Wave functions and edge states in rectangular honeycomb lattices revisited: nanoflakes, armchair and zigzag nanoribbons and nanotubes
一般来说，由于拓扑和非拓扑的原因，材料的体积和边界的性质可以非常不同。最简单的边界问题之一是有限蜂窝晶格上无相互作用电子的紧束缚问题。尽管它很简单，但这个问题相当丰富，并且与石墨烯的物理学直接相关。我们重新审视这个长期研究的问题，并提出了一个分析推导的电子光谱和波函数的石墨烯矩形衍生物。我们提供了一个精确的分析描述的扩展和本地化的状态，它们之间的过渡，和一个特殊的情况下，本地化的状态时，波函数是非零的边缘网站。后一种状态具有零能量，我们讨论了它在锯齿形纳米带中的存在，锯齿形纳米管沿着锯齿形边缘的站点数可被4整除，以及矩形石墨烯纳米片沿着锯齿形和扶手椅边缘的站点数为奇数。
2022-08-25 cond-mat.mes-hall
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
Centered honeycomb NiSe2 nanoribbons, structure and electronic properties
准一维纳米带是纳米电子学的理想候选材料，本文利用密度泛函理论研究了一种新型的一维纳米带，即：中心蜂窝状NiSe 2纳米带的结构和电子性质.根据晶体学和边缘的原子组成，这些带状物可以属于六（两）个锯齿形（扶手椅）家族之一。在锯齿族中，经过边缘重构，所有裸带都是金属的。边缘氢钝化的影响产生的六个家庭中的两个带隙。对于扶手椅型纳米带，几何重构导致具有小带隙的半导体，并且边缘的氢钝化将带隙增加至约0.6 eV。
2013-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Boundary conditions for Dirac fermions on a terminated honeycomb lattice
导出了二维蜂窝晶格上紧束缚模型Dirac方程的边界条件。一旦边界不平行于键，通常会产生锯齿形边界条件。由于具有锯齿形边缘的蜂窝条带是无间隙的，这意味着通过晶格终止的限制通常不会产生绝缘纳米取向。我们考虑在石墨烯纳米管的边缘交错的潜力，并推导出相应的狄拉克方程的边界条件的间隙的开放。我们分析了任意边界条件下的边缘状态，并确定了一类传播的边缘状态，补充已知的本地化边缘状态在锯齿形边界。
2008-01-11 cond-mat.mes-hall
Elastic and plastic deformation of graphene, silicene, and boron nitride honeycomb nanoribbons under uniaxial tension: A first-principles density-functional theory study
本研究的弹性和塑性形变的石墨烯，硅烯，氮化硼（BN）蜂窝纳米带在单轴拉伸下确定其弹性常数，并揭示有趣的功能。在弹性范围内的拉伸过程中，电子和磁性可以强烈地改变。特别是，它示出的带隙的一个特定的扶手椅nanoriginates在应变和最高价和最低的导带被线性化下被关闭。这样，即使在半导体纳米晶体中也可以获得无质量的狄拉克费米子行为。在塑性形变下，蜂窝结构不可逆地改变，并提供许多新的结构和功能。笼状结构，甚至悬浮的原子链可以在两个蜂窝状薄片之间衍生。本工作阐述了最近的实验[C. Jin，H.兰湖，澳-地彭，K. Suenaga和S. Iijima，Phys. Rev. Lett. 102，205501（2009）]，从石墨烯衍生碳链。此外，从BN和Si纳米带的原子链的类似的形成进行了预测。
2010-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Armchair nanoribbons of silicon and germanium honeycomb structures
我们提出了第一性原理研究的裸露和氢钝化的扶手椅纳米带的起皱的单层蜂窝结构的硅和锗。我们的研究包括原子结构的优化、基于声子色散计算的稳定性分析、电子结构以及带隙随带宽的变化。硅和锗纳米带的带隙表现出与石墨烯纳米带相似的族行为。裸纳米带的边缘被尖锐地重构，这可以通过在边缘处的悬挂键的氢终止来消除。纳米晶宽度的周期性调制导致可以充当多量子阱的超晶格结构。特定的电子态被限制在这些阱中。约束的趋势定性解释包括界面的影响。为了研究宽和长的超晶格结构，我们还进行了经验紧束缚计算与\textit{ab initio}计算确定的参数。
