Beyond Equilibrium Raman Thermometry: Fermi-Level Control of the Anti-Stokes Response in Graphene
University of Chemistry and Technology in Prague（布拉格化学与技术大学）；Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf（德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心）；National Taiwan Normal University（台湾师范大学）；Tohoku University（东北大学）；Universidade Federal de Minas Gerais（米纳斯吉拉斯联邦大学）
本研究通过实验发现石墨烯的反斯托克斯拉曼响应受费米能级调控，提出其可作为探测电子-声子耦合和非平衡声子动力学的灵敏工具。
2026-10-09 cond-mat.mes-hall
Spin Transport and Precession in Graphene measured by Nonlocal and Three-Terminal Methods
我们利用Hanle效应在非局域三端测量几何中研究了石墨烯中的自旋输运和旋进.相同的自旋寿命，自旋扩散长度和自旋极化的石墨烯设备中观察到这两种技术在很宽的温度范围内。自旋输运模型很好地解释了自旋信号的大小。这些观察排除了两种几何结构界面处的任何信号增强或额外散射机制。这验证了基于石墨烯的自旋电子器件的测量方法的适用性及其自旋参数的可靠提取。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Development of high frequency and wide bandwidth Johnson noise thermometry
我们开发了一种在室温下工作的高频、宽带宽的辐射计，它增强了传统的用于纳米尺度热输运研究的约翰逊噪声测温技术。采用低噪声放大器和模拟乘法器，在3 ~ 300 K温度范围内进行了自相关和互相关约翰逊噪声测量，在1秒积分时间内获得了5.5 mK（110 ppm）的灵敏度。这种设置使我们能够在宽的温度范围内测量氮化硼封装的单层石墨烯器件的热导率。在T $\sim$ 100~K以上，我们的数据显示出高幂律（T $^{\sim4}$）偏离Wiedemann-Franz定律。
2015-01-08 cond-mat.mes-hall
Giant Nonlocality near the Dirac Point in Graphene
输运测量已经成为揭示石墨烯中新电子现象的有力工具。我们报告的非本地测量霍尔酒吧的几何形状与电压探针远离经典的电荷流路径。我们观察到一个大的非局部响应狄拉克点附近的字段低至0.1T，持续到室温。的非局域性是一致的自旋/谷简并提升引起的长程味电流。预期该效应对中性点附近的所有磁输运现象都有很大贡献。
2011-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimal Hubbard models for materials with nonlocal Coulomb interactions: graphene, silicene and benzene
为了理解非局域库仑相互作用如何影响关联电子材料的相图，我们提出了一种方法，用只含有在位相互作用U* 的有效哈伯德模型来近似含有非局域相互作用的关联晶格模型.有效模型由Peierls-Feynman-Bogoliubov变分原理定义。我们发现，相互作用U的局部部分按照U*= U-V '约化，其中V'是非局部相互作用的加权平均。对于石墨烯，硅烯和苯，我们表明，非局部库仑相互作用可以减少有效的本地相互作用的2倍以上，在很宽的掺杂范围。
2013-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlocal Optical Response in Topological Phase Transitions in the Graphene Family
我们调查交错的二维材料的石墨烯家族，包括硅烯，锗烯，锡烯的电磁响应，因为它们是通过各种拓扑相变使用外部场驱动。利用Kubo形式，我们计算了它们的光电导率张量，考虑到电磁激发的频率和波矢，并研究了它在材料的全电子相图上的行为。我们还考虑了石墨烯家族中的等离子体激元激发，发现光学响应中的非局域性会影响各个相的等离子体激元色散谱。电导率分量的表达式对于整个石墨烯家族都是有效的，并且可以容易地被其他人使用。
2017-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Nonlocal Effects in Metals with Graphene Plasmons
在本文中，我们分析了非局域性对系统的光学性质的影响，该系统由一个薄的金属膜从石墨烯片由六方氮化硼（hBN）层分离。我们发现，在金属的非局域效应有很强的影响，在石墨烯上的表面等离子体极化激元的光谱。如果石墨烯片被成形为光栅，我们表明消光曲线可以用来阐明金属中非局部效应的重要性。因此，石墨烯表面等离子体激元成为探测金属纳米结构（包括金属薄膜）中非局域效应的工具。作为我们研究的副产品，我们表明，非局部效应导致的石墨烯等离子体的损失比预测的本地计算。我们表明，这些效果可以很好地模仿使用一个有效的间隔厚度大于其实际值的本地理论。
2018-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High-Bandwidth, Variable-Resistance Differential Noise Thermometry
