Easy-to-configure zero-dimensional valley-chiral modes in a graphene point junction
本文提出一种石墨烯点结器件架构，通过易配置、可切换的零维谷手性PN结实现约80%极化率的谷电流，为可扩展谷电子学提供新构建模块。
2024-04-02 cond-mat.mes-hall
Lattice-pseudospin and spin-valley polarizations in dual ferromagnetic-gated silicene junction
研究了硅基双铁磁栅结中的自旋谷和晶格赝自旋流。硅烯具有弯曲的原子结构，这使得我们可以在研究中考虑亚晶格相关的铁磁性。其中一个研究结果表明，只有在反平行的情况下，结处的透射率才表现出各向异性。有趣的是，所研究的结可以从一个纯粹的自旋极化器切换到一个纯粹的谷型极化器通过反转方向的交换场的平行结。自旋谷电流的完美控制只能在平行的情况下进行，其分辨率可以通过增加铁磁势垒之间的栅极电位来提高。发现反平行结的非对称势垒破坏了自旋和谷值滤波效应，产生了一种新的结果，即纯亚晶格赝自旋极化。反平行结中的电流可以被控制为只在A或B子晶格中流动，也就是说硅烯中的可控晶格电流是在双铁磁门控结中产生的。我们的工作揭示了双铁磁栅硅烯结在自旋谷电子学和晶格赝自旋电子学中的潜在应用。
2015-11-04 cond-mat.mes-hall
Giant valley-isospin conductance oscillations in ballistic graphene
在高磁场下，石墨烯的电导由半整数量子霍尔效应控制。通过局部静电门控，可以形成垂直于石墨烯边缘的\textit{p-n}结，量子霍尔通道沿着该结共同传播。Tworzidelo及其同事预测，如果在结的两侧只填充最低的朗道能级，则电导由边缘处的谷（同位旋）极化和薄片的宽度决定。由于沿着\textit{p-n}界面共同传播的通道之间的散射（平衡），该效应迄今为止仍然隐藏。在这里，我们调查\textit{p-n}结封装石墨烯与可移动的\textit{p-n}接口，我们能够探测石墨烯片的边缘配置。我们观察到大的量子电导振荡\si{e^2/h}的顺序，这完全取决于\textit{p-n}结的位置提供的第一个签名的同位旋定义的电导。我们的实验强调量子输运计算。
2017-08-31 cond-mat.mes-hall
Valley Isospin Controlled Fractional Quantum Hall States in Bilayer Graphene
本工作通过垂直电场精细调控双层石墨烯的谷同位旋，发现ν=5/2偶数分母分数量子霍尔态及其Levin-Halperin子态，并构建谷极化相图，证明谷同位旋的SU(2)特性，为拓扑序和量子信息研究铺路。
2023-08-11 cond-mat.mes-hall
Switchable valley filter based on a graphene $p$-$n$ junction in a magnetic field
石墨烯中的低能激发由于第一布里渊区中的狄拉克点附近的线性色散关系而表现出相对论性质。位于第一布里渊区对角的两个狄拉克点可以被选择为不等价的，代表了一个新的谷自由度，除了电子的电荷和自旋。使用谷自由度来编码信息吸引了大量的兴趣，无论是理论上还是实验上，并引起了谷电子学领域。我们研究了石墨烯$p$结在均匀的面外磁场中作为产生和可控操纵电子谷极化的平台。我们表明，通过调整外部电位引起的$p$ - $n$结，我们可以切换电流从一个谷极化到其他。我们还考虑了不同类型的边缘终端的效果，并提出了一种设置，在这里我们可以将输入的谷非极化电流分为两个分支的谷极化电流。可以通过使用栅极改变$p$ - $n$结的位置来选择分支比。
2017-05-24 cond-mat.mes-hall
Valley caloritronics in a photodriven hetero-junction of Dirac materials
我们考虑一个横向异质结，其中左和右引线由单层石墨烯制成，中间区域由用非共振圆偏振辐射照射的带间隙的倾斜狄拉克材料（硼氢化物或醌型石墨烯）制成。倾斜参数$v_t$使得带隙间接地并且与没有倾斜的狄拉克材料相比在量值上更小。暴露于辐射使得中心区域的带隙谷依赖性，其显示其签名为谷极化电荷和热流，从而引起谷塞贝克效应。我们研究了这种结的谷极化电导、热导、热电势和优值随化学势$μ$和可调带隙参数$η$的变化。对于非零的$η$，所有的谷极化量在化学势的某个值处达到峰值，然后渐近地消失。间隙参数的增加增强了谷热电势和谷品质因数，而谷电导（电和热）与$η$表现出非单调行为。我们还比较了谷极化量与其相应的电荷对应物（有效的贡献，从两个山谷）。电荷热电势和电荷优值与$η$表现为非单调性，电荷电导（电和热）与$η$表现为下降趋势。此外，倾斜参数降低了载流子通过结的有效传输，从而减少了所有的电荷和谷极化量。由于色散中的间隙可以通过改变光的强度以及Semenoff质量来调节，因此该结关于其热电性质的可调谐性可以通过实验实现。
