Controllable photo-induced spin and valley filtering in silicene
研究了在非共振圆偏振光和垂直于硅烯平面的电场作用下，Dirac电子通过硅烯中的带的弹道输运.我们表明，通过带的电导是自旋或/和谷极化。这可以通过硅烯中的自旋谷耦合、通过虚吸收/发射过程以及垂直电场对其能带结构的修改来解释。通过调节光强度和垂直电场的值可以增强自旋（谷）极化，从而导致对于它们的某些值的完美自旋（谷）过滤。此外，可以通过反转垂直电场（通过反转垂直电场或反转光照射的圆偏振）来反转自旋（谷）偏振。确定了全谷极化所需的条件。
2015-12-24 cond-mat.mes-hall
Minimal Geometry for Valley Filtering in Graphene
在石墨烯中实现电子电流谷分裂的可能性代表了这种二维材料中谷电子学新领域的重要组成部分。基于散射矩阵的对称性分析，我们表明，如果多个潜在的散射体的空间分布打破了关于入射电子的轴的镜像对称性，则观察到两个谷之间的电流分裂。这导致谷霍尔效应的出现。我们说明了镜像对称性破缺在两个对称杂质的最小系统中的效果，演示了通过微分截面和非零斜参数谷之间的分裂。我们进一步讨论的作用，这些影响可能在运输实验中发挥。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
Valley filtering using electrostatic potentials in bilayer graphene
研究了电子波包在双层石墨烯中通过静电门限定的量子点接触（QPC）的传播。栅极在层之间提供偏置，以便产生能隙。如果接触两侧的栅极产生相同的偏置，则观察到电子传输概率的台阶，就像通常的QPC一样。然而，如果偏置在QPC的一侧反转，则仅允许属于狄拉克谷之一的电子通过，这提供了非常有效的谷过滤。
2016-01-04 cond-mat.mes-hall
Resonant valley filtering of massive Dirac electrons
石墨烯中的电子，除了它们的自旋，还有两个赝自旋自由度：亚晶格和谷赝自旋。谷电子学使用谷自由度作为信息载体，类似于自旋电子学使用电子自旋的方式。我们展示了如何一个双势垒结构组成的电和矢量势可以用来过滤大量的狄拉克电子的基础上，他们的谷指数。我们研究了通过有限个势垒的共振透射，得到了由电势和矢势组成的超晶格的能谱。当包含质量项时，K和K'点处的能带和能隙是不同的，并且它们可以通过改变势来调节。
2013-04-02 cond-mat.mes-hall
Valley filtering in strain-induced $α$-$\mathcal{T}_3$ quantum dots
我们测试了通过局部应变$α$ - $\mathcal{T}_3$晶格刻下的量子点的谷过滤能力。具体来说，我们考虑一个平面外的高斯凸块在中心的四端配置和计算所产生的伪磁场具有相反的方向，电子起源于不同的山谷，由此产生的谷极化电流，以及位于彼此相对的注入器和集电极之间的电导。根据量子点的宽度和宽高比，我们检测到不同的传输制度，有和没有谷过滤的$α$ - $\mathcal{T}_3$和骰子晶格结构。此外，我们分析了电导共振的本质与高谷极化相关的（伪）朗道能级，局域态密度的空间分布，和局部电流密度。所观察到的局部电荷和电流密度图案反映了局部反演对称性破缺的应变，除了全球反演对称性破缺由于标度参数$α$。通过这种方式，我们也可以过滤出不同的子格。
2021-04-15 cond-mat.mes-hall
Valley filtering and electronic optics using polycrystalline graphene
在这封信中，无论是谷极化电流的操纵和狄拉克费米子的光学行为的理论探讨在多晶石墨烯。当施加应变时，由晶界分离的两个石墨烯域之间的取向不良可能导致它们的电子结构失配。这种差异表现在反演对称性的强烈破坏中，导致在宽范围的传输方向上的完美谷偏振。此外，这些石墨烯域作为电子波的不同介质，提供了调制和获得负折射率的可能性。
2016-10-13 cond-mat.mes-hall
Weyl Semimetal Path to Valley Filtering in Graphene
我们提出了一种设备，其中石墨烯片耦合到Weyl半金属，允许物理访问的隧道从二维到三维无质量狄拉克费米子的研究。由于重建的能带结构，我们发现，这种设备作为一个强大的谷过滤器的石墨烯片中的电子。我们表明，通过适当的对齐，外尔半金属在两个石墨烯谷之一的电流，而允许电流在其他畅通无阻。与其他提出的谷滤波器相比，我们提出的器件的机制发生在石墨烯片的主体中，从而避免了对仔细成形的边缘或尺寸的需要。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall
Tunable valley filtering in dynamically strained $α$-$\mathcal{T}_3$ lattices
$α$ - $\mathcal{T}_3$晶格中的机械变形对于不同的谷诱导相反方向的局部赝磁场。当这种应变配备有动态驱动器时，它会产生互补的谷非对称赝电场，预计会加速电子。我们建议，通过将这些效应与时间相关的非均匀应变相结合，可以设计出超越静态能力的可调谷值过滤装置。我们证明了这一点，通过实施一个振荡的高斯凸点为中心的四端霍尔酒吧$α$ - $\mathcal{T}_3$设置和计算诱导的伪电磁场解析。在递归Floquet格林函数方案，我们确定的时间平均传输和谷极化，以及局域态密度和电流密度的空间分布。由于周期性的驱动，我们检测到新的能源制度与高度谷偏振传输，这取决于$α$。通过分析时均局域态密度和电流密度的空间分布，我们可以将这些区域与装置中的赝电磁场联系起来，通过驱动频率，我们可以操纵谷极化态，这可能有利于未来的器件应用。