我们开发了适用于具有可变源阻抗的介观器件的约翰逊噪声测温技术，具有高带宽，可用于快速数据采集。通过差分噪声测量和两级阻抗匹配，实现了120-250 MHz频率范围内的噪声测量，采样电阻范围为30 Ω-100 kΩ，可由栅压和温度调节。我们采用高频、单端低噪声放大器，保持恒定的低温温度，以保持所需的低噪声温度。我们实现温度计校准的温度精度高达650 mK的10 K的背景与30秒的平均。使用这种差分噪声测温技术，我们测量了双层石墨烯样品的热导率，跨越金属和半导体制度在很宽的电阻范围内，我们将其与电导率进行比较。
2020-08-28 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Origins of Nonlocality near the Dirac Point in Graphene
我们提出了一个实验研究的非局域电信号附近的狄拉克点在石墨烯。非局域信号的面内磁场依赖性证实了自旋在这种效应中的作用，正如最近对石墨烯中塞曼自旋霍尔效应的预测所预期的那样，但我们的实验表明，热磁电效应也有助于非局域性，并且这种效应有时比自旋更强。热效应被认为是非常敏感的样品的细节，不影响其他运输参数。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall
Manifestation of nonlocal electron-electron interaction in graphene
石墨烯是一个理想的平台，研究多体效应，由于其半金属特性和可能性，掺杂它在很大范围内。在这里，我们研究了石墨烯的占用$π$ -带的宽度作为掺杂的函数，使用角分辨光电发射。在增加电子掺杂，我们观察到预期的移动带更高的结合能。然而，这种移动不是刚性的，带的底部移动小于狄拉克点。我们发现，所观察到的位移不能占本地密度近似的能带结构计算，但必须考虑到非本地交换相互作用。
2016-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlocal Andreev Entanglements and Triplet Correlations in Graphene with Spin Orbit Coupling
使用波函数狄拉克Bogoliubov-de Gennes方法，我们证明了在Rashba自旋轨道耦合（RSOC）的存在下，石墨烯层的可调费米能级允许产生异常的非局域Andreev反射和等自旋超导三重态配对。我们考虑一个铁磁-RSOC-超导体-铁磁配置的石墨烯结，并研究散射过程，自旋三重态相关性的出现，以及在这种结构中的电荷电导。我们发现，异常交叉Andreev反射是链接到等自旋三重态配对。此外，通过计算电流互相关，我们发现这种现象在弱电压下会导致负电荷电导，并可以在光谱实验中得到揭示，这为探测等自旋超导对关联在混合结构中的纠缠提供了一种工具.
2017-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonlocal Electromagnetic Response of Graphene Nanostructures
石墨烯的非局域电磁效应源于其自然色散的介电响应。我们提出了半解析解的非局部麦克斯韦方程的石墨烯纳米带阵列的功能约100 nm，我们发现显着偏离其本地响应。有趣的是，平行于带状物的光偏振的非局部校正更强，这表现为Drude峰的额外加宽。对于垂直极化的情况，非局域效应导致等离子体激元峰的蓝移。这些表现提供了一个物理措施的非局部效应，我们量化其依赖于带宽度，掺杂和波长。
2014-10-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultra-sensitive and Wide Bandwidth Thermal Measurements of Graphene at Low Temperatures
石墨烯是一种在室温附近具有优异的电子性质和优异的热输运性质的材料，这已经得到了很好的研究和理解。然而，在非常低的温度下，热力学和热传输性质的研究要少得多，并且有些令人惊讶的是，预计会表现出极端的热隔离。在这里，我们展示了一个超灵敏，宽带宽的测量方案，探测石墨烯的电子气的热输运和热力学性质。我们采用微波频率下的约翰逊噪声测温法，灵敏地测量了电子气的温度，分辨率为$4 mK/\sqrt{Hz}$，带宽为80 MHz。我们测量了电荷密度为$2\cdot 10^{11} cm^{-2}$的电子-声子耦合。利用测辐射热混合，我们感测到的温度振荡周期为430 ps，并已确定的电子气的热容量为$2\cdot 10^{-21} J/(K\cdot μm^2)$在5 K，这是一致的二维，狄拉克电子气。这些测量表明，石墨烯基器件与宽带噪声测温技术一起可以在超灵敏测辐射热法、量热法、微波和太赫兹光探测以及测辐射热混合等领域产生实质性进展，以应用于观测天文学和量子信息及测量等领域。
2012-05-30 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
Nonlocal effects and enhanced nonreciprocity in current-driven graphene systems
用漂移电流偏置的石墨烯片提供了获得单向、抗反向散射和亚波长光传播的诱人机会，如[T. A. Morgado，M. G. Silveirinha，ACS Photonics 5（11），4253（2018）]。在这里，我们详细研究了石墨烯的固有非局域响应在单层和双层石墨烯系统支持的电流驱动等离子体激元的色散特性的影响。理论上表明，即使非局域效应削弱了等离子体激元色散的光谱不对称性，所研究的平台可以支持单向后向散射免疫导模。我们的分析还证实了漂移电流偏置可以有效地泵浦石墨烯等离子体激元，并增加传输距离。此外，它示出的非互易性和光学隔离，可以通过配对两个漂移电流偏置的石墨烯片由于增强的辐射拖曳的漂移电子。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall
