Graphene on Ru(0001): A corrugated and chiral structure
我们提出了一个结构分析的石墨烯/Ru（0001）系统获得的表面X射线衍射。数据拟合使用傅立叶级数扩展位移场从一个理想的散装结构，加上对称性约束的应用程序。观察到的超结构棒的形状证明了由石墨烯与钌的强键合引起的衬底的重构。石墨烯层和下面的衬底都是波纹状的，石墨烯和最上面的Ru原子层的峰间高度分别为（0.82 +/-0.15）A和（0.19 +/-0.02）A。钌在几个单层上缓慢地衰变成块体。该系统还表现出手性，其中在石墨烯弱结合的超结构的那些区域中高达2.0度的面内旋转由弹性能量最小化驱动。
2010-02-18 cond-mat.mtrl-sci
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
Novel Superstructure-Phase Two-Dimensional Material 1$\textit{T}$-VSe$_2$ at High Pressure
超结构可以通过打破材料原有的几何对称性而获得材料的多方面的新性质。它是层状类石墨烯二维过渡金属二硫属化合物（TMD）研究的一个重要课题，但其起源尚不清楚。利用金刚石压腔技术、同步辐射X射线衍射、X射线吸收和第一性原理计算，我们发现在高压下，从弱范德华键到层间海森堡共价键的演化导致准二维1 $\textit{T}$型VSe $_2$的同构转变.此外，我们的研究结果表明，高压在15.5 GPa下诱导了一种新的超结构，而不是像通常那样抑制，这是出乎意料的。它是由费米面嵌套驱动的，由压力引起的畸变增强。结果表明，超结构不仅可以出现在二维结构中，而且可以出现在压力调谐的三维结构中，具有新的对称性，并发展出超导电性。
2020-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced valley polarization of graphene on hBN under circularly polarized light irradiation
石墨烯/hBN（G/hBN）由于两种材料之间的晶格失配而具有长周期莫尔结构。莫尔超结构产生的长周期势对系统的电子性质产生调制作用。本文对G/hBN在圆偏振光照射下的电导率进行了数值计算。在G/hBN中缺乏空间反转对称性导致谷极化。当两种材料之间的扭转角在非掺杂情况下接近于零时，谷偏振在红外和太赫兹区域变得最明显，而空穴掺杂情况下，谷偏振对扭转角不敏感。这些结果将有助于设计谷电子器件使用G/hBN。
2022-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A revisit to phonon-phonon scattering in single-layer graphene
了解石墨烯的导热机制是一个长期的研究课题，由于其高导热性。基于Peierls-Boltzmann输运方程（PBTE）的研究揭示了石墨烯中许多独特的声子输运性质，但以往的研究大多只考虑了三声子散射，并依赖于0 K下提取的原子间力常数（IFC）。在本文中，我们探讨的四声子散射和温度依赖的IFC的声子输运在石墨烯中的作用，通过我们的PBTE计算。我们表明，四声子散射的强度将被严重高估，通过使用在0 K下提取的IFC相比，对应于一个有限的温度，和四声子散射被发现显着降低石墨烯的热导率，即使在室温下。为了重现从分子动力学模拟预测，声子频率展宽时，必须考虑到确定的声子散射率。我们的研究阐明了有限温度下石墨烯的声子输运性质，并可以扩展到其他晶体材料。
2019-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Screening of electron-phonon coupling in graphene on Ir(111)
采用角分辨非弹性电子散射和密度泛函方法计算了石墨烯在Ir（111）表面的声子色散。在表面布里渊区的$Γ$和K点处观察到最高光学声子支的Kohn异常。在K下，Kohn异常比从原始石墨烯和石墨观察到的弱。这种观察是合理的，在减少的电子-声子耦合，由于金属基板的石墨烯电子相关性的屏蔽。
2013-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Towards Phonon Spectrum of Graphene
结果表明，碳原子间的近邻耦合不足以再现石墨烯中观察到的声子谱，第二近邻力常数是必不可少的。为了完整起见，我们重新推导了原子之间最近邻和次最近邻耦合的一维链和二维晶格（如正方形晶格和三角形晶格）的声子谱。这篇文章基本上是在物理研究所发表的关于石墨烯声子谱的评论性演讲的技术细节。
2007-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Interactions in Graphene, Bilayer Graphene, and Graphite
使用第一性原理技术，我们计算的电子费米速度和振动寿命所产生的电子-声子相互作用在掺杂的双层石墨烯和石墨中的重整化，并比较结果与相应的量在石墨烯。对于类似的掺杂水平，在双层石墨烯和石墨中的费米速度重整化被发现是大约30%大于石墨烯。在双层石墨烯的情况下，这种差异被证明是由层间相互作用引起的。我们讨论了我们的研究结果，在最近的光电子和拉曼光谱实验。
2008-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Phonon modes at finite temperature in graphene and single-walled carbon nanotubes
采用模式投影技术结合分子动力学模拟研究了石墨烯和单壁碳纳米管（SWCNT）中有限温度下的声子模.研究发现，在有限温度下，声子-声子散射使石墨烯弯曲模的二次声子谱重整化为线性。分析了这种重正化对电子-声子相互作用和声子热输运的可能影响。然而，对于单壁碳纳米管，由于其准一维结构，在单壁碳纳米管中弯曲模的双重简并性的保护下，弯曲模的声子谱的二次特性可以在有限的温度下存活。研究了不同温度下光学声子模的频率和寿命。特别地，石墨烯中面内光学声子和单壁碳纳米管中轴向光学声子的寿命可以用统一的公式$τ(T)=560/T$描述，这与实验结果一致.