2010-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic and magnetic properties of honeycomb zigzag nanoribbons in the in-plane transverse electric field using Kane-Mele-Hubbard model
采用非限制平均场近似下的Kane-Mele-哈伯德模型，研究了电子-电子相互作用下，自旋-轨道耦合作为内参数，面内横向电场作为外参数对蜂窝状锯齿形纳米带的电磁性质的影响.我们的计算表明，这些参数中的每一个都对纳米带的物理性质有显着的影响，并且它们中的每一个都独立地将纳米带从磁性状态转变为非磁性状态。研究了这两个参数的变化引起的纳米带的对称性破缺、自旋上、自旋下能带分离、磁有序度降低、电偶极矩和自旋电流的变化等物理性质的变化过程。我们将看到，在与横向电场的竞争中的自旋-轨道耦合决定了纳米颗粒的基本物理性质。通过本研究，可以更好地理解拓扑和非拓扑两种类型的转换。此外，自旋向上和自旋向下能带的分离以及通过这些参数对其进行调谐可以被认为是用于自旋电子仪器的候选者。
2021-07-11 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Sensory organ like response determines the magnetism of zigzag-edged honeycomb nanoribbons
我们提出了一个解析理论的锯齿形边缘终止的蜂窝状纳米带的磁相图描述的哈伯德模型与相互作用参数U。我们表明，边缘磁矩变化为ln U，并揭示其依赖于宽度W的带。这一现象的物理学起源于纳米带的感觉器官样反应，表明要理解这些系统的磁性，需要考虑通常的Stoner-Landau理论之外的因素。在掺杂空穴或电子时，发生从相对边缘上的磁矩的反平行取向到平行取向的一阶磁性转变。这种过渡的临界掺杂示出成反比的带状物的宽度。使用变分蒙特卡罗计算，我们表明，磁性是强大的波动。此外，我们表明，磁相图是通用的锯齿形边缘终止的纳米结构，如纳米点。此外，我们进行第一性原理建模，以显示如何在取代的石墨烯纳米带中实现这样的磁性转变。
2012-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exceptional spin wave dynamics in an antiferromagnetic honeycomb lattice
从理论上研究了电流对蜂窝晶格中Néel型反铁磁序自旋波动力学的影响.基于传导电子自旋极化的一般矢量分解，我们发现作用在系统中局域自旋上的电流感生力矩可以存在互易项和非互易项.此外，我们还发现，倒易项会引起自旋波多普勒效应，而非倒易项则会在自旋波动力学中引起丰富的非厄米拓扑现象，包括例外点、体费米弧、非厄米趋肤效应等。我们的结果表明，利用电流可以操纵磁性材料中的非厄米磁振子，这对基础物理学和技术应用都很重要。
2022-06-01 cond-mat.mes-hall
Two and One-dimensional Honeycomb Structure of Boron Nitride
本文采用第一性原理平面波方法对氮化硼（BN）的二维和一维蜂窝结构进行了系统研究。二维（2D）石墨烯如BN是具有离子键的宽带隙半导体。声子色散曲线证明了2D BN薄片的稳定性。准一维扶手椅型BN纳米晶是具有边缘态的半导体材料。在用氢原子钝化B和N时，这些边缘态消失并且带隙增加。锯齿形BN纳米带是金属的，但当它们的两个边缘被氢钝化时，变成铁磁半导体。然而，它们的磁基态，电子能带结构和带隙被发现是强烈依赖于是否B-或N-边缘的带是饱和的氢。扶手椅型和锯齿型纳米带中的空位缺陷也影响磁性和电子结构。为了揭示维度效应，这些性质与各种三维BN晶体和一维BN原子链的性质进行了对比。
2008-12-23 cond-mat.mes-hall
Asymmetric dynamics of edge exchange spin waves in honeycomb nanoribbons with zigzag and bearded edges boundaries