Probing Graphene's Nonlocality with Singular Metasurfaces
奇异的石墨烯超颖表面，通过周期性地抑制石墨烯片的局部掺杂水平实现的导电性光栅，最近已经被提出来有效地收获THz光并将其耦合到宽吸收带上的表面等离子体，实现显著高的场增强。然而，由此获得的大动量波矢量对底层电子液体的非局部行为敏感。在这里，我们扩展了奇异石墨烯超颖表面的理论，以解释石墨烯的完整非局域光学响应，并讨论了由此产生的对等离子体共振光谱的影响。最后，我们提出了一个简单的局部模拟模型，该模型能够通过引入恒定的电导率偏移来再现局部响应计算中的非局部性效应，这可以证明是更复杂的实验石墨烯平台建模中的一个有价值的工具。
2019-09-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical signatures of nonlocal plasmons in graphene
该研究通过亚波长介质光栅耦合的光学散射模型，结合RPA非局域电导率，揭示了石墨烯等离激元在大q、小周期和低温条件下可观测的非局域效应。
2016-10-13 cond-mat.mes-hall
Nonlocal Spin Dynamics in the Crossover from Diffusive to Ballistic Transport
改进的制造技术使得超净石墨烯器件中的弹道输运和前所未有的自旋操纵成为可能。石墨烯中的自旋输运通常在非局域自旋阀中进行探测，并使用自旋扩散理论进行分析，但当电荷输运变成弹道或自旋扩散长度异常长时，该理论不一定适用。在这里，我们通过对石墨烯非局域自旋阀进行量子模拟来研究这些机制。我们发现，传统的自旋扩散理论未能捕捉到弹道制度的交叉，以及长的自旋扩散长度的限制。我们表明，后者可以描述目前的理论框架的扩展。最后，通过覆盖整个自旋动力学范围，我们的研究开辟了一个新的视角来预测和审查石墨烯和其他二维材料基超净器件中的自旋输运。
2020-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Noise thermometry in narrow 2D electron gas heat baths connected to a quasi-1D interferometer
热电压噪声测量进行，以确定在4.2和1.4 K浴温度的GaAs/AlGaAs异质结构的纳米图案化通道中的电子温度。两个狭窄的二维（2D）加热通道，接近过渡到一维（1D）制度，连接准一维量子干涉仪。根据直流电流加热的电子在一个加热通道，我们进行互相关噪声测量本地直接加热的通道和非本地在其他通道，这是间接加热的热电子扩散整个准一维连接。我们观察到相同的功能依赖于加热电流的热噪声。与更宽的2D系统相比，电子能量损失率的温度依赖性降低。在量子干涉仪中，我们展示了由于热电子从加热通道扩散到准一维系统中引起热梯度而引起的退相干。
2012-05-31 cond-mat.mes-hall
Graphene plasmon polaritons: Substrate effects and nonlocal response
这篇论文被作者撤回。我们从理论上研究石墨烯等离子体激元（GPP）支持的石墨烯片夹在两个电介质之间。在局部和非局部描述石墨烯的导电性的介电环境对GPP的影响进行了研究。我们表明，一个本地响应近似总是导致，反直觉，基板独立的表面等离子体频率。另一方面，电子气的非局部描述允许存在非垂直带间跃迁，这定性地改变了结果：GPP现在取决于周围环境，并且去除了局部GPP色散关系中的奇异性。
2012-10-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Valley Hall Effect and Nonlocal Transport in Strained Graphene
石墨烯经受高水平的剪切应变导致强的伪磁场，导致朗道能级的出现。在这里，我们表明，与适度的应变水平，石墨烯也可以维持一个经典的谷霍尔效应（VHE），可以在非局域传输测量检测。我们提供了一个理论的应变诱导VHE从量子玻尔兹曼方程。这使我们能够表明，平均超过短程杂质配置破坏谷之间的量子相干性，留下的弹性散射时间和谷间散射率作为唯一的参数表征输运理论。利用该理论，我们计算了扩散状态下霍尔栅器件的非局部电阻。我们的理论也适用于研究其他二维材料和范德华异质结构的（非局部）输运性质中的适度应变效应。
2016-11-20 cond-mat.mes-hall
Observation of the Dirac fluid and the breakdown of the Wiedemann-Franz law in graphene
量子多体系统中粒子间的相互作用可以导致流体力学所描述的集体行为。一个这样的系统是在石墨烯中的电荷中性点附近的电子-空穴等离子体，其可以形成强耦合的狄拉克流体。这种准相对论费米子的电荷中性等离子体预计将表现出显着增强的热导率，由于流体力学内的电荷和热流去耦。采用高灵敏度的约翰逊噪声测温法，我们报告的Wiedemann-Franz定律在石墨烯的故障，与热导率的一个数量级大于费米液体理论预测的值。这个结果是狄拉克流体的一个特征，并且构成了量子电子流体中集体运动的直接证据。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Edge dependece of nonlocal transport in gapped bilayer graphene