2011-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Frequency shift of optical phonons in doped graphene layers
我们使用第一性原理密度泛函计算来确定单层石墨烯中的A $'_1$ - ${\bf K}$声子（拉曼D带）的频移，作为电荷掺杂的函数。对石墨烯多层膜的电子-声子耦合和E $_{2g}$ - ${\bm Γ}$和A $'_1$ - ${\bf K}$声子的声子线宽也进行了详细的DFT研究。此外，我们解释了实验观察到的“1/（层数）”的拉曼G带位置的行为后，包括处理的动态响应随时间变化的微扰理论。
2007-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Frequency splitting of intervalley phonons in graphene
我们研究了石墨烯片中谷间声子的热分布。这些声子有两个频率相同的分量。弱的电子-声子耦合保持了这两种模式的简并性。然而，足够强的电子-声子耦合可以导致分裂成光学声子和声学声子分支，这在电子光谱中产生波动间隙。我们描述这些影响，通过治疗的声子分布在鞍点近似。鞍点附近的波动表明声学分支的Berezinskiii-Kosterlitz-无边界跃迁。这种转变可以在拉曼散射光的偏振中观察到。
2010-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Coupling in Highly-Screened Graphene
石墨烯的光电发射研究导致了一个长期存在的争议，关于实验的电子-声子相互作用的强度与理论计算相比。使用高分辨率角分辨光电子能谱，我们研究了在铜衬底上生长的石墨烯，其中衬底的金属屏蔽大大减少了电子-电子相互作用，简化了理论和实验之间的电子-声子相互作用的比较。通过考虑非线性裸能带结构，我们能够表明，电子-声子相互作用的强度确实与理论计算相一致。此外，我们观察到一个显着的带隙在狄拉克点的石墨烯。
2011-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic investigations of phonons in epitaxial graphene
石墨烯与金属基底的相互作用揭示了与纳米技术应用非常相关的现象和性质。本文综述了金属和过渡碳化物表面外延生长的石墨烯的非弹性散射光谱的振动特性。特别是，电子-声子相互作用的表现形式，如科恩异常，弹性性能的评估和声子模式的纳米级控制的介绍和讨论。
2016-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Significant Reduction of Graphene Thermal Conductivity by Phononic Crystal Structure
采用分子动力学模拟研究了石墨烯声子晶体（GPnC），又称石墨烯纳米网的热导率。研究了GPnCs的热导率随长度和温度的变化关系。研究发现，GPnCs的热导率明显低于石墨烯，并且可以通过改变孔隙率和周期长度来有效地调节。例如，当孔隙率从约21%变化到65%时，GPnC的热导率与石墨烯的热导率的比率可以从0.1变化到0.01。声子参与比谱表明，更多的声子模式在GPnCs与较大的孔隙率本地化。我们的研究结果表明，创建GPnCs是一种有价值的方法来有效地操纵石墨烯的热导率。
2014-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Modelling electron-phonon interactions in graphene with curved space hydrodynamics
我们介绍了一个不同的角度来描述电子-声子相互作用的石墨烯弯曲空间流体力学的基础上。声子与载流子的相互作用增加了材料的电阻率。我们的方法捕捉晶格振动的曲率变化的空间，通过电子移动以下流体动力学方程。在这幅图中，对电子流的惯性修正自然产生，有效地产生电子-声子相互作用。相互作用的强度由一个与温度无关的耦合常数控制。我们将此模型应用于石墨烯，并令人满意地恢复预期在高温下的电阻率的线性标度律。我们的研究结果开辟了一个新的视角来处理石墨烯中的电子-声子相互作用，以及其他可以用费米液体理论描述电子的材料。
2017-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Ising instability of a Holstein phonon mode in graphene
我们研究了声子在石墨烯片中的热分布。由于两个电子能带的存在，两个子晶格中存在两个离面声子模。这些模式之一通过自发地破坏亚晶格对称性而经历伊辛转变。我们计算了临界点、声子频率的重整化和平均晶格畸变。这种转变可以在拉曼散射和输运性质中观察到。
2010-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-induced many-body renormalization of graphene electronic properties
