Generation of a fully valley-polarized current in bulk graphene
在块状石墨烯中产生完全谷极化电流（FVPC）是谷电子学的基本目标。为此，我们调查谷依赖运输通过一个有限的磁超晶格调制的应变石墨烯。结果表明，该器件允许一个谷区的绝缘传输带隙与另一个谷区的金属谐振带共存。因此，大量的体积FVPC出现在宽范围的边缘取向和温度，这可以有效地调整的结构参数。设计了谷分辨霍尔结构，用于测量滤波后电流的谷极化度。
2013-11-01 cond-mat.mes-hall
Robust Spin Splitting and Strain-Controlled Optical Response in Monolayer CrC2N4 for Valleytronic and Optoelectronic Applications
Bangladesh University of Engineering and Technology（孟加拉国工程技术大学）；Jinling Institute of Technology（金陵科技学院）
通过第一性原理计算，研究了单层CrC2N4在双轴应变下的电子、谷、电荷转移和光学性质，发现SOC产生谷对比自旋分裂，应变可调带隙和光学响应，为谷电子和光电子器件提供平台。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Strain-induced pseudo-magnetic field for novel graphene electronics
石墨烯中特殊的应变几何结构可以导致10 T量级的均匀伪磁场，并可能在石墨烯纳米电子学中开辟有趣的应用。通过对100 nm大小的实际应变石墨烯片的量子输运计算，我们研究了利用这种效应用于实际电子和谷电子设备的可能方法。首先，我们发现，在粗糙的边缘的弹性背散射导致形成良好定义的运输间隙的顺序为100meV下的适度的最大应变为10%。其次，实际磁场的应用引起了来自不同谷的状态在空间和能量上的分离，从而产生了一种引起对短程散射不敏感的体谷极化的方式。
2010-09-20 cond-mat.mes-hall
Valleytronic full configuration-interaction approach: An application to the excitation spectra of Si double-dot qubits
基于全组态相互作用（FCI）方法，在半导体材料连续（有效质量）描述的背景下，引入谷自由度（VDOF），研究了强电子-电子相互作用和Wigner分子（WM）形成对$2e$单重态-三重态双点Si量子比特光谱的影响.我们的FCI处理的VDOF作为一个同位旋除了正常的自旋。我们的处理是能够分配给每个能量曲线在量子位的频谱一套完整的良好的量子数的自旋和谷同位旋。这揭示了Si双点谱中潜在的SU（4）$\supset$ SU（2）$\times$ SU（2）群链结构。在实际实验情况范围内的参数下，我们在双点量子比特中证明，在（2，0）电荷配置中，与预期的大的、点大小确定的单粒子（轨道）能隙相比，强$e-e$相互作用在相同的谷内急剧淬灭自旋单线态$-$自旋三线态能隙，$E_{\rm ST}$，使其与两个谷之间的小能隙$E_V$竞争。我们提供了$E_{\rm ST} < E_V$和$E_{\rm ST} > E_V$病例的结果。我们调查的光谱作为失谐的函数，并证明加强避免交叉由于降低的点间势垒和/或谷轨道耦合的影响。我们进一步证明，作为施加的磁场的函数，避免交叉的出现在（1，1）电荷配置由于自旋谷耦合。在这里制定的valleytronic FCI，并实现了两个电子限制在一个可调谐的双量子点，也提供了一个最有效的工具，用于分析的光谱的硅量子位与两个以上的井和/或两个以上的电子。
2022-08-11 cond-mat.mes-hall nucl-th quant-ph
Valley Berry curvature dipole induced nonlinear valley Hall effect
University of Macau（澳门大学）；Beijing University of Chemical Technology（北京化工大学）；The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）；Fudan University（复旦大学）