我们报告的理论预测不对称的边缘自旋波，在相反的方向上传播的蜂窝状纳米带的边缘锯齿形和胡须的边缘边界。因此，预测禁止在这些纳米带的两个边缘上沿相同方向的边缘自旋波的同时传播。这些不对称的边缘交换自旋波类似于磁性薄膜中报道的非互易表面自旋波。它们的存在与所研究的纳米带的非平凡对称性有关。利用经典自旋波理论方法和适当的边界条件，计算了布里渊区长波部分的边缘和离散体交换自旋波。在我们的研究中，在没有外部磁场的情况下，非对称边缘自旋波以相等的频率和相反的方向传播，因为能量色散关系与布里渊区的长波长部分中的波矢分量的符号无关。边缘自旋波的特征在于磁各向同性纳米带的线性色散关系。在计算中引入磁各向异性显著地增强了两种类型的纳米带中的边缘和体自旋波之间的能隙。基于我们的计算，大的能隙允许体模和边缘模的单独激发，因为它们的能量不再重叠。
2019-01-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Width-tuned magnetic order oscillation on zigzag edges of honeycomb nanoribbons
量子限制和干涉经常在纳米结构中产生奇异特性。最近的一个亮点是在约7 nm的临界带宽度处的带边缘的石墨烯纳米带中的磁性相变的实验指示[G. Z. Magda等人，Nature \textbf{514}，608（2014）]。在这里，我们从理论上表明，随着进一步增加的带的宽度，两个边缘的磁关联可以表现出一个有趣的反铁磁和铁磁之间的振荡行为，通过获得两个边缘之间的正相干性，以降低自由能。振荡效应在所施加的磁场中是容易调谐的。这些新的性质表明石墨烯纳米带中边缘磁性有序的新实验表现，并增强了在室温下工作的石墨烯类自旋电子纳米器件的希望。
2017-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal spin Seebeck effect in antiferromagnets
我们从理论上提出了一种非互易自旋塞贝克效应，即，非互易自旋输运产生的温度梯度，在反铁磁绝缘体与破坏反转对称。我们发现反铁磁体的非互易性具有铁磁体所没有的丰富性质。特别是，我们表明，极性反铁磁体，其中晶体缺乏空间反演对称性，表现出完美的非互易性-单向自旋电流流动的温度梯度的方向无关。我们还表明，非极性中心对称晶体可以表现出nonreciprocities时，磁秩序打破反转对称性，在这种情况下，非互易流的方向可以通过反转的磁畴控制。作为它们的代表，我们计算了极性反铁磁体$α$ V $_2$ O $_7$和蜂窝状反铁磁体MnPS $_3$在不同温度和磁场下的非互易自旋塞贝克电压.
2018-07-13 cond-mat.mes-hall
Selected graphenelike zigzag nanoribbons with chemically functionalized edges: Implications for electronic and magnetic properties
众所周知，存在广泛种类的准二维类石墨烯纳米材料，其在许多方面可以优于石墨烯。因此，除了石墨烯之外，注意力还集中在锡烯（弯曲的蜂窝结构）和磷烯（褶皱的蜂窝结构）上。它示出，根据掺杂，这些材料可以具有磁有序的边缘。磁相位的计算图说明，一方面，石墨烯和锡烯的n型掺杂的窄锯齿形纳米带在边缘之间具有反铁磁性对齐的磁矩。然而，另一方面，在磷烯纳米带的情况下，对于p型掺杂，Z字形边缘可以具有铁磁性对齐的磁矩。边缘磁性严重影响纳米带的输运性质，并且如果充分控制，可以使它们对自旋电子学有吸引力。
2019-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Understanding of hopping matrix for 2D materials taking 2D honeycomb and square lattices as study cases
本文尝试性地理解了在Heisenberg模型（紧束缚模型）中构造二维材料交换（跳跃）矩阵$\mathbf{E}$的物理基础。研究发现，$\mathbf{E}$矩阵描述了短程（最近邻）跳跃相互作用下的粒子交换流，这种跳跃相互作用受晶格几何形状的影响。这种理解，然后用来解释的2D蜂窝状晶格与锯齿形和扶手椅边缘获得的石墨烯纳米带和磁条的色散关系。研究发现，锯齿型纳米带中的粒子流是平移流，并表现出$\mathbf{\cos^2}(q_xa)$依赖性，而扶手椅型纳米带中的粒子流是旋转流。在$q_xa/π=0.5$处，颗粒在锯齿形纳米带的边缘位置中流动，其中$\mathbf{\cos^2}(q_xa)$的依赖性等于零。同时，在这些边缘位置没有垂直跳跃，这导致了特殊的锯齿形平坦局域边缘态的出现。
