖$κ$的样品尺寸和应变由于边界散射和固有的声子-声子散射之间的竞争。这些发现揭示了二维材料中热传输的性质，并可能通过改变应变和尺寸来指导石墨烯的预测和工程$κ$。
2015-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Temperature induced inversion of oxygen response in CVD graphene on SiO2
我们采用化学气相沉积法在铜箔上合成了单层石墨烯，并将石墨烯转移到带有一对预制Ti/Au电极的Si/SiO2衬底上。以这种方式制备的电阻式石墨烯基气体传感器揭示了室温下的n型氧响应，并且我们已经成功地拟合了使用双位点Langmuir模型随不同氧水平获得的数据。当温度升高到100 ℃时，传感器的氧响应为P型，当温度降低到室温时，传感器的氧响应可逆地转变为n型。气体响应类型随温度的这种反转被解释为吸附物诱导的电荷转移和载流子散射之间的相互作用的结果。推导出的转导功能，它涉及的电响应的表面覆盖，通过诱导迁移率和电荷密度的变化。
2013-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Self-passivating edge reconstructions of graphene
利用密度泛函理论研究了石墨烯锯齿形和扶手椅形边缘的平面重构图案。出乎意料地发现，锯齿形边缘是亚稳态的，并且在室温下自发地发生平面重构。该重构改变了电子结构，并且相对于从分子气氛中吸附原子氢而使边缘自钝化。
2008-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Long Spin Relaxation Times in Bilayer Graphene at Room Temperature
我们报告的第一个系统的研究在双层石墨烯（BLG）的自旋输运作为迁移率，最小电导率，电荷密度和温度的函数。自旋弛豫时间$τ_s$与室温和低温下BLG样品的迁移率$μ$成反比。这表明了D 'yakonov-Perel'自旋散射在BLG中的重要性.自旋弛豫时间高达2 ns的样品中观察到的迁移率最低。这些时间比之前报道的单层石墨烯（SLG）的任何值都长一个数量级。我们讨论了内在和外在因素的作用，可能导致D 'yakonov-Perel'自旋散射在BLG的优势。与SLG相比，观察到$τ_s$的密度依赖性随温度的显著变化。
2011-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prominent room temperature valley polarization in WS2/graphene heterostructures grown by chemical vapor deposition
我们研究了不同情况下的异质结构组成的WS 2单层生长的化学气相沉积（CVD）作为光学活性物质。我们发现，WS 2的谷极化的程度是由用于形成异质结构的材料类型的影响很大。我们的研究结果表明，WS 2和石墨烯（WS 2/Gr）之间的相互作用对温度相关的去极化（即随着温度的升高极化降低）有很强的影响，在近共振激发下，室温下的极化度达到24%。这与hBN包封的WS 2形成对比，其表现出仅11%的室温极化度。WS 2/Gr异质结构中观察到的低去极化速率归因于由于声子和从WS 2到石墨烯的快速电荷和能量转移过程而导致的几乎与温度无关的散射速率。在不同的异质结构配置之间的偏振度的显着变化也观察到在4K。在WS 2的K点和Γ点之间的价带附近的谷间空穴散射对直接环境敏感，导致观察到的变化。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric fields and substrates dramatically accelerate spin relaxation in graphene
理论上，石墨烯中的电子保持自旋状态的时间比大多数材料长得多，这使得石墨烯成为自旋电子学和量子信息技术的一个有前途的平台。在这里，我们使用第一性原理密度矩阵（FPDM）动力学模拟表明，与电场和基板的相互作用强烈增强自旋弛豫通过散射声子。因此，室温下的弛豫时间从独立石墨烯中的微秒减少到六方氮化硼（hBN）衬底上的石墨烯中的纳秒，这是通常在实验中测量的数量级。此外，反转对称性破缺hBN引入了更强的不对称性的电子和空穴的自旋寿命，比传统的D 'yakonov-Perel'（DP）自旋弛豫模型预测。偏离传统的DP模型更强的面内自旋弛豫，导致面外到面内的寿命比远大于1/2，最大值接近狄拉克点。这些FPDM的结果，独立于特定的假设或材料依赖的参数，也验证了最近修改的DP模型，以解释这种偏差。总体而言，我们的研究结果表明，在衬底的存在下，自旋-声子弛豫可能是更重要的石墨烯比通常假设，需要考虑在室温下基于石墨烯的自旋技术。
2022-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of the conductivity of graphene on boron nitride
单层石墨烯的衬底材料通过各种机制影响载流子迁移率。在室温下，传导电子被定位在衬底表面的声子模散射，可以严重限制载流子迁移率。我们在这里表明，对于由压电六方氮化硼（hBN）制成的衬底，与广泛使用的SiO $_2$相比，这种远程声子散射机制在室温下几乎弱一个数量级，并导致电阻率约为3\，$Ω$。这使得hBN成为未来在室温下工作的石墨烯基电子器件的优秀候选材料。