本文揭示了一种由谷贝里曲率偶极子机制诱导的新型非线性谷霍尔效应，该效应在时间反演不变谷系统中被支持，并可通过调节驱动场方向进行控制，且在应变Nb3SBr7材料中通过第一性原理计算得到验证。
2026-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning multiple Landau Quantization in Transition-Metal Dichalcogenide with Strain
本研究利用光谱成像扫描隧道显微镜在应变NiTe₂中发现多序列朗道能级，证实应变可解除拓扑表面态能谷简并，为TMDs的应变调控及谷电子学等应用提供新途径。
2023-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced asymmetric valley scattering by scalar fields in non-uniform out-of-plane deformations in graphene
我们研究了石墨烯中高斯凸点形式的局部离面应变形变产生的电子散射。特别感兴趣的是，考虑到标量场与电荷的重新分布，由于变形，并在同一个基础上的伪磁场。工作与玻恩近似的方法，我们分析表明，即使当一个相对较小的标量场被认为是一个相当强大的谷非对称散射可能会出现作为一个功能的能量和入射角。此外，我们还发现，随着入射能量的增加，谷极化可以反转其符号。如果忽略标量场，则这些行为完全不存在。这些结果得到了电子波包的量子动力学模拟的支持。局部应变石墨烯中的波包的平均轨迹的结果清楚地示出了通过标量场的存在而增强的聚焦和分束效应，这在谷电子器件的实现中可能是感兴趣的。
2018-10-16 cond-mat.mes-hall
Graphene Quantum Strain Transistors
通过二维材料中量子输运的应变工程，可以获得广泛的科学和应用。我们提出了一个现实的实验平台，单轴应变工程的弹道电荷输运在石墨烯。然后，我们开发了一个应用的理论模型，基于这个平台，计算电荷电导率和演示石墨烯量子应变晶体管（GQST）。我们将GQST定义为具有开/关电导率比$> 10^{4}$的机械应变弹道石墨烯晶体管，并且其可以通过适度的栅极电压来操作。这种器件将允许在原始石墨烯中进行出色的晶体管操作，其中没有带隙。我们认为所有占主导地位的单轴应变对电导率的影响，同时包括实验的考虑，以指导实现的建议。我们预测多个应变可调传输签名，并证明了广泛的现实设备参数导致强大的GQST。这些器件可以在柔性电子晶体管、应变传感器和谷电子中找到应用。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical control of spin and valley in spin-orbit coupled graphene multilayers
提出利用TMD封装的石墨烯多层膜，通过电场反转实现关联诱导的自旋/谷极化切换，为自旋电子学提供新平台。
2024-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic structure and layer-resolved transmission of bilayer graphene nanoribbon in the presence of vertical fields
由于其特殊的手征性质和激发载流子分散性，双层石墨烯的电子性质与传统的二维电子气和单层石墨烯不同。研究了应变对双层石墨烯纳米结构的电子结构、边缘态和零温下电荷输运的影响。我们证明了在垂直磁场作用下，双层石墨烯在偏压下会产生谷极化量子霍尔效应。在该系统中，通过调节面间应变，可以发生从量子谷霍尔到谷极化量子霍尔相的拓扑相变。此外，我们研究了层分辨输运性质，通过计算层极化量，使用递归格林函数技术，并表明所得到的层极化值确认所获得的相位。这些预测可以通过实验来验证，我们的结果表明，在电子和valleytronics设备的外部场的存在下，利用应变双层石墨烯的可能性。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical symmetry breaking, magnetization and induced charge in graphene: Interplay between magnetic and pseudomagnetic fields