2011-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Effects of random atomic disorder on the magnetic stability of graphene nanoribbons with zigzag edges
利用扩展的平均场哈伯德模型研究了随机分布的原子缺陷对锯齿形边缘石墨烯纳米带磁性的影响。对于带体区域中蜂窝晶格的子晶格之间的平衡缺陷分布，边缘态的基态反铁磁性不受影响。通过分析激发谱，我们发现，而反铁磁基态是容易受到单自旋翻转激发从边缘状态的磁性缺陷状态在低的缺陷浓度，它的整体稳定性增强相对于铁磁相。
2018-04-19 cond-mat.mes-hall
Graphene armchair nanoribbon single-electron transistors: The peculiar influence of end states
我们提出了一个相互作用的石墨烯扶手椅型纳米量子点的微观理论。长程相互作用过程是造成库仑阻塞和自旋-电荷分离的原因。短程的，从底层的蜂窝状晶格的石墨烯，涂抹自旋-电荷分离和诱导之间的交换相关性散装电子-离域的带-和单电子本地化在两端。结果，出现了体自旋不再是守恒量的纠缠端体态。纠缠的特征是在一个完全对称的设置中由于量子禁戒跃迁而发生的负微分电导效应。
2009-10-26 cond-mat.mes-hall
Enhanced Linear Dichroism of Flattened-Edge Black Phosphorus Nanoribbons
黑磷是一种因其蜂窝状晶格结构而在电学和光学性质上具有固有各向异性的材料。光吸收是不同的入射光与线性偏振在扶手椅和锯齿方向（线性二色性）。这些方向也用于切割材料以产生黑磷纳米带。纳米带的边缘通常具有小的重构效应，具有较小的电子效应。在这里，我们展示了扶手椅边缘的重建，它引入了一个新的价带，它取代了起皱的晶格，并增加了可见光谱中的线性二色性。这种线性二向色性的增强是由偏振选择规则解释的，该规则考虑了波函数对反射平面的奇偶性。平坦边缘重构起源于边缘处P原子的手性反转，并且显著地改变了材料的整个光学吸收。扁平边缘在赝自旋电子学、光探测器中具有潜在的应用，并可能在光电子和光子器件中提供新的功能。
2021-09-10 cond-mat.mes-hall
Twisting Graphene Nanoribbons into Carbon Nanotubes
虽然碳纳米管由蜂窝状碳组成，但它们从未直接由石墨烯制成。在这里，它是由量子分子动力学模拟和经典的连续弹性模型，石墨烯纳米带，确实可以通过扭曲转化为碳纳米管。由此制备的管的手性不仅可以预测，而且还可以外部控制。这种扭曲路线是纳米纤维的一个机会，并且很容易推广到由其他平面纳米材料制成的带状物。
2012-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene: Free electron scattering within an inverted honeycomb lattice
石墨烯物理学的理论进展在很大程度上依赖于一个简单的最近邻紧束缚模型的应用，该模型能够预测这种材料的许多电子特性。然而，包括电子-空穴不对称性和基本石墨烯纳米结构的详细电子带（例如，具有不同边缘终端的纳米带）超出了这种简单模型的能力。在这里，我们表明，一个类似的简单的平面波解决方案的单电子状态的原子为基础的二维潜在的景观，由一个单一的拟合参数（散射势）定义，表现优于标准的紧束缚模型，并在正确地再现详细的能带结构的各种石墨烯纳米结构的密度泛函理论的水平。特别是，我们的方法确定了三个层次的非金属扶手椅纳米带，以及双退化的独立锯齿形纳米带的对称性破缺产生的能量分裂的平坦带。目前简单的平面波方法具有很大的潜力，深入了解石墨烯纳米结构和其他二维材料的电子状态和电光特性与完整或有间隙的Dirac类色散。
2018-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge magnetism of Heisenberg model on honeycomb lattice
在我们以前的研究中，我们发现在蜂窝晶格上的海森堡模型的锯齿形边缘附近存在一个具有线性色散的铁磁振子分支。在这里，我们开发了一个边缘磁振子的场论描述，并发现它的动力学是由一维相对论克莱因-戈登方程。有趣的是，边缘磁振子的边界场论与它的体相对应的理论联系在一起，后者由二维克莱因-戈登方程描述。此外，我们还揭示了宇称对称性如何在蜂窝纳米结构的相对边缘上的倏逝模。通过采用包括Schwinger玻色子和密度矩阵重整化群在内的替代方法，我们还证明了即使在Neel序被量子涨落破坏的情况下，相对论边缘磁振子仍然是鲁棒的。边缘磁振子是未补偿边缘的直接结果，并且可以通过实验探针在实际材料中验证。