我们发展了一个理论的电子-声子相互作用对石墨烯的电子性质的影响。我们解析地计算了声子介导的电子-电子相互作用引起的电子自能、谱函数和带速重整化。我们发现声子介导的电子-电子耦合对石墨烯能带结构重整化有很大的影响，我们的分析理论成功地捕捉到了在ARPES实验中观察到的石墨烯电子光谱的基本特征，预测了在费米能级以下的$\sim 200\mathrm{meV}$处的扭结和在实验掺杂水平下由$\sim 10-20%$降低的带速。
2007-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen transport within graphene multilayers by means of flexural phonons
石墨烯维持横向平面外机械振动（弯曲声子）。在纳米尺度上，如果在交替的多层膜中以反相方式激发，这些会出现行进的波纹或空腔。在这项工作中，我们探索通过经典的分子动力学模拟的可能性，使用这些移动的纳米腔主动运输氢。我们发现，在声子衰减之前，气体可以在波传播方向上有效地传输数百纳米。因此，这种效应可以用于移动和泵送气体通过多层石墨烯基框架。
2014-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Mechanisms governing phonon scattering by topological defects in graphene nanoribbons
理解石墨烯中的拓扑缺陷引起的声子散射对于石墨烯基器件中的热管理特别感兴趣。我们提出了一个研究，量化的作用，不同的机制，管理缺陷声子散射的影响，通过比较10种不同的缺陷结构，使用分子动力学。研究结果表明，声子散射主要受质量密度差的影响，总的趋势受缺陷形成能的控制，声子态密度具有典型的软化行为.声子散射截面被发现是远远大于几何占据的缺陷。我们还表明，晶格热导率可以减少由这些缺陷形成的晶界的存在下，由高达30的一个因素。
2016-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Dramatic effects of vacancies on phonon lifetime and thermal conductivity in graphene
了解2D材料，特别是石墨烯中的热传输是热管理和能量转换设备设计的关键挑战。在这些材料中，测量的输运性质对结构缺陷、波纹和空位的高灵敏度是至关重要的。使用基于第一原理的方法结合一个确切的治疗的障碍，我们解决的影响，空位声子寿命和热输运在石墨烯。我们发现，微扰理论完全失败，高估了声子寿命近两个数量级。同时，在有缺陷的石墨烯中，LA和TA模式保持良好定义，ZA模式变得边缘化。在长波长的限制，ZA的色散从二次线性和散射率的变化被发现成正比的声子能量，在二次缩放往往假设相反。对热输运的影响，计算超过弛豫时间近似，包括第一原理声子-声子散射率，如最近报道的原始石墨烯，揭示了壮观的效果，即使是极低的空位浓度。
2019-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Mobility in Semiconducting Graphene Nanoribbons: Phonon, Impurity, and Edge Roughness Scattering
通过比较声子散射、杂质散射和线边粗糙度散射对半导体石墨烯纳米带中载流子输运性质的影响，研究了半导体石墨烯纳米带中载流子输运性质。结果发现，位于纳米带表面的杂质的散射，并从声学声子线边缘粗糙度散射一样重要。这些散射机制的相对重要性随温度、费米能级位置和带的宽度而变化。在此基础上，提出了提高低场迁移率的策略。
2008-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Phonon anharmonicities in graphite and graphene
我们确定从第一性原理的有限温度特性-线宽，线位移，和寿命-的关键振动模式，占主导地位的非弹性损耗石墨材料。在石墨中，拉曼激活的E2 g模式的声子线宽被发现随温度降低;这种异常行为完全由电子-声子相互作用驱动，并且不会出现在近简并的红外激活的E1 u模式中。在石墨烯中，在K处的A“1模式的声子非谐寿命和衰减通道在G处的E2 g上占主导地位，并且与声学声子强烈耦合，突出了碳基互连中的弹道输运如何需要仔细设计声子衰减和热化。
2007-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Chirality-induced Dynamic Kohn Anomalies in Graphene
我们开发了一个理论的声子能量色散在石墨烯由于库仑和电子-声子（e-ph）相互作用的综合影响的重整化。我们通过声子自能的精确解析推导得到了重整化声子能谱，发现LO声子在声子波矢$q = ω/v, 2k_F\pmω/v$处有三个明显的Kohn反常，TO声子在声子波矢$q = ω/v$处有一个明显的Kohn反常.与普通金属中常见的KA $q = 2k_F$相反，石墨烯中这些新KA的存在源于e-ph相互作用的动态屏蔽（伴随着Born-Oppenheimer近似的崩溃）和石墨烯e-ph耦合的独特手性。