本研究针对有隙双层石墨烯非局域电阻来源不明的问题，通过氧等离子体边缘刻蚀双栅BLG器件，发现刻蚀后电阻变化源于边缘导电路径而非拓扑性质，澄清了相关输运机制。
2024-11-28 cond-mat.mes-hall
Unconventional Nonlocal Relaxation Dynamics in a Twisted Graphene Moire Superlattice
本研究利用纳米光学与隧道谱学发现TDTG莫尔畴间的光学电子衬度和堆叠能量失衡，并将其归因于整层石墨烯自发位移导致的非局域晶格弛豫。
2023-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall Effect and Origins of Nonlocal Resistance in Adatom-Decorated Graphene
最近的实验报道了用吸附原子修饰的石墨烯中出乎意料的大自旋霍尔效应（SHE），引起了激烈的争议。我们应用数值精确的Kubo和Landauer- Buttiker公式的金修饰的无序石墨烯（包括吸附原子簇）的现实模型，以获得自旋霍尔电导率和自旋霍尔角，以及非局部电阻作为一个数量可访问的实验。大自旋霍尔角为0.1，在零温度下，但它们对吸附原子簇的依赖性不同于半经典输运理论的预测。此外，我们发现多个背景贡献的非本地电阻，其中一些是无关的SHE或任何其他自旋依赖的起源，以及在室温下的SHE的强烈抑制。这促使我们设计一种多终端石墨烯几何结构，抑制这些背景的贡献，因此，可以量化在二维材料中的自旋电流产生的上限。
2017-03-15 cond-mat.mes-hall
Electrode-tunable nonlocal charge to spin conversion in WSe$_2$-intercalated bilayer graphene
Institute of Informatics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院信息学研究所）；Faculty of Physics, University of Belgrade（贝尔格莱德大学物理学院）；Institute of Physics, Pavol Jozef Šafárik University in Košice（科希策帕维尔·约瑟夫·沙法里克大学物理研究所）；Institute of Experimental Physics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院实验物理研究所）；New Technologies Research Centre, University of West Bohemia（西波希米亚大学新技术研究中心）
该研究在插层WSe₂的双层石墨烯中发现电极可调的非局域Rashba-Edelstein效应，实现层选择性手性开关，为自旋电子学应用提供了新的物理区域与器件架构。
2026-09-17 cond-mat.mes-hall
Nonlocal superconducting correlations in graphene in the quantum Hall regime
我们研究了量子化垂直磁场下三端石墨烯-超导体混合系统中的Andreev过程和非局域输运[G.- H. Lee等人，13，693（2017）]。我们发现，交叉Andreev反射（CAR）过程的振幅至关重要地依赖于晶格的取向。利用Landauer-Büttiker散射理论，我们发现对于锯齿形边缘，CAR通常很小，而对于扶手椅边缘，它可以大于正常传输，从而导致负的非局部电阻。在扶手椅边缘的情况下，具有宽的超导区域（与超导相干长度相比），CAR由于干扰效应而表现出作为磁场的函数的大振荡。这导致非局部阻力的符号变化。
2018-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Numerical study of the negative nonlocal resistance and the backflow current in a ballistic graphene system
除了非局域电阻$R_{NL}$的巨峰外，在石墨烯体系中还观察到了一个反常的负值$R_{NL}$，但其形成机制尚不十分清楚。本文利用非平衡格林函数方法，计算了H型无相互作用石墨烯系统在弹道流场中的局域电流。数值结果表明，在非局域测量端之间出现了一个局域电流涡流，在探针处产生了回流电流和显著的负电压降，这与以往的结论相似。具体地说，涡旋越强，负的$R_{NL}$表现得越多。此外，自旋轨道耦合作为一个额外的工具来研究这个奇异的漩涡，这是不是一个驱动力的涡出现。此外，在该弹道系统中，非局域Wiedemann-Franz定律被打破，并进一步提供了两个实验判据来证实这种奇异涡的存在。值得注意的是，作出的讨论，涡流实际上起源于之间的碰撞流动的电流和边界，由于长的电子平均自由程和随之而来的弹道输运所造成的特定的线性光谱的石墨烯。
2019-10-09 cond-mat.mes-hall
Effect of nonlocal interlayer hopping on wave function in twisted bilayer graphene
本文在扭曲双层石墨烯低能理论的层间哈密顿量中引入非局域项，证明其主要改变Dirac点旋量波函数的子晶格相位差而非色散，并通过散射示例展示相关效应。
2024-04-07 cond-mat.mes-hall
Normal Metal Hot-Electron Nanobolometer with Johnson Noise Thermometry Readout