2012-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extremely High Thermal Conductivity of Graphene: Experimental Study
我们报告的第一次测量的热导率的悬浮单层石墨烯。使用非接触式光学技术进行测量。对于单层石墨烯，提取了在~ 4840至5300 W/mK范围内的热导率的近室温值。极高的热导率值表明石墨烯在热传导方面可以胜过碳纳米管。
2008-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature anisotropic in-plane spin dynamics in graphene induced by PdSe$_2$ proximity
针对石墨烯面内自旋寿命因异质结三重对称性呈各向同性的问题，本文利用具面内各向异性的五边形PdSe₂诱导栅极可调SOC，实现室温下面内自旋寿命10倍调制，发现主导动力学的持久面内自旋织构分量，加深相关理解并为新型拓扑相设计铺路。
2025-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Amplified Stimulated Terahertz Emission at Room temperature from Optically Pumped Graphene
报道了光抽运石墨烯的室温太赫兹受激发射和粒子数反转。在1550 nm，80 fs脉冲光纤激光泵浦下，利用非线性电光传感器，观察了SiO2/Si衬底上剥离石墨烯中光生电子/空穴的快速弛豫和相对缓慢的复合动力学过程。源自相干太赫兹光子发射的时间分辨电场强度在全反射几何结构中被电光采样。在SiO2/Si衬底上测量的太赫兹电场强度与在石墨烯衬底上测量的太赫兹电场强度的比较清楚地表明，石墨烯片充当放大介质。发射光谱与泵浦光子谱吻合较好，其对泵浦功率的依赖性表现出类似阈值的行为，证明了在太赫兹光谱范围内负电导和粒子数反转的发生。阈值泵浦强度> 5*10^6 W/cm ^2与模拟结果吻合较好。
2011-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.ins-det
Thermopower of gapped bilayer graphene
我们计算了清洁和不纯的双层石墨烯系统的热电势。通过施加外部电场来打开带隙被示出大大增强双层石墨烯的热电势，其在室温下是单层石墨烯和无带隙双层石墨烯的四倍以上。在自洽玻恩近似下讨论了稀荷杂质散射的影响。还分析了热电势的温度依赖性。
2011-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Giant gate-controlled room temperature odd-parity magnetoresistance in magnetized bilayer graphene
本研究在双层石墨烯与Cr₂Te₂Ge₆异质结构中发现了巨室温奇宇称磁电阻，可通过静电门控调控，源于贝里曲率与轨道磁矩耦合，为探测时间反演对称性破缺提供了新探针。
2024-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene-on-Sapphire and Graphene-on-Glass: Raman Spectroscopy Study
将蓝宝石和玻璃衬底上的石墨烯层的室温拉曼特征与GaAs衬底和标准Si/SiO2衬底上的石墨烯的室温拉曼特征进行比较，作为参考。发现虽然Si/SiO2和GaAs上的石墨烯的G峰位于1580 cm-1处，但是对于蓝宝石上石墨烯（GOS），G峰下移约5 cm-1，并且在许多情况下，对于玻璃上石墨烯（GOG），G峰分裂成中心频率约为1580 cm-1的双峰。所得结果对石墨烯的表征及其在电子器件中的应用具有重要意义。
2007-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Observation of time-reversal symmetric Hall effect in graphene-WSe2 heterostructures at room temperature
本研究在高迁移率石墨烯/WSe$_2$异质结构中观测到可室温持续、由垂直电场调控符号的时间反演对称霍尔效应，并通过实验与理论联合证实该效应源于晶格失配或角度不均匀性引起的应变所致的能带各向异性与反演对称性破缺。
2023-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Robust magnetic proximity induced anomalous Hall effect in a room temperature van der Waals ferromagnetic semiconductor based 2D heterostructure
本研究制备出居里温度达370K的范德华铁磁半导体FCGS，构建其与石墨烯的异质结构，实现了400K下仍稳定的反常霍尔效应，为高温自旋电子器件研发提供了新材料体系。
2023-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Crossover from Room-temperature Double-channel Ballistic Transport to Single-channel Ballistic Transport in Zigzag Graphene Nanoribbons