2008-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Valence Force Model for Phonons in Graphene and Carbon Nanotubes
许多计算需要一个简单的经典模型来描述sp^2键碳原子之间的相互作用，比如石墨烯或碳纳米管。在这里，我们提出了一个新的价力模型来描述这些相互作用。计算得到的石墨烯的声子谱和纳米管的呼吸模式能量与实验测量和从头计算结果吻合得很好。该模型不假设底层晶格，因此它也可以直接应用于扭曲的结构。讨论了该模型的特点和局限性。
2009-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Comparative study of phonon spectrum and thermal expansion of graphene, silicene, germanene and blue phosphorene
基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了石墨烯、硅烯、锗烯和蓝磷烯等单原子二维蜂窝晶格的振动性质和热膨胀性质.我们着重讨论了它们性质的异同，并试图从它们的晶格结构来理解它们。我们说明，从石墨烯到蓝色磷烯，声子带隙的发展，由于大的屈曲诱导的混合的面内和面外的声子模式。这种混合也会影响它们的热性能。利用准谐波近似，我们发现它们在室温下都表现出负的热膨胀。
2016-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Raman Spectroscopy of Graphene under Uniaxial Stress: Phonon Softening and Determination of the Crystallographic Orientation
本文系统地研究了单轴拉伸应力作用下石墨烯单分子膜中光学声子的拉曼光谱。G带和2D带都表现出显著的红移。由于应变引起的对称性破缺，G带分裂成两个不同的子带（G+，G-）。来自G+和G-带的拉曼散射显示出独特的偏振依赖性，其反映了应力轴与下面的石墨烯晶体轴之间的角度。因此，偏振拉曼光谱构成了用于确定石墨烯的晶体取向的纯光学方法。
2008-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Monolayer charge-neutral graphene on platinum with extremely weak electron-phonon coupling
在过渡金属衬底上外延生长石墨烯是获得大尺寸石墨烯的重要途径。然而，石墨烯与衬底之间的相互作用往往会导致多取向、石墨烯能带结构扭曲、掺杂量大、电子-声子耦合强等现象。在这里，我们报道了在Pt（111）衬底上通过使用非常低浓度的内部碳源和高退火温度来生长具有高结晶质量的单层石墨烯。受控生长导致电子解耦的石墨烯：它几乎是电荷中性的，并且具有极弱的电子-声子耦合（耦合强度$λ$ $\approx$ 0.056），如通过角度分辨光电发射光谱测量所揭示的。用密度泛函理论计算了碳扩散过程的热力学和动力学。当与无损样品转移技术相结合时，这种石墨烯与基底的相互作用可以忽略不计，为基础研究以及器件应用提供了重要的平台。
2015-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Reply to "Comment on `Theory of Phonon-Assisted Adsorption in Graphene: Many-Body Infrared Dynamics' "
基于原子-声子相互作用的新自能，前面的评论讨论了独立玻色子模型（IBM）中的数学技术在研究石墨烯膜中的物理吸附方面的不足。在这篇回复中，我们表明评论中报道的新的自能是一个近似于2-声子过程的微扰膨胀，对于大于100 nm的膜尺寸和其当前的数学形式严重发散，不适合研究石墨烯微膜中的物理吸附物理。此外，我们提供了IBM内吸附率的进一步证据，进一步加强了Phys. Rev. B 100，075429（2019）中报告的数学技术的物理可靠性。
2020-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Significant reduction of lattice thermal conductivity in suspended graphene by charge doping
降低石墨烯的晶格热导率对于其热电应用至关重要。在高电子密度系统中，电子对声子的散射不小于其他声子对声子的散射。借助第一性原理计算，我们通过诱导电子-声子散射来研究石墨烯的晶格热导率。在实验可调的载流子密度下，我们发现$\sim 50\%$降低了200 K时的晶格热导率。本研究为石墨烯的潜在热电应用开辟了新的途径。