分析了由普通金属制成的太赫兹热电子纳米测辐射计（nano-HEB）的灵敏度。采用约翰逊噪声测温法（JNT）作为读出技术。与其超导TES对应物相比，正常金属纳米HEB可以在任何低温温度下工作，这取决于所需的辐射背景限制噪声等效功率（NEP）。它不需要偏置线;通过滤波器组信道化器，单个低噪声X波段放大器可以读取100个纳米HEB。该模型预测，即使由于放大器噪声而导致灵敏度损失，在具有铌（Nb）接触的10-20 nm薄钛（Ti）正常金属HEB中，在50-100 mK下可以预期NEP ~ 10 $^{-20}$ - 10 $^{-19}$ W/Hz $^{1/2}$。该NEP在~ 10 GHz的读出频率范围内相当恒定。虽然具有较弱的电子-声子耦合的材料（铋、石墨烯）不会改善最小可实现的NEP，但是如果需要大于10 GHz的读出带宽，则可以考虑使用它们。
2014-11-05 astro-ph.IM cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Have Mysterious Topological Valley Currents Been Observed in Graphene Superlattices?
我们提供了一个关键的讨论有关的索赔拓扑谷电流，驱动全球Berry曲率和谷霍尔效应在最近的文献中提出的。在指出了解释巨非局域电阻的理论方案的主要不一致性之后，我们讨论了各种可能的替代解释和开放的研究方向，以解决石墨烯超晶格中非局域输运的奥秘。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Graphene plasmons: impurities and nonlocal effects
这项工作分析了石墨烯样品表面的杂质和空位如何影响其光学电导率和等离子体激元激发。在自洽的格林函数公式中分析了这种无序，并充分考虑了非局域效应。结果表明，杂质修改的线性光谱，并产生一个杂质带，其位置和宽度取决于我们的模型的两个参数，杂质的密度和强度。杂质带的存在强烈地影响电磁响应和等离子体激元损耗。此外，我们讨论了如何杂质带的位置可以从实验中获得的等离子体色散关系，并讨论这在传感的上下文中。
2017-10-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magnetic field induced modulation of heat transport in CrPS$_4$ probed by TaIrTe$_4$ transverse Seebeck thermometry
University of Groningen（格罗宁根大学）；Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）；School of Physics and Astronomy, University of Leeds（利兹大学物理与天文学院）
本研究采用TaIrTe₄横向塞贝克测温法，探测到CrPS₄中与磁转变相关的热输运受磁场调制的现象，为热输运的磁调控提供了高灵敏度的全范德华平台。
2026-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
First-principles Theory of Nonlocal Screening in Graphene
利用准粒子自洽GW（QSGW）和局域密度（LD）近似，计算了与q相关的静态介电函数，并导出了对应于点电荷屏蔽的有效二维介电函数。在q到0的限制，2D功能被发现约为宏观介电函数的平方根缩放。它的值约为4，比狄拉克模型的预测大1.5倍。这两种介电函数都强烈依赖于q，与狄拉克模型相反。QSGW近似描述QP水平非常好，小系统误差类似于散装SP半导体。局域场效应在石墨烯中比在体半导体中更重要。
2010-06-12 cond-mat.mes-hall
Nonlocal transistor based on pure crossed Andreev reflection in a EuO-graphene/superconductor hybrid structure
我们研究了具有EuO诱导交换作用的石墨烯超导器件中的带间输运。我们表明，纯交叉Andreev反射可以产生专门没有寄生的本地Andreev反射和弹性cotunnelling在很宽的范围内的偏压和费米能级的EuO-石墨烯/超导体/EuO-石墨烯设备。当正常引线和超导引线中的费米能级变化时，纯非局域电导表现出快速的开/关切换和振荡行为。该振荡反映了准粒子在超导引线中的传播，可以作为探测超导石墨中亚能隙准粒子模的工具，而这是电流-电压特性无法达到的。我们的研究结果表明，该设备可以用作一个高度可调的晶体管，纯粹在非本地和自旋极化输运制度。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall
Nonlocal Josephson coupling and current redistribution in a large-area graphene multiterminal Josephson junction
Cornell University（康奈尔大学）；University of Maryland（马里兰大学）；Syracuse University（雪城大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究所）
本文在微米级石墨烯霍尔棒中实现多端约瑟夫森网络，观测到四探针响应中开关电流附近的负微分纵向电阻，通过含非局域约瑟夫森耦合与非局域正常态电导的网络重现该现象，为相关系统表征及多体物理研究提供平台。