2020-07-18 cond-mat.mes-hall
Valley-Selective Landau-Zener Oscillations in Semi-Dirac p-n Junctions
我们研究了带隙二维半狄拉克材料的pn结的输运：节状半金属，其能带沿不同的晶轴呈二次线性分散。所得到的电子性质-与诸如TiO $_2$ /VO $_2$多层膜和$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$盐的材料相关-作为传播角的函数连续地在单层和双层石墨烯的电子性质之间内插。我们表明，隧道穿过结依赖于相对于晶轴的隧道势垒的取向，导致强烈的非单调的电流-电压特性，包括在某些制度的负微分电导。在多山谷系统中，这些特征为工程山谷选择性运输提供了一条天然路线。
2017-07-20 cond-mat.mes-hall
Inclined junction in monolayer graphene: A gateway toward tailoring valley polarization of Dirac fermions
本文提出在单层石墨烯中引入倾斜PN结，通过各向异性手性输运实现谷对比度和谷分辨输运，同时保持高迁移率，为调控狄拉克费米子谷极化开辟了新途径。
2024-02-22 cond-mat.mes-hall
Valley-dependent Lorentz force and Aharonov-Bohm phase in strained graphene p-n junction
石墨烯pn结中的Veselago透镜聚焦有望实现新一代电子光学器件。然而，应变引起的Aharonov-Bohm干涉在pn结中的影响以前没有讨论过。我们提供了一个实验上可行的设置Veselago透镜的基础上，其中的应变的存在下，可以导致在山谷依赖的洛伦兹力和Aharonov-Bohm干涉。特别是，通过采用格林函数和紧束缚方法，我们研究了应变引起的位错和线缺陷在pn结，并显示如何产生Aharonov-Bohm相位和干扰可以检测。此外，对于不同的应变配置，例如对应于波纹状石墨烯，我们发现由虚拟磁场诱导的谷分裂的强签名。我们的建议可能是有用的映射弹性形变和缺陷，并为研究石墨烯谷依赖效应。
2019-04-30 cond-mat.mes-hall
Valley detection using a graphene gradual pn junction with spin-orbit coupling: an analytical conductance calculation
石墨烯PN结是构筑各种石墨烯纳米结构的重要材料。石墨烯渐变PN结在整个双极区的电导的解析公式至今还没有。本文在考虑自旋轨道耦合和交错势的情况下，解析地计算了pn电导。我们的解析表达式表明，在一定的参数范围内，能隙使电导相对于无能隙时的电导下降一个恒定值，并表明电导对交错势的曲线由两个高斯峰组成，一个谷贡献一个峰.后者的功能允许一个检测谷极化，而不使用双界面谐振装置。
2016-01-06 cond-mat.mes-hall
Large peak-to-valley ratio of negative-differential-conductance in graphene p-n junctions
利用非平衡格林函数方法研究了单层石墨烯pn结的输运特性。结果表明，由于手征费米子的高带间隧穿和石墨烯平面反转对称性被破坏时的有限带隙开口，即使在室温下也可以实现峰谷比高达几十的强负微分电导行为.然后讨论了这种行为对器件参数的依赖性，如费米能级，势垒高度和过渡长度。
2011-05-06 cond-mat.mes-hall
Dirac fermion quantization on graphene edges: Isospin-orbit coupling, zero modes and spontaneous valley polarization
本文讨论了具有扶手椅/锯齿形/扶手椅型复杂边缘结构的石墨烯的边界电子性质。结果表明，有限锯齿形区域支持边缘束缚态，其离散等距谱由连续狄拉克方程的格林函数得到。能级表现出谷自由度和轨道量子数之间的耦合，类似于自旋-轨道相互作用。光谱的特征是存在零模，即能量消失的束缚态。它只存在于其中一个石墨烯谷中，自发地打破了Kramers边缘态的对称性。这意味着自发谷极化的特征是谷同位旋$\pm 1/2$。极化表现为零磁场异常的本地隧道态密度，并直接关系到本地的电霍尔电导率。
2009-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductance, Valley and Spin polarization and Tunnelling magneto-resistance in ferromagnetic-normal-ferromagnetic junctions of silicene