2019-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Phononics of Graphene and Graphene Composites
我提出了一个简明的帐户有关的研究领域，它涉及石墨烯的热性质的出现，涵盖了在二维材料系统中的声子输运的理解的细化。最后讨论了石墨烯和少层石墨烯在热界面材料中的实际应用。
2019-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon Transport in Graphene
石墨烯中的声子-晶格振动的量子-的性质引起了物理和工程界的强烈关注。声学声子是室温附近石墨烯中的主要热载体，而光学声子用于在少层石墨烯的拉曼实验中计数原子平面的数目。理论和实验都表明，声子的输运性质，即能量色散和散射率，在准二维系统中，如石墨烯与石墨或三维块状晶体中的基面相比，有很大的不同。二维声子输运的独特性质转化为石墨烯和相关材料中不寻常的热传导。在这篇综述中，我们概述了不同的理论方法开发的声子在石墨烯中的传输，讨论了在平面和交叉平面声子模式的贡献，并提供与现有的实验热导率数据的比较。特别注意的是给出了最近的理论结果的分析的声子热导率的石墨烯和少层石墨烯，和应变，缺陷和同位素的声子输运在这些系统中的影响。
2012-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonons and Thermal Transport in Graphene and Graphene-Based Materials
石墨烯不同寻常的热性质的发现刺激了旨在理解二维材料系统中声子输运和热传导的实验、理论和计算研究。我们提供了一个关键的审查最近的结果在石墨烯热场集中在声子色散，比热，热导率，不同的模型和计算方法的比较。详细分析了石墨烯基材料的声子谱与导热性能之间的关系。在双层石墨烯，同位素工程，和不同的声子色散分支的相对贡献的原子平面旋转的影响进行了讨论。为了读者的方便，本文以综合注释表的形式提供了有关热导率和声子模对热输运贡献的主要实验和理论结果的摘要。
2016-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmon-phonon coupling in graphene
计算了单层和双层石墨烯的电子-声子耦合系统的集体激发，考虑了石墨烯中电子激发与衬底纵向光学声子模之间的非微扰库仑耦合.我们发现单层石墨烯中的等离子体-声子耦合在所有密度下都很强，但在双层石墨烯中，耦合仅在满足共振条件$ω_{pl} \approx ω_{ph}$的高密度下才有意义。这种差异来自于与石墨烯的手性相关的特殊屏蔽特性。等离子体-声子耦合解释了在长波长范围内测量到的准线性等离子体色散，从而解决了实验观测中的一个难题。
2010-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot Phonons in an Electrically Biased Graphene Constriction
声子载流子相互作用可以对器件性能具有显著影响。它们可以通过测量声子寿命来探测，声子寿命反映了声子与其他准粒子，特别是载流子及其伴随声子的相互作用强度。载流子声子和声子-声子对声子寿命的贡献可以从温度依赖的研究中解脱出来。在这里，我们解决的重要性，声子载流子相互作用的焦耳加热的石墨烯收缩，以有助于理解的能量耗散在石墨烯为基础的电子器件。我们证明，无隙石墨烯授予电子声子相互作用不寻常的意义，特别是在低载流子密度。在常规半导体中，带隙通常防止声子通过电子-空穴产生而衰减，并且在金属或其他半金属中，费米温度过大而不能进入电子-声子耦合起主导作用的区域，如在石墨烯中在300至1600 K的研究声子温度区域中。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonons in Twisted Bilayer Graphene
我们从理论上研究了不同旋转角度下AA-堆叠、AB-堆叠和扭曲双层石墨烯中的声子色散。计算采用Born-von-Karman模型计算层内原子间相互作用，采用Lennard-Jones势计算层间相互作用。结果表明，堆积阶数对离面声学声子模的影响最大。扭曲双层石墨烯和AA-或AB-堆叠双层石墨烯中的声子态密度的差异出现在声子频率范围90 - 110 1/cm中。扭曲双层石墨烯导致新的声子分支的出现-称为纠缠声子-其起源于布里渊区中来自不同高对称方向的声子模式的混合。纠缠声子的频率强烈地依赖于旋转角，并且可以用于非接触识别石墨烯样品中的扭转角。所得到的结果和表列的频率的声子在扭曲的双层石墨烯的实验拉曼数据的解释和确定这些材料系统的热导率是重要的。
2013-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon Engineering of the Specific Heat of Twisted Bilayer Graphene: The Role of the Out-of-Plane Phonon Modes