2022-12-06 cond-mat.mes-hall
Local versus extended deformed graphene geometries for valley filtering
石墨烯的能带结构中存在两个不等价的谷，这激发了对允许它们分离和控制以用于潜在器件应用的机制的研究。在文献中提出的几种方案中，应变诱导的平面外变形（在石墨烯样品中自然发生或有意设计）是产生谷电流分离的最佳候选方案之一。然而，由于这些结构中的谷值滤波特性高度依赖于所考虑的变形和设置的类型，因此确定确定谷值电流的最佳操作和检测的相关因素是重要的。在本文中，我们提出了一个全面的比较两个典型的变形中常见的石墨烯样品：局部中心对称的气泡和扩展的褶皱/皱纹。使用狄拉克模型的石墨烯和二阶玻恩近似，我们表征的气泡变形的散射特性，而数值传输矩阵方法用于折叠状变形。在这两种情况下，我们得到的依赖谷极化的几何参数的变形，并讨论其可能的实验实现。我们的研究表明，扩展变形作为更好的谷值滤波器在更广泛的能量范围内，并提出了更强大的功能，对几何参数和入射电流方向的变化。
2018-07-25 cond-mat.mes-hall
Robust all-electrical topological valley filtering using monolayer 2D-Xenes
我们提出了一个可实现的设备设计的全电鲁棒谷滤波器，利用自旋保护拓扑界面态托管在单层2D-Xene材料与大的内在自旋轨道耦合。与传统的量子自旋霍尔边缘状态周围的$X$点，出现在拓扑结构不同的阶段之间的畴壁的界面状态是从$K$或$K^{'}$点，使它们成为谷极化通道的合适的前景。我们发现，一个大的带隙量子自旋霍尔效应的存在下，使空间分离的自旋谷锁定螺旋界面态的谷态被保护的自旋守恒，导致对短程非磁性无序的鲁棒性。通过采用散射矩阵形式主义在一个适当设计的设备结构，谷分辨输运的非磁性短程无序的存在下，不同的2D-Xene材料也进行了详细的分析。我们的数值模拟证实了自旋-轨道耦合的作用，在实现一个完美的量子电导归因于拓扑保护的界面态的改进的谷滤波器的性能。我们的分析进一步阐述了在设计优化的valleytronic过滤器装置时需要考虑的材料、装置几何形状和其他因素的正确选择。
2021-10-13 cond-mat.mes-hall
Valley current filtering and reversal by parallel side contacted armchair nanotubes
用Landauer公式计算了平行侧面接触的扶手椅型纳米管的管间电导$G$与费米能级$E$的关系。当涂料强度的管间差异足够大时，在$E$ - $G$曲线中出现占优势的共振峰。重叠长度和夹层结构不影响共振能量。谐振峰处的谷间传输起着反向器和谷电流滤波器的作用。
2023-01-31 cond-mat.mes-hall
All-electrical valley filtering in graphene systems (II): Numerical study of electron transport in valley valves
本文对谷电子学中的基本逻辑门--由两个或更多个谷滤波器组成的谷阀--的电子输运进行了数值研究。各种典型的影响的运输进行了研究，如那些由于界面散射，长和短距离杂质散射，边缘粗糙度，应变，过滤器间的间距，或增加数量的谷过滤器。为了说明，我们考虑由单层或双层石墨烯中的石墨烯量子线谷过滤器构建的特定阀的类别，其中过滤器受到面内横向电场的单独控制。利用石墨烯的最近邻紧束缚模型建立了相应的输运问题，并采用递推格林函数法求解相应的透射系数。在两个过滤器阀的情况下，结果明确地证明了存在一个显着的开关对比度的电子传输之间的两种配置的阀门，即，一个具有相同的和另一个具有相反的谷极性的两个组成过滤器。当增加阀中过滤器的数量时，对比度被示出增强。Fano-Fabry-Perot型共振与界面散射和滤波器间距的签名进行了说明。电子背散射由于杂质被发现是sizably抑制，与阀的性能表现出相当大的鲁棒性对边缘粗糙度散射。另一方面，单轴应变的存在下修改电子传输和结果在一个有趣的准周期调制的传输，因为我们改变应变强度。
2022-09-05 cond-mat.mes-hall
Quantized transport, strain-induced perfectly conducting modes and valley filtering on shape-optimized graphene Corbino devices
石墨烯的极端机械弹性及其在晶格和电子自由度之间的特殊耦合已经产生了对应变工程石墨烯的强大推动力，一方面，应变增强了其现象学的丰富性，并使电子设备的新概念成为可能，另一方面，新的和极端的物理学可能会发生。在这里，我们证明了支持石墨烯片的衬底的形状可以被优化为可接近的实验，其中应变诱导的伪磁场（PMF）可以通过压力来定制，以定向选择性电子传输和夹断电流流动到量子信道极限。这里探索的Corbino型布局还允许根据谷和电流方向过滤载流子，其可以用于注入或收集谷极化电流，从而实现谷电子学所需的基本元件之一。我们的研究结果是基于一个框架开发，以切实确定应变，外部参数和几何形状的组合，最佳兼容的目标空间轮廓所需的物理特性-在这种情况下的PMF。通过量子输运计算具有最佳形状的大型石墨烯器件上的特征电导分布进行了分析。
2017-08-15 cond-mat.mes-hall
Valley filtering and spatial maps of coupling between silicon donors and quantum dots