2026-10-12 cond-mat.mes-hall
Comment on "Electric conductivity of graphene: Kubo model versus a nonlocal quantum field theory model (arXiv:2403.02279v3)"
Universität Leipzig（莱比锡大学）；Joint Institute for Nuclear Research（联合核研究所）；Universidade Federal do ABC（ABC联邦大学）；Central Astronomical Observatory at Pulkovo of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院普尔科沃中央天文台）；Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University（彼得大帝圣彼得堡理工大学）
本文针对石墨烯电导率的理论描述，比较了Kubo模型与非局域量子场论模型，指出修改后的量子场论描述违反了 gauge 不变性要求，从而推翻了该修改的合理性。
2025-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Electron Viscosity, Current Vortices and Negative Nonlocal Resistance in Graphene
不同的强关联系统的量子临界态的预测功能普遍的碰撞为主的运输类似的粘性流体。然而，这些现象的调查一直受到阻碍，缺乏已知的宏观签名的临界水动力制度。在这里，我们确定涡度作为这样一个签名，并将其与一个容易验证的惊人的宏观输运行为。由粘性流产生的涡能驱动电流对抗外加场，导致负的非局部电压。我们认为，后者可能发挥相同的作用，为粘性制度的零电阻超导。除了提供粘性传输的诊断（将其与欧姆电流区分开来）之外，改变符号的电响应还提供了直接测量粘度与电阻率之比的强大工具。高迁移率石墨烯中强相互作用的电子-空穴等离子体提供了量子临界性和丰富的流体力学现象之间的桥梁。
2016-02-15 cond-mat.mes-hall
Moiré Band Topology in Twisted Bilayer Graphene
扭曲双层石墨烯（t-BLG）是近年来出现的一种新的强关联物理平台，在魔扭角附近具有Mott状绝缘相、非常规超导行为和突现铁磁性等令人兴奋的现象。除了带平坦度的明显意义之外，带拓扑可能是确定强相关双电子学的另一个关键因素，但很少受到关注。在这里，我们报告令人信服的证据，非平凡的非相互作用带拓扑结构的t-BLG云纹狄拉克带通过系统的非局域输运研究，结合检查植根于$K$理论。在电子和空穴超晶格间隙中，t-BLG的莫尔带拓扑表现为两个明显的非局域响应。我们进一步表明，非局部响应是强大的层间电场，扭转角，和边缘终止，表现出普遍的标度律。虽然一个不寻常的对称t-BLG trivializes Berry曲率，我们阐明，两个$Z_2$不变量的特征的莫尔狄拉克带的拓扑结构，验证所观察到的非局部响应的拓扑边缘的起源。我们的研究结果不仅为理解扭曲范德华异质结构中出现的强关联现象提供了新的视角，而且还提出了一种潜在的策略，以实现从拓扑平凡的量子材料基于扭曲工程的拓扑非平凡的超材料。
2020-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum coherence and its dephasing in the giant spin Hall effect and nonlocal voltage generated by magnetotransport through multiterminal graphene bars
受近期实验观察的启发[D. A. Abanin等人，Science 323，328（2011）]中的六端石墨烯霍尔棒中的狄拉克点附近的磁输运中的非定域性，对于宽范围的温度和磁场，我们开发了该现象的非平衡格林函数（NEGF）理论。在相位相干区和强磁场中，我们发现四端桥中存在大的自旋霍尔（SH）电导，其中SH电流仅在狄拉克点（DP）处是纯的，而六端棒中的正、逆SH效应同时作用，在远处的位置处存在非局域电压.“动量松弛”的失相减少了两个数量级的DP的值，同时洗出任何功能远离DP。我们的理论是基于Meir-Wingreen公式，通过现象学的多体自能，然后线性化的多端几何形状，以提取电流和电压的失相。
2011-11-21 cond-mat.mes-hall
Numerical study of the giant nonlocal resistance in spin-orbital coupled graphene
最近的实验在H型石墨烯样品中发现了由于自旋/谷霍尔效应引起的巨非局域电阻$R_{NL}$信号。有趣的是，当费米能级偏离狄拉克点时，$R_{NL}$比局域电阻$R_L$更快地下降到零，并且不满足众所周知的$R_{NL}\propto R_L^3$关系。在这项工作中，基于非平衡格林函数方法，我们解释了这种输运现象的H型石墨烯与Rashba自旋轨道耦合。当费米能接近狄拉克点时，非局域电阻相当大，并且比局域电阻尖锐得多。此外，与$R_L$相比，进一步研究了Rashba效应与$R_{NL}$快衰减之间的关系。我们发现，Rashba效应不仅有助于快速衰减，但也对$R_{NL}$本身的峰值。实际上，正是狄拉克点附近极小的态密度导致了$R_{NL}$的大峰值，而快衰减则是准弹道机制的结果。最后，我们修正了经典的计算公式$R_{NL}\propto R_L^3$，将$R_{NL}$替换为仅代表自旋霍尔效应引起的非局域电阻的$R_{Hall}$，证明了该关系式的正确性.