2011-07-07 cond-mat.mes-hall
Optical Dichroism by Nonlinear Excitations in Graphene Nanoribbons
石墨烯和纳米管的蜂窝状碳结构具有可以产生光谱的动力学。这可以通过与外部电磁场的相互作用来激发。在这项工作中，非线性波的石墨烯和纳米管与碳结构的研究使用规范模型。典型的能量估计，并有缩放与纳米尺度的宽度调查。此外，孤子-光子相互作用依赖于入射光子的偏振。特别地，我们发现当偏振沿着最大长度时，纳米颗粒是透明的。依靠宽度的标度，我们提出了一种方法来实验识别纳米带中的孤子波。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall hep-ph
Charge transfer of edge states in zigzag silicene nanoribbons with Stone-Wales defects
Stone-Wales（SW）缺陷存在于具有蜂窝晶格结构的石墨烯类材料中，并可能用于改变能带工程中的电子性质。本文利用周期性边界条件和第一性原理计算研究了体硅烯及其纳米带中SW缺陷的结构和电子性质随其浓度的变化。我们首先计算了体硅烯中SW缺陷的形成能、结构性质和电子能带结构，并计算了SW缺陷浓度对缺陷的影响。我们的结果表明，从以前的第一性原理计算的可用值有很好的协议。得到了边氢化锯齿型硅烯纳米带中SW缺陷的能量、结构和电子性质随缺陷浓度和位置的变化关系。对于所有计算的浓度，SW缺陷更喜欢位于边缘，由于较低的形成能量。硅烯纳米带中心的SW缺陷对电子性质的影响较小，而硅烯纳米带边缘的SW缺陷分裂了简并的边缘态，产生了相当大的能隙，这取决于缺陷的浓度.值得注意的是，SW缺陷会产生一个微扰排斥势，导致缺陷一侧边缘态的分解电荷转移到无缺陷一侧。
2015-09-12 cond-mat.mes-hall
Theoretical realization of rich magnon topology by symmetry-breaking in honeycomb bilayer ferromagnets
我们揭示了蜂窝状双层铁磁体（HBF）中丰富的磁振子拓扑结构，这些结构是由层间交换、Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和静电掺杂的综合作用引起的。特别是，我们提出了一个系统的研究的哈密顿非绝热演化的HBF参数空间，跨越的破缺项（ESTA和ED）和层间交换。我们确定的带封闭流形，发现分为六个不同的区域，匹配五个不同的拓扑相位和一个拓扑平凡的阶段的参数空间。计算了拓扑相的特征Chern数和热霍尔电导率。边缘光谱，规定的散装边缘对应，也分析了在nanooriented版本的模型。体积和边缘光谱被发现是非互易的ED和边缘磁振子的结果被观察到对传播相对的边缘。预测结果提供了新的见解操纵的磁振子陈数和磁振子拓扑输运通过实验可调参数。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall
Structure- and adatom-enriched essential properties of graphene nanoribbons
采用第一性原理计算对一维石墨烯纳米带的几何、电学和磁学性质进行了系统的研究。这些特征丰富的基本性质来自于化学键中的各种轨道杂化以及边缘碳原子和原子诱导的自旋态。原始的纳米带，具有蜂窝晶格，可以表现出平面，弯曲，滚动，折叠和堆叠配置。吸附在表面和边缘，分别创建屈曲结构和非六边形/非平面边缘。存在六种自旋相关的电子和磁性：非磁性、铁磁和反铁磁金属、非磁性半导体和有/无自旋分裂的反铁磁半导体。它们可以通过能隙、电子/空穴密度、净磁矩、原子主导的能带、空间电荷分布、自旋排列以及轨道和自旋投影态密度来清楚地说明。不同的基本性质是由有限尺寸限制、边缘结构、曲率效应、层间原子相互作用、自旋组态和化学吸附之间的复杂关系决定的。理论预测可以提供潜在应用中的全部信息，其中部分与最近的实验测量一致。
2018-12-19 cond-mat.mes-hall
Electrically Induced Dirac Fermions in Graphene Nanoribbons