交换耦合是基于自旋的量子技术的关键成分，因为它可以用来纠缠自旋量子比特并创建逻辑自旋量子比特。然而，硅中的电子谷自由度对交换相互作用的影响是目前重要的开放问题的主题。在这里，我们调查的影响交换谷在耦合施主/量子点系统，最近提出的方案的鲁棒量子信息处理的基本组成部分。利用扫描隧道显微镜针尖对量子点进行亚纳米级的精确定位，我们发现了一种近似单调的交换特性，其中与谷自由度相关的晶格非周期调制占交换的比例小于2~ 1%。由此，我们得出结论，保留施主的$\pm x$和$\pm y$谷指数的谷内隧穿过程被过滤出与$\pm z$谷量子点的相互作用，并且其中电子谷指数变化的$\pm x$和$\pm y$谷间过程是弱的。通过紧束缚计算交换与供体深度的补充，证明静电可调谐的供体/量子点交换可以用来补偿剩余的intravalley $\pm z$振荡，以实现均匀的相互作用，在一个阵列中的高度相干的供体自旋。
2018-09-01 cond-mat.mes-hall
Valley-dependent tunneling through electrostatically created quantum dots in heterostructures of graphene with hexagonal boron nitride
本研究提出利用KPFM诱导电势在石墨烯/hBN异质结构中实现谷滤波，通过紧束缚模型分析表明，当费米能$E_F$与电势$U_0$同号时可控制谷极化，为无需外部磁场的谷滤波提供了新方法。
2023-10-18 cond-mat.mes-hall
All-Electrostatic Valley Filtering by Barrier Rotation in Tilted Dirac/Weyl Semimetals
Nanoelectronics Research Center（纳米电子学研究中心）
通过倾斜各向异性狄拉克/外尔半金属中静电势垒界面的角度旋转，实现纯静电的谷过滤效应，产生有限谷极化电导。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Efficient Dual Spin-Valley Filter In Strained Silicene
我们提出了一种高效的硅烯双自旋和谷过滤设备。该器件由两个不同的势垒区域组成：第一个是单轴应变下的区域，具有由相邻的顶部和底部磁性绝缘体引起的交换场，而第二个包括两个铁磁条，其产生δ函数边缘磁场，以及用于修改电化学电势的栅电极。对于第一个区域，我们研究了单轴应变在动量空间中诱导两个谷自旋角分离的作用，以及由交换场诱导的自旋相关的电势进一步导致的自旋分离。然后，我们评估了第二区域中的δ函数磁场和电化学势组合，以产生用于选择所需的自旋谷组合的横向位移。我们证明了在第一势垒中诱导高度各向异性透射分布的最佳条件，这使得第二区域对所有四个自旋谷组合进行可控和有效的过滤（> 90%效率）。基于分析结果，我们预测了实验实现双自旋谷硅基滤波装置的可行性。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall
Gap states and valley-spin filtering in transition metal dichalcogenide monolayers
过渡金属二硫属化合物单层膜（$MX_{2}$，其中$M$ =Mo，W，$X$ =S，Se，Te）中的磁致谷自旋过滤有望成为信息处理的新范例。然而，这种影响的详细了解仍然是有限的，关于其基本的运输过程。在此，提出了过滤机制可以通过金属诱导间隙态（MIGS）的概念来更好地阐明，该金属诱导间隙态（MIGS）出现在电极端接的$MX_{2}$材料{ \it，即}中。参考过滤器设置。特别是，在这里预测的间隙状态调解谷和自旋解析电荷传输附近的理想电极/ $MX_{2}$接口，因此启动过滤。有人还认为，MIGS的作用增加时，沟道长度减小，因为它们开始统治的整体谷自旋输运隧穿制度。在下文中，所提出的研究产生基本的缩放趋势的谷自旋选择性相对于过滤材料的固有物理。其结果是，它有助于洞察分析的影响，并提供设计指南，以有效的谷自旋过滤器设备，所讨论的材料或其他六方单层的基础上打破反转对称。
2020-03-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Graphene Nanobubbles as Valley Filters and Beamsplitters
石墨烯的低能能带结构在布里渊区的K和K'点处具有两个不等效的谷。操纵这种谷自由度的可能性定义了谷电子学的领域，自旋电子学的谷模拟。谷电子器件的一个关键要求是能够通过过滤和空间分裂谷来打破谷简并，以产生谷极化电流。在这里，我们提出了一种方法来获得谷极化使用应变引起的非均匀伪磁场（PMF），这对两个山谷不同的行为。值得注意的是，所提出的方法不涉及外部磁场或磁性材料，如先前的提议。在我们的提议中，应变是由于实验上可行的纳米气泡（但任何局部变形都可以）：相关的PMF导致K和K'电子的不同真实空间轨迹，从而允许单独解决两个谷。通过这种方式，石墨烯纳米气泡可以在谷过滤和谷分裂设备中被利用，并且我们的模拟显示，根据变形场，许多不同的功能是可能的。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall
Probing valley filtering effect by Andreev reflection in zigzag graphene nanoribbon
具有锯齿形边缘的石墨烯弹道点接触（BPC）是谷滤波器的主要候选者，其中谷自由度的极化可以通过使用局部栅极电压来选择。在这里，我们建议检测Andreev反射谷滤波效果。由于BPC的最低导带和最高价带中的电子具有相反的手性，经过多次散射和干涉后，带间Andreev反射被强烈抑制。我们通过散射矩阵分析和数值模拟得出了这一结论。得到了Andreev反射随电子入射能量和BPC处局部栅电压的变化关系，由此可以确定理想谷滤波器的参数区域和谷极化方向。Andreev反射随BPC的长度呈现振荡衰减，表明与谷偏振呈负相关。