研究了由正常硅烯和铁磁硅烯组成的硅烯结中的电荷电导、自旋极化和谷极化以及隧道磁阻效应。我们显示了不同的功能的平行和反平行自旋配置和TMR的电导，作为铁磁-正常铁磁（FNF）结是由外部电场调谐。我们分析的行为的电荷电导和谷和自旋极化的不同的自旋在两个谷的独立电导和能带结构的铁磁硅烯和显示的电导是如何影响的传播状态消失在一个或另一个谷。特别地，与石墨烯不同，在两个谷处的能带结构独立地受到铁磁区域中的自旋的影响，并且导致非零，并且在某些参数状态下，纯谷和自旋极化，其可以通过外部电场来调谐。我们还研究了在正常硅烯区域中TMR相对于势垒（自旋无关和自旋相关势垒）的强度的振荡行为，并注意到在某些参数范围内，TMR甚至可以从正值变为负值，作为外部电场的函数。
2016-01-14 cond-mat.mes-hall
Persistent current and orbital magnetization along a valley-contrasting junction in bilayer graphene in a magnetic field
Yukawa Institute for Theoretical Physics Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
研究磁场中双层石墨烯谷对比结的赝零模电子态（扭结态）的能谱和电磁响应，发现两种谷电流（漂移电流和回旋电流）同向流动，并形成准一维轨道磁化通道，可用于谷电子学。
2026-06-18 cond-mat.mes-hall
Photoenhanced spin/valley polarization and tunneling magnetoresistance in ferromagnetic-normal-ferromagnetic silicene junction
我们从理论上证明了一种简单的方法，通过在非共振区向第二铁磁区施加圆偏振光，可以显著增强铁磁-正铁磁（FNF）硅烯结中的自旋/谷极化和隧道磁阻（TMR）.我们证明了在一定的光强范围内可以实现完全自旋极化电流。在光的存在下增加入射能量将诱导完美的自旋极化从正到负或反之亦然的转变，这取决于FNF结的磁性配置（平行或反平行）。另外，在圆偏振光作用下，谷偏振对电场非常敏感，即使交错电场远小于交换电场，也能获得理想的谷偏振。本文最重要的结果是：在正常区，圆偏振光诱导的理想自旋极化和100% TMR与势垒高度完全无关。此外，当光的偏振方向改变时，可以观察到TMR的符号反转。还报道了观察100%TMR的条件。我们的研究结果对FNF硅烯结的实际应用，特别是在自旋电子学中的应用有一定的参考价值。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall
Intrinsic spin-valley locking for conducting electrons in metal-semiconductor-metal lateral hetero-structures of $1H$-transition-metal dichalcogenides
原子层状材料的横向异质结构改变了原始晶体的电子性质，并提供了生产有用的单层材料的可能性。我们揭示了$1H$ -过渡金属二硫属化物的金属-半导体-金属横向异质结固有地具有具有自旋谷锁定的电子传导通道，例如，栅电极我们从理论上研究了横向异质结的电子结构和输运性质，并表明异质结通过半导体过渡金属二硫族化物中的$K$和$K'$谷产生导电通道，并由于谷依赖的电荷转移效应限制了每个谷中导电电子的自旋。此外，理论研究表明，WSe异质结$_2$实现了谷自旋锁定电子的高传输概率，即使在一个长的半导体区。异质结还提供有用的电子输运性质，阶梯状I-V特性。
2022-03-02 cond-mat.mes-hall
Isospin and momentum polarized orders in bilayer graphene
在横向电场作用下，非扭曲双层石墨烯中的电子能带变平，为相关电子物理提供了一个有前途的平台。我们预测，自旋/谷的同位旋磁性，类似于莫尔带中看到的，共存的动量极化阶段发生通过“植绒过渡”在动量空间。这种跃迁导致电子动量分布相对于$K$和$K'$谷中心自发地位移。这些阶段的特点是不寻常的观测，如持续电流在基态。动量极化载流子“采样”导带的Berry曲率，导致异常霍尔电导率的独特行为和其他在以前研究的系统中没有发生的效应。
2023-01-19 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
Zener tunneling isospin Hall effect in HgTe quantum wells and graphene multilayers