石墨烯纳米带被广泛认为是下一代碳基器件的有前途的构建块。其应用前景的一个关键问题是其电子结构是否以及在多大程度上可以外部控制。在这里，我们结合简单的模型哈密顿量与广泛的第一性原理计算调查扶手椅型石墨烯纳米带的横向电场的响应。这样的场可以在横向选通纳米取向物或沿着边缘掺入双极化学共掺杂剂时实现。我们发现，该领域引起的超导体到半金属过渡，具有零能量狄拉克费米子沿扶手椅边缘传播的半金属相。该转变发生在临界场，该临界场与纳米带的宽度成反比。这些发现是普遍的IV组蜂窝晶格，包括硅烯和锗烯纳米带，无论边缘终止的类型。总的来说，我们的研究结果创造了新的机会，以电气工程狄拉克费米子在其他半导体石墨烯类纳米带。
2021-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-centrosymmetric superconductors on honeycomb lattice
本文研究了蜂窝晶格上相关掺杂量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）中的非中心对称拓扑超导性，在蜂窝晶格上没有反转对称性，本征（Kane-Mele）和Rashba自旋轨道耦合一般可以存在。我们探讨了模型系统的一般拓扑非平凡超导相图。在一定的参数空间上，发现了自旋单重态$d$ + $id$和自旋三重态$p$ + $ip$ -波配对共存的宇称混合超导态，在锯齿形纳米管上，宇称混合超导态的边缘是螺旋和手征Majorana费米子共存的状态.我们的实验结果的相关性进行了讨论。
2018-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable skewed edges in puckered structures
我们提出了一种新的类型的边缘，所产生的固有的各向异性的蜂窝状系统，如磷的褶皱结构。斜之字形和斜扶手椅纳米带是半导体和金属，分别与它们的正常边缘对应。它们的能带结构是可调的，并且通过电场诱导金属-绝缘体转变。我们预测一个场效应晶体管的基础上的边缘状态在倾斜扶手椅纳米带，其中边缘状态是通过施加任意小电场$E_z$间隙。一个拓扑参数，揭示了出现这种边缘状态的条件。
2016-06-15 cond-mat.mes-hall
Room temperature magnetism on the zigzag edges of phosphorene nanoribbons
几十年来，寻找室温铁磁半导体已经发展成为材料科学和自旋电子学的一个广泛领域，然而，这些新的状态仍然很罕见。磷烯是近年来合成的一种具有有限带隙和高载流子迁移率的单层蜂窝状黑磷。在这里，我们表明，通过两种不同的大尺度量子Monte-Carlo方法，相对弱相互作用可以导致显着的边缘磁性的磷烯纳米带。基态约束路径量子蒙特卡罗模拟揭示了沿锯齿形边缘的强铁磁关联，有限温度行列式量子蒙特卡罗计算显示了高达室温的高居里温度。
2016-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Edge and Width Dependent Electronic Properties of Nanoribbons of Manganese Oxide
在本工作中，研究了最近合成的MnO的二维和一维蜂窝结构的结构、磁性和电子性质[Zhang et al.Nat.Commun.，20，1073-1078（2021）]通过使用第一性原理计算研究。计算结果表明，单层2D MnO晶体具有简并反铁磁（AFM）基态和相对不利的铁磁（FM）态。此外，磁各向异性的计算揭示了源于锰原子中未成对电子态的磁性的易磁化轴方向垂直于晶面。在电子学上，虽然FM-MnO是具有窄带隙的直接半导体，但AFM相显示出大的间接带隙半导体行为。此外，对MnO纳米带的计算表明，锯齿形边缘的纳米带显示金属钡，而扶手椅形边缘的纳米带是半导体。在磁性上，对于锯齿形或扶手椅边缘的纳米带，垂直于纳米晶生长方向的AFM顺序被发现是有利的其他AFM和FM订单。此外，取决于边缘对称性和带宽度，纳米带的禁带宽度值显示不同的家庭行为。
2022-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Quasi-Flat Bands, Conductance and Field Effect Transistor in Phosphorene
磷烯是近年来分离得到的一种蜂窝状结构的黑磷。基于紧束缚模型研究了磷烯纳米带的电学性质。一个突出的特点是存在准平坦的边缘带完全脱离散装带。我们探索的准平坦带的出现的机制解析和数值从已知的石墨烯的蜂窝晶格的连续变形的平坦带。准平坦带可以通过施加垂直于带方向的面内电场来控制。电导在临界电场以上被切断，其充当场效应晶体管。临界电场与纳米尺度的宽度成反比。这一结果将为基于磷烯的纳米电子学铺平道路。