最近，已经明确证明，即使在室温下，锯齿形石墨烯纳米颗粒（GNR）也随着长度的增加而表现出从G 0到G 0/2的电导交叉（G 0 = 2 e2/h是电导的量子）[Baringhaus等人，Nature 506，349（2014）]。这样的结果令人困惑，因为以前的理论似乎都不符合实验观察。在这里，我们提出了一个模型来解释交叉从双通道到单通道弹道输运在曲折GNR。GNR边缘碳原子的sp3畸变在边缘原子上产生了较大的自旋-轨道耦合，增强了锯齿形GNR边缘态的自旋翻转散射。在充分的自旋翻转散射下，边缘态的波函数成为自旋向上和自旋向下分量的叠加。然后，两个边缘的耦合变得重要。这消除了锯齿形GNR中的边缘自由度，并导致电导随着长度的增加而从G 0演变为G 0/2。
2015-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atmospheric pressure graphitization of SiC(0001)- A route towards wafer-size graphene layers
我们研究了在SiC（0001）衬底上外延生长的石墨烯薄膜，采用Ar气氛代替真空气氛进行退火。使用AFM和LEEM，我们观察到显着改善的表面形态和石墨烯域的大小。对单层石墨烯薄膜的霍尔测量显示，室温下载流子迁移率约为1000 cm^2/Vs，27 K下约为2000 cm^2/Vs。这里介绍的生长过程建立在技术上可行的基础上的石墨烯膜的合成。
2008-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Exceptional ballistic transport in epitaxial graphene nanoribbons
在过去的十年里，石墨烯电子学推动了石墨烯科学的发展。主要目标是开发具有足够大的带隙的高迁移率半导体石墨烯以用于高性能应用。石墨烯带被认为是具有这些特性的半导体，然而，生产具有有用的带隙和高迁移率的带的努力取得了有限的成功。我们在这里表明，高质量的外延石墨烯纳米带40纳米宽，退火的边缘，侧壁SiC上生长的不是半导体，但单通道室温弹道导体的长度高达至少16微米。已经观察到对应于低于1欧姆的薄层电阻的超过一百万的迁移率，从而超过二维石墨烯3个数量级，并且超过完美石墨烯的理论预测10倍以上。石墨烯带表现为电子波导或量子点。我们发现，在这些带中的运输是由两个组件的基态横向波导模式，一个是弹道和温度无关，和第二热激活组件，似乎是弹道在室温下和绝缘在低温下。在室温下，两种组分的电阻随着长度的增加而突然增加，一种在160 nm的长度处，另一种在16微米处。这些性质似乎与电荷中性带中的最低能量量子态有关。由于外延石墨烯纳米带易于以数千计生产，因此它们的室温弹道输运性质也可用于先进的纳米电子学中。
2013-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene-TiS$_3$ heterojunction for selective polar vapor sensing at room temperature
本文研究了石墨烯-TiS_3二维异质结材料和TiS_3纳米带的室温极性气敏特性。采用化学气相传输法（CVT）合成了TiS 3纳米带，并通过扫描电子显微镜（SEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、能量色散X射线谱（EDS）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等分析手段对样品的结构进行了表征。通过观察其电子行为的变化来评估TiS 3纳米带的气敏性能。感测装置在2D异质结Gr-TiS 3-Gr架构中用金触点和光刻图案化的石墨烯（Gr）电极制造。据观察，金接触的TiS 3器件具有相当线性的I-V特性，而Gr-TiS 3-Gr异质结形成具有较高肖特基势垒（250 meV）的接触。在室温下，相对湿度为55%和不同的乙醇蒸汽浓度（从2到20 ppm变化）的传感器的I-V响应记录。I-V曲线表明，通过吸附水和乙醇分子，Gr-TiS 3-Gr的电阻增加，具有相对高的传感响应（在2 ppm下约3353%）。我们的研究结果表明，选择性和稳定的响应，以低浓度的乙醇蒸汽（2 ppm），可以实现在室温下的瞬态响应和恢复时间约为6秒和40秒，分别。我们提出的设计展示了一种新的选择性分子识别方法，使用分析物蒸汽和2D材料的异质结之间的极性相互作用。
2020-05-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tunable room-temperature ferromagnet using an iron-oxide and graphene oxide nanocomposite
磁性材料在电子、存储器和医学等领域有着广泛的应用。这些进步的关键是对磁序的控制。迄今为止，大多数室温应用具有固定的磁矩，其取向被操纵以实现功能。在这里，我们展示了一种基于氧化铁和氧化石墨烯纳米复合材料的器件，该器件在室温下充当可调铁磁体。我们不仅可以在室温附近的宽温度范围内调节其转变温度，而且还可以通过使用两个容易接近的旋钮（磁场和电流）的初始化过程将磁化强度从0调节到0.011 A.m $^2$ /kg，之后系统半永久地保持其磁性，直到下一个初始化过程。我们构建了一个理论模型来说明，这种可调谐性源于间接交换相互作用介导的自旋不平衡的电子内的纳米复合材料。