本文研究了单层石墨烯中应变和磁场的两种竞争效应，探讨了其对量子场论中各种现象的影响，如感生电荷密度、磁催化、对称性破缺、动力学质量产生和磁化等。我们表明，应变和磁场之间的相互作用不仅产生手征对称性的破缺，因为它发生在QED $_{2+1}$，但宇称和时间反演对称性破缺。最后两个对称性破缺与动力学产生的一个Haldom质量项有关。我们发现，它是可以修改的磁化强度和动力学质量独立为每个谷，应变和变化的外部磁场。此外，我们发现，一个非零的伪磁场的存在下，不像磁性的，使我们能够观察到一个诱导的“真空”电荷和宇称异常应变石墨烯。最后，由于实磁场和伪磁场的联合作用产生了感应谷极化，本文的结果可以为谷电子器件的设计提供新的工具。
2021-01-03 cond-mat.mes-hall hep-th
Nanoscale Strain Engineering of Giant Pseudo-Magnetic Fields, Valley Polarization and Topological Channels in Graphene
在石墨烯中存在与两个不等价谷相关的非平凡Berry相，这为研究谷投影拓扑态提供了有趣的机会。这些研究的例子包括观察单层石墨烯中的异常量子霍尔效应，通过扫描隧道显微镜组装的分子石墨烯中的拓扑零模式的演示，以及石墨烯超晶格或双层石墨烯畴壁中的拓扑谷输运的检测。然而，所有上述实验都涉及机械剥离薄片或原子接原子构造的不可扩展方法。在这里，我们报告了一种方法，通过纳米级应变工程在室温下操纵单层石墨烯的拓扑状态。通过将无应变单层石墨烯放置在结构化纳米结构上以诱导全局反转对称性破缺，我们展示了巨型伪磁场（高达800特斯拉）、谷极化和周期性一维拓扑通道的发展，用于保护应变石墨烯中手性模式的传播，从而为可扩展的石墨烯基谷电子学铺平了道路。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tuning the pseudospin polarization of graphene by a pseudo-magnetic field
蜂窝晶格的一个有趣的特性是由于机械变形而出现的伪磁场。在石墨烯的情况下，从这个伪磁场产生的朗道量子化已经使用扫描隧道显微镜测量。在这里，我们表明，一个签名的伪磁场是一个局部的亚晶格对称性破缺观察到的局部状态密度的重新分布。这可以被解释为由于应变诱导的伪磁场引起的石墨烯的伪自旋的极化，类似于真实自旋在磁场中的对准。我们揭示了这种亚晶格对称性破缺的可调应变石墨烯使用的扫描隧道显微镜的提示。尖端局部地从SiO $_2$支撑物提升石墨烯膜，如通过$I(z)$曲线的增加的斜率可见的。提升的量与分子动力学计算一致，其揭示了尖端下的高斯形状的变形石墨烯区域。由变形引起的伪磁场作为亚晶格对称性破缺变得可见，其与应变变形的提升高度成比例，并且因此与伪磁场强度成比例。它的大小是定量再现的分析和紧束缚模型，揭示了1000 T的领域。这些结果可能是一个有效的太赫兹谷滤波器的起点，作为谷电子学的基本元素。
2017-03-06 cond-mat.mes-hall
Valley polarization transition driven by biaxial strain in Janus $\mathrm{GdClF}$ monolayer
晶体中载流子的谷自由度有利于信息处理和逻辑运算，实现谷极化是谷应用的关键因素。在这里，我们提出了一个模型，谷极化转变在不同的谷点（-K和K点）是由双轴应变产生的。通过第一性原理计算，我们用Janus $\mathrm{GdClF}$单分子层的具体例子来说明我们的想法。预测的$\mathrm{GdClF}$单层具有动态、机械和热稳定性，并且是一种铁磁（FM）半导体，具有垂直磁各向异性（PMA）、谷点处的价带最大值（VBM）和高居里温度（$T_C$）。由于其固有的铁磁性和自旋轨道耦合（SOC），将诱导自发谷极化，但谷分裂仅为-3.1meV，这提供了通过应变在不同谷点实现谷极化转变的机会。在所考虑的应变范围内（$a/a_0$：0.94 $\sim$ 1.06），应变GdClF单层膜始终具有带隙、强FM耦合和PMA。压应变有利于-K谷极化，而张应变有利于K谷极化。在0.96和1.04应变下对应的谷分裂分别为-44.5meV和29.4meV，高于室温下的热能（25 meV）。由于特殊的Janus结构，可以观察到平面内和平面外的压电极化。结果表明，铁谷材料的面内压电极化方向可以被应变翻转，在0.96和1.04应变下的$d_{11}$分别为-1.37 pm/V和2.05 pm/V。
2021-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