我们从理论上研究了石墨烯、双层石墨烯和扭曲双层石墨烯的比热，同时考虑了每个极化分支的精确声子色散和态密度。结果表明，与传统的认为，面外声学声子的色散-称为ZA声子-偏离强烈的抛物线定律从低至~100 1/cm的频率开始。这导致了ZA声子态密度随频率的变化和比热与温度T的线性关系的破坏。我们建立了ZA声子决定的比热为T<200 K，而在200 K < T < 500 K，来自面内和面外声学声子的贡献是占主导地位的。在高温极限T>1000 K时，光学声子和声学声子对比热的贡献大致相等。石墨烯和扭曲双层石墨烯的德拜温度计算为约1861 - 1864 K。我们的研究结果表明，双层石墨烯等材料的热力学性质可以通过sp2-碳平面的旋转在原子尺度上进行控制。
2015-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman Linewidth Contributions from Four-Phonon and Electron-Phonon Interactions in Graphene
拉曼峰位置和线宽提供了对材料中声子非谐性和电子-声子相互作用（EPI）的深入了解。对于单层石墨烯，先前的第一性原理计算已经产生了随着温度升高而减小的线宽，这与测量结果相反。在这里，我们明确地考虑四声子非谐性，声子重整化和电子-声子耦合，并发现所有这些都是重要的，成功地解释了$G$峰频移和线宽在我们的悬浮石墨烯样品在很宽的温度范围内。四声子散射贡献了随温度增加的显著线宽，而EPI的温度依赖性被发现在掺杂阈值（$\hbarω_G/2$，其中$ω_G$是$G$声子的频率）以上被反转。
2021-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hopping-resolved electron-phonon coupling in bilayer graphene
在本文中，我们研究了双层石墨烯中的电子-声子耦合，作为层间跳跃相关的多层石墨烯的典型情况。使用密度泛函理论（DFT）的背景下，并使用不同的光学声子位移的冻结声子的方法，我们能够定量地评估与每个跳跃项$γ_i$相关的电子-声子耦合$α_i$。这种分析还揭示了一个简单的标度律之间的跳跃项$γ_i$和电子-声子耦合$α_i$，这超出了具体的DFT技术。
2012-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon Thermal Conduction in Graphene
从理论上研究了单层石墨烯的声子热导率。用价力场方法计算了石墨烯晶格中所有极化方向和晶向的声子色散。利用精确的声子色散和布里渊区，并考虑动量和能量守恒定律允许的所有声子弛豫通道，精确地处理了三声子Umklapp过程。石墨烯的独特性体现在二维声子态密度和对声子Umklapp散射相空间的限制上。缺陷和石墨烯边缘上的声子散射也被包括在模型中。的Gruneisen参数，这是确定从从头算理论作为声子波矢量和偏振分支的函数，并从实验值的范围内进行计算。据发现，单层石墨烯的近室温热导率，计算与现实的Gruneisen参数，是在〜 2000 - 5000 W/mK的范围内，这取决于缺陷浓度和粗糙度的边缘。由于较长的声子平均自由程，即使在室温下，石墨烯边缘也对热导率产生强烈影响。所得到的结果是在良好的协议与最近的测量悬浮石墨烯的热导率。
2009-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon spectroscopy through the electronic density of states in graphene
我们研究了声子结构如何在石墨烯的电子态密度中表现出来。本文提出了一种提取电子-声子重整化$λ$值的方法。此外，我们确定直接声子结构。随着掺杂的增加，这些结构与$λ$一起在幅度上增长并且不再显示粒子-空穴对称性。
2009-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phononics in Low-Dimensions: Engineering Phonons in Nanostructures and Graphene
声子-晶格振动的量子-在材料中的所有电，热和光学现象中显示自己。纳米结构为调整声子能谱和特定应用材料的相关性质提供了令人兴奋的机会。随着石墨烯和二维范德华材料的出现，声子输运和声子相互作用的受控修改（称为声子工程或声子学）的可能性进一步增加。我们描述了用于调谐的声子谱和控制的低维材料通过带状边缘，晶界，同位素组成，缺陷浓度，和原子平面取向的热性能的方法。
2012-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Interactions for Optical Phonon Modes in Few-Layer Graphene