2014-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatial distribution of local currents of massless Dirac fermions in quantum transport through graphene nanoribbons
我们采用的形式主义的键电流，表示在非平衡格林函数，图像之间的两个网站的蜂窝状晶格的几个纳米宽度的石墨烯带的电荷流。与非相对论性电子形成鲜明对比的是，在清洁的锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）中，在接近狄拉克点的能量处量子输运的电流密度分布与由于零能量局部边缘态而在边缘处达到峰值的电荷密度分布明显不同。对于通过由这些边缘状态引起的最低传播模式的传输，边缘空位不影响ZGNR中心的电流密度峰值。单个杂质的长程电势用于减小其周围的局部电流，同时增加沿Z字形边缘的电流密度，使得ZGNR电导保持完美的$G=2e^2/h$。
2007-04-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Electron transport through honeycomb lattice ribbons with armchair edges
我们解决电子输运蜂窝晶格带扶手椅边缘连接到两个半无限的一维金属电极内的紧束缚框架。在这里，我们提出了数值的电导能量和电流-电压特性的功能的长度和宽度的带。我们的理论结果预测，对于具有小得多的长度和宽度的带状物，所谓的纳米晶，电导谱中的间隙出现在能量E=0处。随着带状物尺寸的增大，这种间隙逐渐减小，最后几乎消失。这揭示了从半导体到导电材料的转变，并且从我们呈现的电流-电压特性中变得更加清晰可见。
2009-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Spin-valley polarized edge states and quantum anomalous Hall states controlled by side potential in 2D honeycomb lattices
本研究基于紧束缚方法探究侧势对含本征自旋轨道耦合的二维蜂窝晶格自旋谷电子性质的调控，发现可实现多种霍尔效应与自旋谷极化边缘态，且该绝缘态可用于制备完美自旋谷开关。
2025-09-04 cond-mat.mes-hall
SpinWaves in Ferromagnetic Dots 2D Honeycomb Lattice Stripes
本文利用海森堡哈密顿量对二维蜂窝晶格\cite{Selim2011}中排列的铁磁纳米点的锯齿形和扶手椅形边缘条纹的自旋波进行了计算。利用哈密顿量构造了$\mathbf{E}$矩阵，该矩阵描述了磁振子在条纹中的交换流。发现允许自旋波模是$\mathbf{E}$矩阵的本征值，并由此研究了条纹宽度、边缘交换、边缘单轴各向异性和杂质对允许自旋波模的影响。所得结果与用紧束缚哈密顿量描述的石墨烯纳米带的电子激发结果基本一致。因此，我们建议在自旋电子学器件和磁性应用领域的一项新技术，石墨烯的磁性对应物的制造。
2011-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Perfect valley polarization in MoS2
本文采用两带哈密顿模型和非平衡格林函数方法研究了二硫化钼MoS_2纳米单层膜的完全谷极化。该器件由夹在两个锯齿形MoS 2纳米带之间的MoS 2单层的一维量子线组成，使得蜂窝晶格的位点A和B仅由Mo原子的分子轨道构造。由于反转的不对称性和时间反转的对称性，在能量色散曲线中可以看到自旋-谷耦合。虽然通过施加外部磁场破坏了时间反演对称性，但是谷极化非常小。使用0.13 eV的交换场可以实现等于46%的谷极化。结果表明，一个特定的自旋谷组合与完美的谷极化可以选择基于一组给定的交换场和栅极电压作为输入参数。因此，可以通过检测自旋自由度来检测谷极化。
2017-05-05 cond-mat.mes-hall
Coupled spin states in armchair graphene nanoribbons with asymmetric zigzag edge extensions