2016-06-14 cond-mat.mes-hall
Analytical device model for graphene bilayer field-effect transistors using weak nonlocality approximation
我们开发了一个具有背栅和顶栅的石墨烯双层场效应晶体管（GBL-FET）的分析器件模型。该模型是基于玻尔兹曼方程的电子输运和泊松方程的GBL-FET沟道中的潜在的弱非定域近似。分析了GBL-FET沟道中的电势分布。GBL-FET的源漏电流和漏电流的表达式在最重要的极限情况下用解析公式表示。这些公式明确占短栅效应和漏致势垒降低的效果。这些影响的强度的参数的特征。它示出的GBL-FET的漏电流表现出明显的最大值作为顶栅电压摆幅的函数。短栅效应和电子碰撞的相互作用导致了半导体的介电常数与顶栅长度的非单调关系。
2010-08-27 cond-mat.mes-hall
Graphene microbolometers with superconducting contacts for terahertz photon detection
我们报告的噪声和热导测量，以确定一个上限的性能石墨烯作为太赫兹光子探测器。石墨烯中灵敏的太赫兹检测的主要机制是电子系统的热辐射加热。为了研究使用这种机制来检测太赫兹光子的设备的特性，我们对石墨烯样品进行了约翰逊噪声测温测量。这些测量探测了二氧化硅上石墨烯在低温下的电子-声子行为。由于石墨烯中的电子-声子耦合较弱，因此采用具有大间隙的超导接触来限制热电子并防止其向外扩散。我们使用具有$T_\mathrm{c}\approx 10$ K的氮化铌引线来接触石墨烯。我们发现这些引线具有良好的欧姆接触，接触电阻非常低。我们的测量发现一个电子-声子的热导，依赖于温度平方高于4 K，是兼容的单太赫兹光子探测。
2013-07-18 cond-mat.mes-hall
Spin Transport and Relaxation in Graphene
我们回顾了我们最近在石墨烯中自旋注入、输运和弛豫方面的工作。利用非局域磁电阻（MR）测量研究了单层石墨烯（SLG）中的自旋注入和输运。使用透明接触（Co/SLG）或隧穿接触（Co/MgO/SLG）进行自旋注入。与隧道接触，非局部MR增加了约1000倍，自旋注入/检测效率大大提高从~1%（透明接触）到~ 30%。利用非局域Hanle测量研究了石墨烯自旋阀的自旋弛豫。对于透明接触，自旋寿命在50-100 ps的范围内。表面化学掺杂的影响表明，自旋寿命的顺序为100 ps，杂质散射（金）是不是占主导地位的自旋弛豫机制。当使用隧道接触来抑制接触诱导的自旋弛豫时，我们观察到自旋寿命在室温下长达771 ps，在SLG中在4 K下为1.2 ns，在双层石墨烯（BLG）中在20 K下为6.2 ns。此外，在SLG和BLG中观察到相反的自旋弛豫行为。我们发现，Elliot-Yafet自旋弛豫占主导地位的SLG在低温下，而Dyakonov-Perel自旋弛豫占主导地位的BLG在低温下。栅极可调自旋输运的研究使用的SLG属性的栅极可调导电性，并结合不同类型的接触（透明和隧道接触）。与理论预测一致，非本地MR是成正比的SLG导电性透明接触和变化成反比的SLG导电性隧道接触。最后，研究了SLG中的双极自旋输运，观察到了透明接触的SLG自旋阀的电子-空穴不对称性。
2011-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nonlocal Resistance and Spin-charge Conversion Mechanisms in Two-Dimensional Metals
我们揭示了具有自旋轨道耦合的二维金属材料的非局域输运行为中的两个反常特征。首先，即使在没有磁场的情况下，非局部电阻也可以具有负值并且随距离振荡。第二，非局域电阻在外加面内磁场（Hanle效应）下的振荡在场反转时可以是不对称的。这两个功能是由直接磁电耦合，这是可能的，在材料与破坏反转对称，但不包括在以前的自旋扩散理论的非局域运输。这些效应可以用来确定不同的自旋-电荷转换机制的相对贡献。它们应该是可观察到的adatom功能化的石墨烯，并可能提供在最近的非局部传输实验的石墨烯的差异的原因。