2017-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrical valley filtering in transition metal dichalcogenides
本文研究了过渡金属二硫族化合物空穴电谷滤波的可行性。我们专门研究了利用势垒产生谷依赖隧穿率的方案，并使用基于k.p的分析方法和基于递归格林函数的数值方法进行研究。研究结果表明，在均质和非均质体系中，空穴通过横向量子势垒时，透射系数随入射能量和横波矢量的变化关系为扶手椅型或锯齿型.主要结论如下：1）隧穿电流谷极化随着势垒宽度或高度的增加而增加，2）谷-轨道相互作用和能带结构翘曲都有助于谷相关隧穿，其中前一种贡献在具有不对称势垒的结构中是明显的，而后者是取向相关的并且在扶手椅方向上达到最大传输，以及3）对于透射率~ 0.1，可以实现10%数量级的隧穿电流谷极化。
2018-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal valley filtering via uniform dissipation and velocity contrast
Nanjing University（南京大学）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Yunnan University（云南大学）；Jiangsu University（江苏大学）；Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院声学研究所）
研究提出仅用均匀背景耗散实现谷滤波的非厄米机制，利用谷的群速度差异产生传播长度对比度，在声学晶体中验证，无需特殊结构、激励或外场，还给出光子和电子平台设计，为谷极化态产生提供简单有效方案。
2026-07-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Chiral filtering in graphene with coupled valleys
我们分析了通过石墨烯片的不同区域的电子传输的问题，其特征在于狄拉克点之间的不同类型的连接。这些谷对称性破缺哈密顿量可能是由石墨烯片所放置的衬底的不同部分的介电环境介导的电子自相互作用引起的。我们表明，它是可能的情况下，我们可以使用这些区域来选择或过滤状态的一个所需的手征性。
2015-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlled Growth of a Line Defect in Graphene and Implications for Gate-Tunable Valley Filtering
石墨烯的原子精确剪裁可以实现不寻常的传输路径和新的纳米级功能器件。在这里，我们描述了一个配方的控制生产的高度规则的“5-5-8”线缺陷的石墨烯通过同时电子辐射和焦耳加热所施加的电流。高分辨率透射电子显微镜揭示了生长过程的各个步骤。延伸早期的理论工作，提出谷判别能力的石墨烯5-5-8线缺陷，我们进行第一性原理计算的运输，并发现一个强大的能量依赖性的谷极化的载流子在整个缺陷。这些发现启发我们提出一个紧凑的静电门控“谷阀”设备，谷电子的关键组成部分。
2014-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley to charge current conversion in graphene grain boundaries
分析了费米速度失配下晶界结的导电特性。我们提供了一个广义的狄拉克哈密顿模型，考虑到费米速度梯度的接口。散射问题的一般边界条件的匹配矩阵法的框架内推导。我们表明，界面的散射特性，如理论所预测的，强烈依赖于所使用的边界条件。我们表明，当谷简并被打破的电荷电流建立在晶界界面。这些发现提供了谷值充电电流转换器的工作原理，这是相关的谷值电子学的新兴领域。
2019-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-dependent resonant tunneling through double magnetic barriers in suspended graphene
从理论上研究了应变诱导赝磁场对悬浮石墨烯中狄拉克费米子输运几率和弹道电导的影响。我们表明，通过双磁势垒的共振隧穿可以在悬浮区的应变调谐。谷分辨透射峰由于共振隧穿的尖锐性而明显可区分。在特定的应变下，占据一个谷的狄拉克费米子的共振隧穿被完全抑制，而占据另一个谷的狄拉克费米子的共振隧穿存在。谷过滤效应有望通过应变工程来测量。所提出的系统可以用来制作一个大的谷偏振几乎100%的石墨烯谷滤波器。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall
Valley filter in strain engineered graphene
我们提出了一个简单的，但高效和强大的设备，用于生产谷极化电流在石墨烯。该设备包括两个不同的组件;均匀的单轴应变的区域，相邻的平面外的磁屏障配置形成的图案化的铁磁栅极。我们表明，当应变量，磁场强度，和费米能级适当调整，输出电流可以只包括一个单一的谷贡献。在实验可获得的参数内可实现完美的谷值滤波。
2010-06-08 cond-mat.mes-hall
From Valley Filtering to Superconducting Diode Effect in Spin-Orbit Coupled Graphene Junctions
Università di Catania（卡塔尼亚大学）；INFN, Sez. Catania（意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部）；Centro Siciliano di Fisica Nucleare e Struttura della Materia（西西里核物理与物质结构中心）