我们提出了第一性原理研究的电子-声子（e-ph）相互作用及其贡献的光学声子模式的线宽在$Γ$和K在一到三层石墨烯。研究发现，由于层间耦合和堆叠几何结构的影响，少层石墨烯中的高频光学声子模与不同的价带和导带耦合，导致这些模式的e-ph相互作用强度不同。源自单层石墨烯的$Γ$ - $E_{2g}$模式的一些多层光学模式表现出略高的频率和大大减小的线宽。另外，多层膜中的K- $A'_1$相关模式的线宽依赖于堆叠模式，并且随着层数的增加而减小。
2009-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phononic thermal transport along graphene grain boundaries
我们发现，声子在石墨烯的热输运是不能免疫的晶界（GB）沿温度梯度的方向排列。非平衡态分子动力学模拟揭示了声子热导率（$κ_p$）沿线性超窄晶界包括纵向重复的五边形-七边形位错的大幅减少。格林函数计算和谱能量密度分析表明，$κ_p$是周期性应变场的复杂表现，表现为具有漫反射和镜面声子反射的反射式衍射光栅，是声子-声子非谐散射源。我们的研究结果提供了新的见解的完整性的声子热输运GB石墨烯。
2021-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Concomitant enhancement of electron-phonon coupling and electron-electron interaction in graphene decorated with ytterbium
电子-电子相互作用和电子-声子耦合之间的相互作用一直是石墨烯中的关键问题之一，因为它可以提供有关外来原子增强石墨烯中电子-声子耦合的起源的信息。在碳化硅衬底上的镱修饰的石墨烯，电子-声子耦合表现出强烈的增强相比，生长的石墨烯。基于角分辨光电子能谱的研究，镱的存在也被发现导致费米速度的降低，揭示了费米液体理论中电子-电子相互作用的增强。我们的研究结果的电子-电子相互作用和电子-声子耦合的同时增强表明，在石墨烯装饰与外来原子的两个代表性的多体相互作用之间的相互作用的可能性。
2020-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical generation and detection of local non-equilibrium phonons in suspended graphene
悬浮石墨烯的不同的一阶和二阶拉曼峰的测量的频率和强度被用于示出光学声子和不同的声学声子偏振被驱动出亚微米激光光斑内的局部平衡。实验结果与基于第一性原理的多温度模型相关联，表明弯曲声子的等效局部温度比其他声子极化的等效局部温度低得多。这一发现揭示了弯曲模与热电子和光学声子之间的弱耦合。由于石墨烯的固有热导率在很大程度上归因于弯曲声子的贡献，因此观察到的局部非平衡现象对于理解石墨烯基电子和光电子器件中的能量耗散过程以及石墨烯和其他二维材料中热输运的拉曼测量具有重要意义。
2017-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Prediction of Phononic Thermal Conductivity of Silicene: a Comparison with Graphene
除了石墨烯之外，人们对二维材料在基础科学和技术应用方面都有很大的兴趣。硅烯是石墨烯的硅对应物，已被证明具有比石墨烯更好的电子性质。然而，其热输运性质尚未得到充分研究。在本文中，我们应用基于第一性原理的声子玻尔兹曼输运方程来研究硅烯的热导率以及声子散射机制。虽然石墨烯和硅烯都是二维晶体，具有相似的晶体结构，但我们发现硅烯中的声子输运与石墨烯中的声子输运有很大的不同。硅烯的热导率相对于样品尺寸呈对数增加，这是由于声学面内声子模式的散射率小，而石墨烯的热导率是有限的。对声子散射通道的详细分析表明，由于弯折结构引起的声离面（ZA）声子模的线性色散，使得硅烯中的长波长纵向声（LA）声子模的散射不如石墨烯中的有效.与石墨烯相比，其中大部分热量由声学面外（ZA）声子模式携带，硅烯中的ZA声子模式对总热导率的贡献仅为~10%，这也可以归因于屈曲结构。这种使用基于第一原理的计算对硅烯和石墨烯的声子输运和热导率进行的系统比较，为其他二维材料（如二维过渡金属二硫属化物）提供了一些线索。
2014-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diffraction and near-zero transmission of flexural phonons at graphene grain boundaries
已知石墨烯晶界会影响声子输运和热导率，这表明它们可以用于设计石墨烯的声子性质。本文采用分子动力学研究了两个屈曲晶界对长波长弯曲声学声子的影响。由于其对热传输的重要性，选择了弯曲声学模式。据发现，通过边界的传输被强烈抑制的入射角接近35 $^\circ$。此外，晶界被发现作为衍射光栅的声子。
2015-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Control over Phonon Polarization in Strained Graphene