齐纳二极管是基于晶闸管的电子器件中的典型器件，其由PN结组成，其中外部电场在电流-电压特性中诱导开关行为。我们研究了碲化汞量子阱和石墨烯多层膜中的齐纳隧穿。我们发现隧穿跃迁几率不对称地依赖于载流子对势垒的平行动量。在碲化汞量子阱中，不对称性对于每个自旋是相反的，而对于石墨烯多层膜，它对于每个谷自由度是相反的。在这两种情况下，产生在垂直于所施加的场的方向上流动的自旋/谷电流。我们涉及的起源，这种齐纳隧道自旋/谷霍尔效应的Berry相位时，他们从带隙区域反射的载流子获得。
2012-04-20 cond-mat.mes-hall
Switchable valley functionalities of an $n-n^{-}-n$ junction in 2D semiconductors
我们表明，一个$n-n^{-}-n$结在二维半导体可以灵活地实现两个基本的valleytronic功能，即谷滤波器和谷源，与门控开关之间的两个。当载流子通量通过结时，谷内和谷间散射分别使能谷滤波器和谷源函数，并且这两个函数分别在$n$和$n^{-}$区域之间的小带偏和大带偏处占主导地位。可以普遍地表明，谷滤波器效应具有角度依赖的极性，并且在角度积分下消失，这是由于来自时间反演对称性的相同约束导致其在一维中不存在。这些发现表明单层过渡金属dichalcogenides和石墨烯使用紧束缚计算。我们进一步表明，沿手征方向的结可以集中谷泵在一个角度间隔很大程度上分开的偏置方向，允许有效的谷极化在交叉杆设备。
2017-06-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Electrical manipulation of valley-qubit and valley geometric phase in lateral monolayer heterostructures
本研究针对单层MoS₂/WS₂横向结栅极量子点中的谷同位旋固态量子比特，提出全电泵浦及非阿贝尔谷贝里相位两种操控方案，通过紧束缚含时薛定谔-泊松方程求解验证，为可扩展谷量子比特架构提供新路径。
2024-08-19 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
Spin- and valley-dependent transport through arrays of ferromagnetic silicene junctions
研究了在交换场$M$和高度$U$或深度$-U$可调势作用下，Dirac费米子在硅烯中通过宽度为$d$的势垒阵列的弹道输运.作为$U$或$M$的函数的自旋和谷分辨电导在远离狄拉克点（DP）处呈现共振，并且在接近狄拉克点处呈现明显的下降，当施加临界电场$E_z$时，该下降变成间隙。该间隙通过增加势垒的数量而变宽，并且可以用于实现电流的电场控制的开关。DP附近电流的自旋$p_s$和谷$p_v$极化随$E_z$或$M$的增加而增加，在一定值下可达100%.这些领域的范围扩大显着增加障碍的数量。此外，$p_s$和$p_v$随着势垒或阱之间的间隔而几乎周期性地振荡，并且可以通过反转$M$来反转。
2015-11-06 cond-mat.mes-hall
Origins of Valley Current Reversal in Partially Overlapped Graphene Layers
本文用紧束缚模型研究部分重叠石墨烯结的谷电流反转，发现垂直电场下low-bi-up结因层间匹配使VCR增强至约0.8，并用解析散射矩阵阐明机制。
2023-10-31 cond-mat.mes-hall
Isospin competitions and valley polarized correlated insulators in twisted double bilayer graphene
当一个给定的对称性自发破缺时，物质的新相通常会出现，这可能涉及电荷、自旋和自由度的谷值。在这里，我们报告了一个新的相关绝缘体从自旋极化状态演变到谷极化状态的AB-BA堆叠扭曲双层石墨烯（TDBG）的观察。同位旋极化的转变是位移场（D）驱动下自旋与谷之间竞争的结果。在高场|D| > 0.7 V/nm时，我们观察到具有~10的大塞曼g因子的谷极化相关绝缘体，无论是在莫尔导带中的v = 2还是更令人惊讶的是在莫尔价带中的v = -2。相比之下，在< 0.6 V/nm的中场|D|下，它在v = 2时是传统的自旋极化相关绝缘体，在v =-2时是无特征的金属。此外，我们观察到一个谷极化的Chern绝缘体，C = 2，在电子侧的v = 2和谷极化的费米面附近的v = -2的空穴侧。C = 2的陈谷绝缘体在2e^2/h处有一个量子化的霍尔电导平台，相应地纵向分量消失。谷极化费米面在C = 0时是拓扑平凡的，并且在v_LL = 0，1，2，3，4等时表现出一系列量子化的朗道能级。这些观测结果与我们的能带和拓扑计算结果吻合得很好。我们的研究结果表明，在TDBG中通过位移场实现同位旋控制和获得新的物质相是一种可行的方法，并可能有益于其他扭曲或非扭曲的多层膜系统。