研究近邻化石墨烯在弹道和零温下的输运性质，利用紧束缚方法，先获单结谷过滤等结果，再分析约瑟夫森结超导输运，发现高磁通量残余超电流及强非互易输运致显著约瑟夫森二极管效应。
2026-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Perfect valley filter controlled by Fermi velocity modulation in graphene
在这项工作中，我们调查的费米速度调制的影响，在石墨烯的谷过滤器创建的磁和电的结合障碍。从系统的有效狄拉克方程出发，利用传输矩阵方法得到了系统的透射率。我们验证了石墨烯中的谷输运对费米速度调制非常敏感，费米速度调制能够选择哪个谷将被完美过滤。而且，可以使用费米速度调制来过滤两个谷或使谷过滤器透明。它揭示了费米速度是一个强大的工具，可以用来调整石墨烯谷过滤器，因为它有一个总的控制其传输特性。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall
All-strain based valley filter in graphene nanoribbons using snake states
使用应变工程可以沿着石墨烯纳米颗粒实现伪磁场扭结。电子输运沿着这个扭结是由蛇的状态，其特征在于由一个单一的传播方向。这些伪磁场在K谷和K'谷中指向相反的方向，导致谷极化蛇态。在具有扶手椅边缘的石墨烯纳米颗粒中，这种效应导致仅基于应变工程的谷滤波器。我们讨论了如何通过调整定义沿石墨烯带的应力分布的参数来最大化该谷滤波。
2016-06-29 cond-mat.mes-hall
Switching valley filtered current directions in multi-terminal graphene systems
已经在不同的基于石墨烯的配置和场景中探索了谷过滤过程以控制传输响应。在这里，我们提出了石墨烯多终端设置适当设计，以获得谷过滤电流在广泛的能量范围内，除了控制它们的方向的可能性。我们探索石墨烯系统与扩展的机械折叠状变形作为一个机会，以提高谷过滤传输。由于磁场和应变导致的电子约束效应之间的混合导致量子霍尔机制中的电流分量的选择性驱动。我们采用模式匹配的方法内的格林函数形式主义，允许直接分析的应变对每个谷传输的影响。我们估计的限制参数的阈值地图，其特征在于由磁性，变形和设置长度，以优化谷过滤器的运输过程和谷极化电流方向的适当开关。
2020-12-29 cond-mat.mes-hall
Tunneling valley Hall effect driven by tilted Dirac fermions
本文预测了由倾斜狄拉克费米子驱动的隧穿谷霍尔效应，利用二维谷材料隧穿结中的动量过滤产生强谷霍尔电流，并通过共振隧穿增强谷霍尔角，为谷极化提供新方法。
2023-06-19 cond-mat.mes-hall
Nearly pure spin-valley sideband tunneling in silicene: effect of interplay of time periodic potential barrier and spin-valley-dependent Dirac mass
研究了硅基N-TP-N结中重狄拉克费米子隧穿时间周期势的行为，其中Ns为正常硅区，TP为时间周期势垒.由于TP中产生的Floquet边带的存在，费米子会吸收或发射光子。预测了近乎完美的自旋谷边带滤波。仅施加交换场导致仅吸收单个光子的电子几乎完全被允许隧穿通过大电场的结。反转电场方向可以选择所允许的电子的自旋，在只施加非共振圆偏振光的情况下，只允许吸收自旋向上的单个光子的电子几乎完全隧穿结。还通过反转电场的方向来选择谷。可控边带信道可以适用于基于边带的自旋谷电子学。
2019-09-10 cond-mat.mes-hall
Grain Boundaries in Graphene on SiC(000$\bar{1}$) Substrate
利用扫描隧道显微镜和光谱研究了SiC（000 $\bar{1}$）衬底上外延石墨烯的晶界。所有研究的小角度晶界表现出明显的平面外屈曲诱导的应变场的组成位错。观测的集合允许确定屈曲转变$θ_c = 19 \pm~2^\circ$的临界取向差角。在平坦的大角度晶界中发现了周期性结构。特别是，观察到的$θ= 33\pm2^\circ$高度有序的晶界被分配到先前提出的最低形成能的结构基序组成的连续链的边共享交替五边形和七边形。这种周期性的晶界缺陷被预测表现出强烈的谷值过滤的载流子，从而有希望的全电valleytronic器件的实际实现。
2014-12-10 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic valley filter in graphene Corbino disk containing a p-n junction
Corbino几何结构允许人们在没有出现熟悉的霍尔棒几何结构的边缘状态的情况下研究电流沿着弹道石墨烯中的p-n界面的传播。利用角动量空间中的转移矩阵，我们发现，对于足够强的磁场，电流仅沿一个方向传播，该方向由磁场方向和界面取向决定，并且两个谷K和K '被相等地占据。空间各向异性的有效质量可以抑制由外部电场选择的谷电流之一，将系统转换成谷滤波器的介观版本。过滤机制可以在有效狄拉克理论中得到充分的理解，而不涉及原子尺度效应，这在对局部边缘态的建议中是重要的。
2019-09-20 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled valley transport and Goos-Hänchen effect in monolayer WS$_2$