我们利用磁-声子共振研究了悬浮单轴应变石墨烯中声子极化的可调谐性。单轴应变提升了LO和TO声子的简并度，产生两个交叉线偏振声子模和拉曼G峰的分裂。我们利用石墨烯中强的电子-声子耦合和磁-声子共振的非共振耦合来诱导门可调谐的圆声子二向色性。这与应变诱导的G峰分裂一起，使我们能够可控地将两个线性极化的G模式声子调谐为圆形声子模式。我们能够纯粹通过静电场实现高达40%的圆声子极化，并且可以通过从电子到空穴掺杂的调谐来反转其符号。这提供了对声子角动量的前所未有的静电控制，这为声子应用铺平了道路。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay of Coulomb and electron-phonon interactions in graphene
通过重整化群方法，我们考虑了电子-声子相互作用和强库仑相互作用的相互影响。我们发现库仑相互作用增强了电子与谷间A1光学声子的耦合，但对谷内E2声子的耦合没有增强。
2008-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Giant Quantized Phonon Modes in Graphene via Tunneling Spectra
声子是晶格的基本振动模式，通过电子-声子相互作用在决定材料的电子性质方面起着至关重要的作用。然而，在电学测量中，直接探测材料的声子模式已被证明是困难的。本文报道了在磁场作用下，利用隧道谱观测石墨烯单层中K和K离面声子的巨量子化声子峰，这种方法通常被用来测量材料的局域电子性质.垂直的磁场将石墨烯中的无质量狄拉克费米子量子化为离散的朗道能级（LL）。我们证明了准粒子的声子在石墨烯的发光层中的发射或吸收产生了一个新的离散态序列：量子化声子模。在我们的隧穿谱中，由于K和K面外声子打开了一个非弹性隧穿通道，所观察到的声子峰的强度大约是LL的50倍。我们还表明，它是可能的开关量子声子模式在纳米尺度上通过控制石墨烯和支撑衬底之间的相互作用。
2019-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Complex polar superstructure controlled thermal conductivity in ferroelectric PbTiO3/SrTiO3 superlattices
Universidade de Santiago de Compostela（圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）；Universidad Rey Juan Carlos（胡安卡洛斯国王大学）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2)（加泰罗尼亚纳米科学与技术研究所）；ALBA Synchrotron Light Facility（阿尔巴同步辐射光源设施）
研究铁电PbTiO3/SrTiO3超晶格中复极超结构对热导率的控制，通过整合两种外延薄膜到超晶格，利用其独特平台调节多种能量获得丰富相图，发现极性涡旋三维排列抑制热导率，且厚度增加热导率降低，可用于调节热传输。
2026-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Circular dichroism of magneto-phonon resonance in doped graphene
研究了单层石墨烯中E $_{2g}$声子在高达29 T的磁场中的偏振分辨拉曼散射响应。观察到E $_{2g}$声子仅与基本朗道能级间激发（涉及n=0朗道能级）的杂化，并且仅在圆交叉偏振激发和散射光的两种构型中的一种中观察到这种杂化。磁-声子共振的这种极化各向异性被示出为相对强掺杂的石墨烯样品所固有的，其中载流子浓度对于沉积在SiO $_2$上的石墨烯是典型的。
2012-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical Phonons Following Electron Relaxation Stages in Photo-excited Graphene
本文利用第一性原理计算研究了光激发石墨烯中电子弛豫各阶段的动力学声子行为，揭示了光致声子硬化、非绝热性增强及相干声子产生等机制，为理解非平衡声子修饰和光致相变提供了理论基础。
2023-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré Superstructures in Marginally-Twisted NbSe$_2$ Bilayers
本研究通过多尺度建模和DFT计算，揭示了小角度扭转NbSe2双层中强结构弛豫导致的莫尔超结构，以及层间耦合调制和CDW相取向偏好，需在畴壁处形成失配。
2023-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