2021-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Detection of valley polarization in graphene by a superconducting contact
因为石墨烯的能带结构中的谷通过时间反转对称性相关，所以来自一个谷的电子在与超导体的结处被反射为来自另一个谷的空穴。我们展示了如何Andreev反射可以用来检测由磁场产生的边缘状态的谷极化。在没有谷间弛豫的情况下，最低量子霍尔平台上结的电导G_NS=2（e^2/h）（1-cos（Theta））完全取决于接近和离开超导体的边缘态的谷同旋之间的角度Theta。如果超导体只覆盖一条边，则θ =0，没有电流可以进入超导体。G_NS的测量然后确定谷间弛豫时间。
2006-12-29 cond-mat.mes-hall
Spin- and valley-dependent transports through ferromagnetic 8-pmmn borophene monolayer
研究8-pmmn硼烯单层n-p-n结的自旋与谷输运，利用交换磁场和门电压实现可控的完美自旋、谷过滤。
2023-09-29 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm effect and broken valley-degeneracy in graphene rings
本文从理论上分析了由石墨烯构成的Aharonov-Bohm环的电子性质。我们表明，环约束和施加的磁通量的组合效应提供了一种可控的方式来解除轨道简并起源于两个山谷，即使在没有谷间散射。该现象对围绕封闭的石墨烯环循环的持续电流以及环电导具有可观察到的后果。我们明确证实了这一预测分析的一个圆形的环与光滑的边界建模的空间依赖的质量项的狄拉克方程。这个模型描述了零或弱谷间散射的环，使得谷内的同位旋是一个好的量子数。通过通量对谷简并度的可调谐破坏允许谷等旋的受控操纵。我们比较我们的分析模型，另一种类型的环具有较强的谷间散射。对于后一种情况，我们研究了一个环的六角形形式与格终止锯齿形边缘数值。我们发现，六角形环的轨道简并仍然可以控制通过通量，类似的环与质量限制。
2007-09-28 cond-mat.mes-hall
Magnon transmission across $ν=1|-1|1$ mono-layer graphene junction as a probe of electronic structure
本研究针对单层石墨烯n=0朗道能级的1|-1|1栅控结，发现界面自旋/谷旋转特性决定高能磁振子传输行为，可通过磁场调节谷塞曼耦合驱动界面相变，为测定样品各向异性耦合提供了新方法。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall
Spin and valley quantum Hall ferromagnetism in graphene
在石墨烯的朗道能级（LL）中，强库仑相互作用和四重自旋/谷简并导致近似SU（4）同位旋对称性。在部分填充，交换相互作用可以自发地打破这种对称性，表现为额外的整数量子霍尔高原以外的正常序列。在这里，我们报告了大量的这些量子霍尔同位旋铁磁（QHIFM）状态，我们根据它们的真实自旋结构使用温度相关的倾斜场磁输运进行分类的观察。大的激活能隙证实了对称性破缺态的库仑起源，但其阶数强烈依赖于LL指数。在高能量的LL，塞曼效应是主导的对齐字段，导致真正的自旋铁磁体与Skyrmionic激发在半填充，而在“相对论”零能量LL，晶格尺度各向异性驱动系统的自旋非极化状态，可能是一个电荷或自旋密度波。
2012-01-19 cond-mat.mes-hall
Spin-valley dependent double Andreev reflections in the proximitized graphene/superconductor junction
本研究探究近邻化石墨烯/超导体结的双安德烈夫反射与输运特性，阐明不同自旋-谷指标电子的反射类型及调控条件，提出通过电导谱测定诱导势与自旋轨道耦合的方法，为自旋谷基超导体电子学奠基。
2023-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder-mediated electron valley resonance in carbon nanotube quantum dots
我们提出了一个单电子在碳纳米管量子点中谷区同位旋相干旋转的方案。该计划利用无处不在的原子无序的纳米管晶格，诱导随时间变化的谷混合作为受限的电子被推回和沿纳米管轴向前施加的交流电场。使用实验确定的值的无序强度，我们估计谷拉比振荡周期的纳秒时间尺度上是可行的。在单电子输运机制下，通过双量子点的电流可以检测到谷共振效应。
2010-10-20 cond-mat.mes-hall