基于类Dirac-like哈密顿量和相干散射理论，研究了栅控单层WS $_2$中透射电子和反射电子的自旋谷输运和类Goos-Hänchen（GHL）效应.我们的研究结果表明，自旋极化电子的横向位移是强烈依赖于门控区的宽度，可以是积极的或消极的克莱因隧道和经典运动制度。当电子入射角接近临界角时，共振位置处的横向位移绝对值会显著增大。与透射电子的时间反演对称性相反，反射光束的GHL位移在自旋和谷的同时互换下不是不变的，表明WS $_2$单层上的可调势垒引起的自旋-谷对称性的缺乏。我们的研究结果提供了证据，通过调整电子的入射角的纳米电子器件的基础上，单层过渡金属二硫属化物的电子控制谷过滤和谷分束。
2017-01-24 cond-mat.mes-hall
Control of valley optical conductivity and topological phases in buckled hexagonal lattice by orientation of in-plane magnetic field
本研究探讨了褶皱六角晶格（如硅烯）在面内磁场和垂直电场下的光学电导率，发现通过调节磁场取向可控制能隙、拓扑相及实现谷选择性电流，为谷锁定材料设计提供新途径。
2023-10-09 cond-mat.mes-hall
Spin-Valley Beam Splitter in Graphene
体石墨烯中的四重自旋谷简并自由度可以支持与多组分量子霍尔效应和线性电导滤波相关联的丰富物理和新颖应用。本文研究了如何在空间上打破电子束的自旋谷简并。我们提出了一个自旋谷分束器在门控铁磁/原始/应变石墨烯结构。结果表明，在全共振隧穿模式下，准驻波的形成可以导致四个与横向束宽相等的巨大横向Goos-Hänchen位移，而两个调制区的相互作用可以导致四种自旋谷类型的共振角或共振能量的不同，表现出有效的自旋谷束分裂效应.发现分束效应是可控的门控和应变。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magnetic field induced Valley-Polarized Quantum Anomalous Hall Effects in Ferromagnetic van der Waals Heterostructures
谷极化量子反常霍尔效应（VQAHE）由于独特地结合了谷电子学和自旋电子学以及非平凡能带拓扑而引起了人们的广泛兴趣。基于第一性原理计算和基于Wannier函数的紧束缚（WFTB）模型，我们揭示了在二维铁磁范德华异质结（vdWHs）中可以发生谷型霍尔效应，特别是由外部磁场引起的VQAHE.结果表明，由塞曼交换能引起的谷分裂驱动这些vdWHs产生谷反常霍尔效应，进而产生VQAHE.利用手征边缘态和量子化霍尔电导证实了VQAHE的存在。此外，我们还发现外加电场（或层间距调节）可以促进VQAHE的实现，因此我们给出了磁场和电场（或层间距）在宽参数范围内的相图。我们的工作不仅提供了一类铁磁vdWHs来实现各种基于谷的霍尔相位，而且可以指导基于VQAHE的具有自旋谷滤波效应的拓扑器件的设计进展。
2021-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-dependent electron optics using quantum dots in bilayer graphene
School of Physical Sciences, Dublin City University（都柏林城市大学物理科学学院）
提出在Bernal堆叠双层石墨烯中利用层反对称门控的静电量子点，通过产生谷依赖质量项实现无磁场、应变或自旋轨道耦合的强谷依赖散射，并构建可调谐的谷电子光学平台。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Perfect optical spin-filtering in antiferromagnetic stanene nanoribbons induced by band bending and uniaxial strain
基于紧束缚模型，研究了室温下反铁磁锡烯纳米带在正电场和线极化光联合作用下的非平衡自旋极化输运性质.由于锡烯晶格中自旋轨道耦合的存在，施加法向电场会导致导带和价带中自旋分辨能级的带简并分裂。此外，极化光子在两个谷的不等效吸收归因于反铁磁交换场导致不相等的自旋极化光电流的自旋上和自旋下组件。有趣的是，在存在由边缘电势引起的能带弯曲的情况下，在入射光的更宽的波长区域上发生允许的量子效率。特别重要的是，交换磁场的变化在弯曲能带结构中产生自旋半导体行为。此外，还表明在单轴应变和窄边势的同时作用下，可以获得光学自旋过滤效应。
2022-10-12 cond-mat.mes-hall
Valley-based Cooper Pair Splitting via Topologically Confined Channels in Bilayer Graphene
双层石墨烯在不同层间电位或堆叠顺序的区域之间的畴壁处具有谷手性一维模式。当这样的通道靠近超导体时，穿隧进入通道的库珀对的两个电子会向相反的方向移动，因为它们属于由时间反演对称性所关联的不同谷。这是库珀对分裂的一种动力学变体，它既不需要库仑排斥也不需要能量过滤，而是在没有原子尺度缺陷的情况下通过谷同位旋的鲁棒性来实施。我们推导出一个有效的模型的导模附近的s-波超导体，计算的电导进行分裂和自旋纠缠电子对，并解释它作为本地Andreev反射过程的结果，而交叉Andreev反射是不存在的。
2015-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