本研究通过在扶手椅型石墨烯纳米带中引入不对称锯齿形边缘延伸构建子晶格不平衡结构，实现了可调的磁相互作用及铁磁自旋链，为碳基自旋电子器件制备提供了新途径。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable chiral anomalies and coherent transport on a honeycomb lattice
本文提出在蜂窝晶格上通过打破公度性并施加电场来调谐手性反常，实现无需磁场的体材料无耗散输运，并揭示其通向平带局域化和奇异立方色散材料的路径。
2024-02-06 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Tuning the electronic structure and magnetic coupling in armchair B$_2$S nanoribbons using strain and staggered sublattice potential
单层B $_2$ S最近已作为具有各向异性狄拉克锥的理想蜂窝状单层被公开。研究了在应变和交错亚晶格势作用下，扶手椅型B $_2$ S纳米带中两个磁性杂质磁矩之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida（RKKY）相互作用.利用精确的紧束缚模型，我们首先研究了具有不同边缘的无限长扶手椅型B $_2$ S纳米带（ABSNRs）在应变和交错势作用下的电子性质.由于不同的边缘形貌，ABSNRs表现出不同的电子和磁性行为。ABSNRs的带隙能量强烈依赖于所施加的交错电位，因此可以通过调节外部交错电位来设计ABSNRs的电子性质。通过调节外交错电位，可以观察到完全可逆的半导体（或绝缘体）到金属的转变，这可以很容易地在实验上实现。一个突出的特征是存在准平坦边缘模式，该模式与ABSNR中的体模隔离，属于$M=6p$族，其中$M$是ABSNR的宽度，而$p$是整数。准平带（QFB）在ABSNRs能量图中的位置可以通过施加面内应变来移动。在临界交错电位下，对于任意宽度的纳米带，QFB变为完美的平带。的RKKY相互作用具有振荡行为方面的应用交错电位和宽度的带，这样的两个磁性吸附原子随机分布在表面上的ABSNR的交错电位可以反转的RKKY从反铁磁性到铁磁性，反之亦然。我们的研究结果为基于ABSNRs的自旋电子学和赝自旋电子学器件的应用铺平了道路。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Dirac Spin-Gapless Materials -- New Horizon for Topological Spintronics Without Spin-Orbit Interaction
本研究预测反铁磁锯齿形蜂窝结构中存在自旋无能隙能谷过滤手性边缘态，可通过电场调控实现拓扑开关，为无自旋轨道相互作用的拓扑自旋电子学提供新方向。
2022-09-13 cond-mat.mes-hall
Antiferromagnetic spin valve from heterostructure of two-dimensional hexagonal crystals
本文提出了由反铁磁衬底上的单层六方晶体异质结或双层六方晶体异质结夹在两个（反）铁磁绝缘体之间构成的电流面内几何结构的自旋阀。二维六方晶体如石墨烯、硅烯、锗烯和锡烯采用紧密束缚的蜂窝晶格模型。反铁磁衬底的磁化取向控制体的带隙和拓扑性质，这进而控制三种类型的自旋阀几何结构的输运：（i）体的面内输运;（ii）拓扑边缘状态沿着具有体隙的纳米取向的输运;（iii）手性边缘状态沿着畴壁的输运。采用紧束缚模型，考虑了（反）铁磁交换场、Hubbard相互作用和（或）自旋-轨道耦合。对于第一种自旋阀结构，Hubbard相互作用增大了体材料的有效带隙，从而提高了自旋阀对反铁磁交换场的敏感性。对于第二类和第三类自旋阀几何结构，具有自旋-轨道耦合的不同类型异质结构的拓扑相图作为设计自旋阀的指南。Hubbard相互作用和自旋-轨道耦合的同时存在，可以增大体相的拓扑能隙，改善不同拓扑数区域畴壁处手征边缘态的质量.
2019-03-24 cond-mat.mes-hall
Topological phase transitions and thermal Hall effect in a noncollinear spin texture
本文利用线性自旋波理论研究阻挫 Kitaev-Γ 模型中的三 meron 晶体，揭示磁场稳定的非互易磁振子、连续拓扑相变及手性边缘模式。
2024-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