Topological Kirchhoff Law and Bulk-Edge Correspondence for Valley-Chern and Spin-Valley-Chern Numbers
谷陈数和自旋谷陈数是谷电子学中的关键概念。它们在狄拉克理论中是拓扑数，但在紧束缚模型中不是。我们分析了具有相同的陈数和自旋陈数但具有不同的valley-Chern数和自旋-valley-Chern数的两个相位之间的体积-边缘对应关系。它们之间的边缘状态是拓扑平凡的紧束缚模型，但被证明是强大的拓扑边缘。我们构造由拓扑边组成的Y-连接。它们满足拓扑基尔霍夫定律，其中拓扑电荷在结处守恒。我们可以将Y结解释为具有四个拓扑数的粒子的散射过程。这将是未来拓扑电子学的一个里程碑。
2013-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Valley-momentum locking in a graphene superlattice with Y-shaped Kekulé bond texture
Gutiérrez $\textit{et al.}$ [Nature Phys. $\textbf{12}$，950（2016）]最近在石墨烯-铜超晶格上的实验揭示了蜂窝晶格中不寻常的Kekulé键纹理-弱键和强键的Y形调制，波矢量连接两个狄拉克点。我们表明，这种所谓的“Kek-Y”纹理产生两种无质量狄拉克费米子，与谷同位旋锁定平行或反平行的运动方向。在磁场$B$中，与$B$相关的朗道能级的谷简并被谷动量锁定所消除，但仍保留与$B$无关的谷简并零模.
2017-10-09 cond-mat.mes-hall
Electric spin and valley Hall effects
Jiangsu University（江苏大学）
本文提出电荷自旋和谷Hall效应，通过垂直电场在二维材料中产生横向自旋和谷电流，揭示了电场诱导的背反射相位机制，为自旋和谷Hall效应提供了新方法。
2025-10-02 cond-mat.mes-hall
$φ_0$-Josephson junction in twisted bilayer graphene induced by a valley-polarized state
本研究提出 MATBG 中连接两个超导区的谷极化态可形成纯电控 $φ_0$-Josephson 结，并用非均匀谷极化序参量解释实验中的异常夫琅禾费图样。
2023-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Effects of Resonant Tunneling on Magnetoresistance through a Q uantum Dot
从理论上研究了双结系统中共振隧穿效应对磁电阻效应的影响。我们发现，在磁场的变化下，随着分立能级的变化，共振峰电流的MR比比单结的MR比减小，而谷电流的MR比增大。我们还发现，峰值电流谷值电流（PV）的比例下降时，结电导增加。
1998-06-26 cond-mat.mes-hall
Electrical control of crossed Andreev reflection and spin-valley switch in antiferromagnet/superconductor junctions
本研究针对褶皱蜂窝晶格体系的反铁磁/超导体结，利用电场与自旋-轨道耦合实现自旋-谷极化半金属相，可产生纯交叉安德列夫反射并实现电调控自旋-谷开关，支持相关过程的电学测量。
2025-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Proximity Effect in Silicene: Spin-Valley Polarized Andreev Reflection, Non-Local Transport, and Supercurrent
我们从理论上研究了硅烯中的超导邻近效应，其中具有质量可调的狄拉克费米子（带隙），并计算了正常/超导（N/S）硅烯结的电导，N/S/N结的非局域电导以及S/N/S结中的超导电流.结果表明，由于硅烯的屈曲结构，通过外加电场可以有效地控制由局域和非局域Andreev反射组成的输运过程.特别是，我们证明，它是可能的，以获得一个完全的自旋谷极化交叉Andreev反射过程中没有任何污染的弹性cotunneling或本地Andreev反射，在形成鲜明对比的普通金属。研究还表明，S/N/S结中的超导电流可以完全自旋谷极化，并且可以通过外加电场进行控制。
2013-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Valley splitter and transverse valley focusing in twisted bilayer graphene