On the effectiveness of the thermoelectric energy filtering mechanism in low-dimensional superlattices and nano-composites
电子能量滤波是提高热电材料功率因数和ZT值的有效途径。在这项工作中，我们探讨的效果，降低维数的成功的能量过滤机制的功率因数增强。我们使用量子力学非平衡格林函数（NEGF）方法研究了包括电子-声子散射的电子输运，研究了一维和二维超晶格/纳米复合材料体系。我们发现，给定相同的材料参数，1D通道比2D通道更有效地利用能量过滤，因为它们：i）允许对于较小的阱尺寸/较小的晶粒实现最大功率因数（这是使声子散射最大化所需要的），ii）与阱/晶粒材料相比，更好地利用势垒/边界材料中的较低热导率：以及产生一种对最佳屏障设计的有害随机偏差具有鲁棒性的系统。在某些情况下，我们发现相对优势可以高达3倍。我们确定，能量过滤是最有效的载流子流的平均能量变化最多的井和障碍沿通道，出现的事件时，在主机材料中的载流子流的能量低，当能量弛豫载流子的平均自由程是短的。虽然导致1D系统比2D系统有更大相对改善的这些方面的最终原因是1D系统在状态密度中的van Hove奇点，但所获得的见解是通用的，并为超越维度考虑的能量过滤设计提供信息。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall
Scale-invariant large nonlocality in polycrystalline graphene
石墨烯中狄拉克点附近的大非局域电阻的观察与各种本征霍尔效应有关，其中自旋或谷自由度由对称性破缺机制控制。在可扩展的石墨烯设备上设计强自旋或谷霍尔信号可以刺激自旋和谷电子学的进一步实际发展。在这里，我们报告的规模不变的非局域输运在大规模化学气相沉积石墨烯下施加外部磁场。与以前报道的塞曼自旋霍尔效应相反，我们的结果是由场诱导的自旋过滤的边缘状态，其对晶界的敏感性体现在非局部电阻解释。这种现象，与量子霍尔制度的出现，持续到毫米尺度，表明多晶形态可以在非局域运输的印记。这表明大规模石墨烯材料中的拓扑霍尔效应对底层结构形态高度敏感，限制了实际实现。
2017-11-21 cond-mat.mes-hall
Self-organized pseudo-graphene on grain boundaries in topological band insulators
半金属的特点是节点能带结构，产生奇异的电子特性。狄拉克半金属的稳定性，如二维（2D）的石墨烯，需要晶格对称性的存在，而类似于拓扑带绝缘体的表面状态，三维（3D）的Weyl半金属受到带拓扑的保护。在这里，我们表明，在大部分的拓扑带绝缘体，自组织拓扑保护的半金属可以出现沿晶界，一个无处不在的扩展晶格缺陷在任何晶体材料。除了实验上可获得的电子输运测量之外，这些状态在2D中表现出影响边缘自旋输运的谷异常，而在3D中，它们表现为可以表现出奇数量子霍尔效应的类石墨烯状态。这些新的半金属的一般机制-自旋模式绑定到晶界的杂交-表明拓扑半金属可以出现在任何拓扑材料中，其中晶格位错绑定局部拓扑模式。
2016-03-17 cond-mat.mes-hall
Strain-Tuned Optical Properties of a Two-Dimensional Hexagonal Lattice: Exploiting Saddle Degrees of Freedom and Saddle Filtering Effects
Kasetsart University（泰国农业大学）
研究通过紧束缚模型分析二维六边形晶格的各向异性谱，发现应变可调控导电性、透光率和吸收率，揭示了鞍点极化与谷极化类似特性，为应变可编程光电子器件提供新途径。
2025-09-23 cond-mat.mes-hall
Emergent grain boundary phases in stressed polycrystalline thin films
在多晶薄膜的合成过程中，晶界（GB）微结构影响残余应力的发展，并且受残余应力的发展影响。最近的研究表明，优选的生长方向和邻接晶体的旋转之间的挫折，以本地尖点GB能量导致内部应力局部纳米表面层周围的谷和脊，形成在紧急边界（eGB）。使用的连续框架，数值分析和全原子模拟的双晶$\langle 111\rangle$铜薄膜的组合，我们表明，eGB调整其表面形貌和旋转程度响应于外部应变。压缩有利于旋转和增长的低能量GB相（络合物）在eGB谷，而张力有利于过渡在eGB脊，应力引起的质量流出/流入，改变界面和变形能量之间的能量平衡的反映。分子动力学模拟的应变和生长的双晶薄膜显示，eGB的相变耦合到岛形成在表面的三重结，提供了一个直接的联系eGB相和表面台阶流。eGB结构，形态和力学之间的相互作用出现作为一个重要的成分，在薄膜生长过程中的应力和形态演变的预测性理解，多晶表面的多功能响应在不同的表面现象，如表面介导的变形，界面脆化，热开槽，应力腐蚀，表面催化和拓扑传导具有广泛的影响。
2022-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Existence of nontrivial topologically protected states at grain boundaries in bilayer graphene: signatures and electrical switching
最近的实验[L. Ju等人，Nature，2015，520，650]证实了当亚晶格堆叠从AB变为BA时，在门控双层石墨烯中产生的畴壁处存在无隙态。这些状态是重要的，因为它们是拓扑保护，谷极化，并引起沿畴壁的电导。目前的理论模型预测，这种状态的外观只在畴壁，保持亚晶格秩序。在这里，我们表明，堆叠畴壁中的拓扑保护态的出现在双层石墨烯中可能更为常见，因为它们也可以以意想不到的几何形状出现，例如，原子级拓扑缺陷的晶界。我们专注于一个双层系统，其中一层包含一行八角形双五边形缺陷，混合石墨烯亚晶格。我们证明，即使有五边形缺陷的间隙状态被保存。值得注意的是，与以前的预测不同，通过反转栅极极化来改变间隙态的数量，从而在栅极反转下沿着晶界产生不对称的电导。这种效应，与缺陷状态，应该是可检测的运输测量，并可以利用在电气开关。