2015-03-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional honeycomb-kagome V2O3: a robust room-temperature magnetic Chern insulator interfaced with graphene
在量子反常霍尔效应（QAHE）中，不需要外加磁场就可以获得无耗散的手征边缘态，这在电子学和自旋电子学领域具有巨大的应用潜力。实现室温磁性陈氏绝缘体的最大障碍是找到一种结构稳定的材料，具有足够大的能隙和居里温度，可以很容易地在电子器件中实现。基于第一性原理的研究表明，V2 O3单原子层的蜂窝状晶格是结构稳定的，具有自旋极化的狄拉克锥，通过原子的原位自旋轨道耦合（SOC）产生室温QAHE.此外，通过应变和衬底研究，发现量子反常霍尔系统对小变形是鲁棒的，并且可以由石墨烯衬底支撑。
2021-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room-temperature colossal magnetoresistance in terraced single-layer graphene
无序感生磁电阻效应在低垂直磁场下是二次的，在高垂直磁场下是线性的。这种效应在技术上很有吸引力，特别是在二维（2D）材料如石墨烯中，因为它在具有纳米级空间分辨率的磁传感器中提供了潜在的应用。然而，这是一个很大的挑战，实现基于这种效应的石墨烯磁传感器，因为在控制的空间分布的无序和提高MR灵敏度在单层制度的困难。在这里，我们报告了一个高达5,000%的室温巨大MR在9 T的梯形单层石墨烯。通过层压单层石墨烯的阶梯衬底上，如TiO 2终止SrTiO 3，我们证明了一个普遍的一个数量级的增强MR相比，传统的单层石墨烯设备。引人注目的是，即使在约1012 cm-2的高载流子密度下，在阶梯石墨烯中也实现了>1,000%的巨大MR。对单层石墨烯在各种氧化物和非氧化物基阶梯表面上的MR的系统研究表明，阶梯结构是驱动MR增强的主导因素。我们的研究结果开辟了一条新的路线，定制的二维材料的物理性能的工程应变通过一个梯田基板。
2021-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The magnetism of wurtzite CoO nanoclusters
采用密度泛函理论和蒙特卡罗模拟相结合的方法，研究了纤锌矿型CoO纳米团簇表面未补偿自旋导致的Co掺杂ZnO的室温铁磁性的可能性.我们发现，从比热中提取的临界温度随着团簇尺寸的减小而系统地下降，而与特定的团簇形状无关。此外，以缺失磁性位点的形式存在的缺陷进一步降低了$T_\mathrm{C}$。这表明，即使是亚稳分解相也不可能维持ZnO：Co中的室温铁磁性。
2009-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversible Fluorination of Graphene: towards a Two-Dimensional Wide Bandgap Semiconductor
我们报告了石墨烯氟化物的合成和证据，石墨烯是一种二维宽带隙半导体。氟化石墨烯表现出六方晶序和强绝缘行为，在室温下电阻超过10 G $Ω$。氟化石墨烯中的电子输运通过由于带隙中的局域态的存在而在二维中的可变范围跳跃来很好地描述。通过还原氟化石墨烯获得的石墨烯是高度导电的，在室温下表现出小于100 k $Ω$的电阻率。我们的方法提供了一种新的途径，可逆工程的能带结构和导电性的石墨烯的电子和光学应用。
2010-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent graphene suspension due to thermal Casimir interaction
在室温下，对物体之间的卡西米尔相互作用有贡献的热效应通常很小，并且它们在更高温度下很难与量子力学贡献分开。我们建议，热卡西米尔力效应可以观察到的石墨烯片悬浮在衬底之间的流体在室温制度。适当选择的基板和流体的材料引起卡西米尔排斥。与其它力（例如重力和浮力）的平衡导致稳定的温度依赖性平衡分离。悬浮的石墨烯是一个很有前途的系统，由于其在室温下观察热卡西米尔效应的潜力。
2012-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Intrinsic anisotropy of thermal conductance in graphene nanoribbons
采用非平衡格林函数方法对宽度为0.5 ~ 35 nm的石墨烯纳米带的热导率进行了系统研究。观察到各向异性的热导与锯齿形GNRs的室温热导高达~ 30%大于扶手椅GNRs。在室温下，各向异性被发现消失，直到宽度大于100 nm。这种本征各向异性源于带边缘不同的边界条件，并可用于调节热导率，这对GNRs在纳米电子学和热电学中的应用具有重要意义。
2009-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large-area synthesis of ferromagnetic Fe$_{5-x}$GeTe$_{2}$/graphene van der Waals heterostructures with Curie temperature above room temperature
本文通过在外延石墨烯上范德华外延 Fe$_{5-x}$GeTe$_{2}$，实现大面积、界面锐利且居里温度高于300 K的铁磁二维异质结，并保持石墨烯高电子质量。
2023-03-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