我们研究了扭曲双层石墨烯中的输运，并表明静电势垒可以作为谷分裂器，其中来自$K$（$K'$）谷的电子仅传输到例如\顶部（底部）层，导致谷层锁定电流。我们表明，当势垒在莫尔尺度上缓慢变化时，可以获得这样的谷分裂器，并诱导穿过结的Lifshitz转变，即费米表面拓扑结构的变化。此外，我们表明，对于一个给定的山谷的反射和透射电流的横向偏转，作为时间反演对称性有效地打破了在每个山谷分别，导致在零磁场谷选择性横向聚焦。
2020-10-29 cond-mat.mes-hall
Detection of spin- and valley-polarized states in van der Waals materials via thermoelectric and non-reciprocal transport
University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）
研究通过热电效应和非 reciprocity 传输检测范德瓦耳斯材料中的自旋和谷极化态，利用自旋轨道耦合和谷极化提供实验可探测的信号。
2026-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Helical scattering and valleytronics in bilayer graphene
我们描述了一个角度不对称的界面散射机制，它允许在空间上分离的电子在两个低能量的双层石墨烯谷。该效应发生在静电定义的界面分离不同的赝自旋极化的区域，并与跨界面的赝自旋矢量的螺旋缠绕相关联，这打破了每个谷中的反射对称。电子在其中一个谷中的大能量范围内以高达60度的优选方向传输，并且在另一个谷中以-60度的优选方向传输。在Y结几何结构中，这可以用于创建和检测谷偏振。
2010-11-04 cond-mat.mes-hall
Coherent Transport in Y-Junction Graphene Waveguide
我们对嵌入在中等尺寸扶手椅型石墨烯纳米带（AGNRs）中的Y分支电子波导进行了一系列理论输运研究。采用不同紧束缚（TB）哈密顿量近似的非平衡格林函数（NEGF）。使用第一最近的跳跃近似，我们观察到非常明显的电导量子化，其结构取决于几何设计，并显示了间距$4e^2/h$，表明存在谷自由度。此外，通过将第三最近的近似，我们观察到精液平台偏离$4e^2/h$电导的倍数，这表明谷简并的升降机。最后，通过准一维能带结构计算，研究了能量通道的可用性以及主要几何参数对输运的影响。
2018-11-05 cond-mat.mes-hall
The generation and detection of the spin-valley-polarization in semi-Dirac materials
本文基于半狄拉克材料构建正常金属/铁磁体/正常金属/超导体结，利用散射矩阵方法证明铁磁交换能导致自旋-谷极化输运，并提出安德烈耶夫反射受抑可作为其实验探测信号。
2023-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermoelectric properties of magic angle twisted bilayer graphene-superconductor hetero-junction: effect of valley polarization and trigonal warping
本研究理论计算了魔角扭曲双层石墨烯-超导体异质结的热电系数，发现谷极化和三角翘曲显著影响品质因数（最高达2.5），并观察到维德曼-弗兰兹定律违反，为热电应用提供新可能。
2025-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable p-n junction barriers in few-electron bilayer graphene quantum dots
该研究在双层石墨烯中利用天然 p-n 结实现单量子点静电限制，并证明少电子区域内栅压可单调调控电子隧穿率。
2023-11-01 cond-mat.mes-hall
Valley selecting current partition at zero-line mode of quantum anomalous Hall topologies
在不同陈数的量子反常霍尔相中，单层石墨烯的两个区域之间的界面处出现拓扑保护的零线模。在交错亚晶格势的存在下，两个谷的带隙变得不同，并且由陈数定义的相图具有拓扑平凡相的附加区域。拓扑平凡区域和非平凡区域之间的界面仅在一个谷中具有零线模式。通过调节交换场，形成了三种类型的界面，在选定的谷中托管零线模式。由三种界面的Y型结组成的纳米器件对入射电流具有谷分裂、谷合并或谷过滤的功能。
2019-01-24 cond-mat.mes-hall
Suppressed conductance in a metallic graphene nano-junction