2016-03-14 cond-mat.mes-hall
Coulomb Blockade Oscillations of Conductance at Finite Energy Level Spacing in a Quantum Dot
我们发现一个解析表达式的电导的单电子晶体管的制度时，温度，能级间距，和充电能量的粮食都是相同的顺序。我们考虑了在序贯隧穿近似下的等距离能级模型。在无自旋电子的情况下，我们的理论描述了通过量子霍尔制度中的点的运输。在自旋为1/2的电子的情况下，我们分析了峰的线形，峰的最大值作为温度的函数的位置的偏移，以及奇谷和偶谷中的电导值。
2004-10-20 cond-mat.mes-hall
Interplay between destructive quantum interference and symmetry-breaking phenomena in graphene quantum junctions
我们研究了石墨烯量子结中电子自旋和谷对称性在传输函数量子干涉（QI）图样中的作用。特别是，我们将其与破坏性气反共振的位置联系起来。当自旋或谷对称性保持不变时，具有相反自旋或谷的电子显示相同的干涉图样。另一方面，当对称性被提升时，反共振被分裂，随之而来的是相应通道中的输运性质的显著差异。我们严格证明了这种联系的分析结构的电子格林函数，从微观模型的对称性，我们证实了结果与石墨烯纳米片的数值计算。我们认为，这是一个通用的和强大的功能，可以利用不同的方式来实现纳米电子QI设备，概括了最近提出的QI辅助自旋过滤效应[A. Valli等人，Nano Lett. 18，2158（2018）]。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic control of Goos-Hänchen shifts and group delay time in monolayer WSe$_2$
Chouaïb Doukkali University（舒艾布杜卡利大学）；Universidad de La Frontera（拉弗龙特拉大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
研究外部磁场对单层 WSe₂ 中 GH 位移和 GDT 的影响，通过求解哈密顿量等方法获得输运性质并分析相关特性，结果表明磁垒可调制二者，磁场能选择性控制载流子，为纳米器件设计等提供新机制。
2026-07-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Filtering the photoluminescence spectra of atomically thin semiconductors with graphene
由过渡金属二硫属化合物（TMD）制成的原子薄半导体是研究强光-物质相互作用的模型系统，并在纳米光子学、光电子学和谷电子学中应用。然而，TMD单分子层的光致发光光谱显示出大量的特征，这些特征特别具有挑战性。在实践层面上，基于单色TMD的发射器将有利于低维器件，但这一挑战尚未得到解决。在这里，我们表明，石墨烯，直接堆叠到TMD单层，使单一和窄线光致发光所产生的TMD中性激子。这种过滤效应源于TMD被石墨烯完全中和，并结合长寿命激子物质到石墨烯的选择性非辐射转移。我们的方法被应用到四个钨和钕基TMD，并建立TMD/石墨烯异质结构作为一组独特的光电构建块，适合于电致发光系统发射可见光和近红外光子在近太赫兹率与线宽接近寿命极限。
2020-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electron dynamics in strained graphene
本文从理论上描述了平面外形变引起的应变对石墨烯上电荷分布和输运的影响。一个连续模型的电子使用狄拉克形式主义的审查补充弹性理论来表示应变场。由此产生的模型是铸造的标量和伪磁场，控制电子动力学方面。选择两种不同的几何形状，一个气泡，和一个折叠，以代表最常见的实验设置中观察到的变形。结果表明，局部电荷积累区出现在变形的地区，与一个特殊的电荷分布，有利于占领的一个子晶格。这种独特的现象允许区分晶胞中的每个碳原子，是亚晶格对称性破缺相的表现。对于特定的参数，共振态出现在局部带电区域，如能带结构计算中出现的离散能级所示。这些研究结果提出了直观的图片，利用类比与禁闭产生的方形障碍。此外，通过应变区的电子电流在空间上分离成它们的谷分量，使得可以操纵具有不同谷指数的电子。特定系统的谷滤波（或偏振）程度可以通过适当设计应变区域来控制。使用这种类型的几何形状构建的滤波器的效率之间的比较将扩展变形识别为更好的谷滤波器。在文章的最后，提出了一个建议，他们的实验实现作为一个组件的设备和讨论的潜在观察的新的物理应变结构。
2019-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge State, Band Topology, and Time Boundary Effect in the Fine-Grained Categorization of Chern Insulators
本文提出陈绝缘体的细粒度分类，揭示相同陈数下不同能带拓扑导致布洛赫波函数重叠零点，并证明这些零点可预测拓扑时间边界处的反射折射及临界时刻 revival 振幅消失，为拓扑超材料和时间边界探针开辟新方向。
2024-02-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