计算了由两个无带隙石墨烯纳米带互连形成的金属石墨烯结的线性电导谱。在狄拉克点附近出现了很强的电导抑制。我们发现，这样的电导抑制产生的反共振效应与本地化的边缘状态在边缘肩的交界处。由于反共振的电导谷是相当强大的杂质和空位散射的存在。并且电导谷的中心可以容易地通过施加在较宽的纳米尺度上的电场来调谐。
2008-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nagaoka spin-valley ordering in silicene quantum dots
我们研究了硅烯内定义的量子点簇，其具有自旋和谷自由度的受限电子态。在原子紧束缚和连续介质Dirac近似下，对少电子系统进行了研究，得到了由点间隧穿和电子-电子相互作用驱动的自发谷极化，即最近在具有三个过剩电子的GaAs量子点正方形簇中发现的路线Nagaoka铁磁有序的谷对应物[P. Dehollain，{ \it et al.}，Nature { \bf 579}，528（2020）]。我们发现，对于没有本征自旋轨道耦合的哈密顿量-类似于具有交错势的石墨烯-只要系统的自旋被外部磁场冻结，基态的谷极化可以在点间距的范围内观察到。谷间散射的影响是可以忽略不计的集群几何形状，支持谷极化基态。在存在石墨烯特有的强的固有自旋-轨道耦合的情况下，不需要外部磁场来观察在自旋和谷中均极化的基态。自旋-轨道相互作用产生的有效磁场使简并基态的自旋分量和谷区同位旋分量呈现完美的正相关关系。
2021-03-16 cond-mat.mes-hall
Electronic Mach-Zehnder interference in a bipolar hybrid monolayer-bilayer graphene junction
石墨烯物质在强磁场中，实现了一维量子霍尔通道，为研究电子干涉提供了独特的平台。在这里，使用Landauer-Büttiker形式主义与紧束缚模型，我们研究了单极和双极单层-双层石墨烯（MLG-BLG）结中的量子霍尔（QH）效应。我们发现，一个由扶手椅MLG-BLG结在双极制度的结果在谷极化的边缘通道干涉霍尔酒吧，可以操作一个完全可调谐马赫-曾德尔（MZ）干涉仪设备。电导振荡的条形宽度和磁场依赖性的调查表明，在这种结构中的MZ干涉可以受到BLG区域中第二层的（锯齿形）边缘终止类型[由垂直二聚体或非二聚体原子组成]的极大影响。我们的研究结果表明，这两个接口表现出双重的Aharonov-Bohm干扰，与两个相反的谷极化的边缘通道之间的一个占主导地位，并导致大幅度的电导振荡范围从0到$ 2 e^2 / h$。我们解释和分析我们的研究结果，通过解析求解Dirac-Weyl方程的门控半无限MLG-BLG结。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Quantum anomaly and anomalous Josephson effect in inversion asymmetric Weyl semimetals
本文研究了在时间反演对称（TRS）或时间反演对称破缺倾斜下的反转非对称外尔半金属约瑟夫森结的外尔谱。我们发现，这两种类型的倾斜在Weyl节点导致约瑟夫森$0$ - $π$转变和零偏压谷/手征超电流。引人注目的是，TRS倾斜引起了一个纯谷约瑟夫森电流（VJC）和TRS打破倾斜诱导纯手征约瑟夫森电流（CJC）在这个系统中。VJC和CJC是谷对称破缺和$\mathbb{Z}_2$对称破缺的表现。我们得到的反转的纯VJC和纯CJC，即使在零偏置条件下，可控的结长。我们的谷和手性依赖的输运在一个反转不对称Weyl半金属结的可控性分析可以允许在谷电子学和手性电子学，分别应用。倾斜诱导约瑟夫森效应为超导$0$ - $π$跃迁提供了一条不同于传统铁磁性约瑟夫森结的途径，传统铁磁性的约瑟夫森结需要自旋极化.在长结和零温度极限，VJC和CJC与量子异常，这是通过在TRS和TRS打破倾斜的情况下，分别表现在电流的不连续跳跃。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kekulé Induced Valley Birefringence and Skew Scattering in Graphene
在石墨烯中，Kekulé-Y键织构改变了电子能带结构，产生了两个同心的狄拉克锥，它们具有不同的费米速度，位于倒易空间中的Γ点。能量色散导致在给定能量下每个同位旋分量的群速度不同。这种能谱与pn结中的负折射率相结合，允许在石墨烯中出现光学双折射的电子模拟。我们使用散射方法来表征由圆对称凯库勒图案化和门控区域产生的谷双折射。我们发现焦散线有两个尖点，它们在空间上的距离取决于凯库勒相互作用，这提供了一个衡量其强度的方法。然后，在低载流子浓度下，我们发现一个非零的斜截面，显示在入射通量的轴周围的电子的散射的不对称性。这种效应与谷霍尔效应的出现有关，因为具有相反谷极化的电子朝向相反方向偏转。
2022-08-04 cond-mat.mes-hall