2017-09-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long-range nontopological edge currents in charge-neutral graphene
范德华异质结显示出丰富多样的独特电子性质。为了识别新的传输机制，非局部测量已被广泛使用，其中在远离预期的载流子的经典流动放置的触点处测量电压。这种方法被用于搜索无耗散自旋和谷输运，拓扑电荷中性流，流体动力学流动和螺旋边缘模式。单层，双层和少层石墨烯，过渡金属二硫属化物和莫尔超晶格被发现显示出显着的非局部效应。然而，这些影响的起源是激烈争论的。特别是石墨烯，在电荷中性时表现出巨大的非定域性，这是一个突出的行为，吸引了竞争性的解释。利用尖端超导量子干涉器件（SQUID-尖端）进行纳米级热成像和扫描门成像，我们证明了石墨烯边缘常见的电荷积累导致巨大的非局域性，产生支持长程电流的狭窄导电通道。出乎意料的是，虽然边缘电导在零磁场中对电流流动的影响很小，但它导致在中等磁场下边缘和体输运之间的场致解耦。由此产生的巨大的非定域性都在电荷中性和远离它产生异国情调的流动模式，其中电荷可以流动对全球电场。我们已经看到了令人惊讶的复杂模式的非本地电流，这是敏感的边缘混乱。所观察到的一维边缘运输，是通用的和非拓扑的，预计将支持在许多电子系统中的非本地运输，提供洞察到文献中的许多争议，并将它们链接到系统边缘的远程引导电子状态。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall
Imaging resonant dissipation from individual atomic defects in graphene
将电流转化为热量涉及到在纳米尺度上操作并释放微量能量的微观过程。虽然我们对材料电性质的理解至关重要，但迄今为止，能量耗散的单个介质还无法直接观察到。使用具有亚微米K灵敏度的扫描纳米测温法，我们可视化并控制石墨烯中单个原子缺陷的声子发射。当费米能级与电子准束缚态在这种缺陷处发生共振时，推断出的电子-声子“冷却功率谱”呈现出尖锐的峰值，这是一个迄今为止未知的过程。可切换的原子尺度声子发射体在石墨烯的边缘很少见，但却很丰富，它定义了主导的耗散机制。我们的工作为解决现代电子和纳米级工程耗散中的关键材料挑战提供了新的见解。
2017-10-04 cond-mat.mes-hall
Spatially mapping the thermal conductivity of graphene by an opto-thermal method
在纳米尺度下绘制材料的热传输特性对于优化纳米器件中的热传导至关重要。已经开发了几种方法来确定材料的热导率，其中大多数产生样品的平均值，从而忽略了局部变化的作用。在这里，我们提出了一种方法，通过使用共焦拉曼测温法和有限元计算为基础的拟合过程相结合的空间分辨的评估悬浮石墨烯的热导率。我们通过提取一个原始的悬浮单层石墨烯片和一个用氦离子辐照的石墨烯片的二维热导率图来展示我们方法的工作原理。我们的方法为空间解析其他类型层状材料的热导率铺平了道路。这对于纳米级热电路（例如热二极管）的设计和工程特别相关。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall
Origin of nonlocal resistance in multiterminal graphene on hexagonal-boron-nitride: Fermi surface edge currents rather than Fermi sea topological valley currents
最近的观察[R。戈尔巴乔夫等人，Science { \bf 346}，448（2014）]中，在排列的六方氮化硼（G/hBN）上的多末端石墨烯的狄拉克点（DP）附近的非局部电阻$R_\mathrm{NL}$已经被解释为由反转对称性破缺引起的体隙$E_g$正下方的费米海态携带的拓扑谷霍尔电流的结果。然而，在$E_g$内部量化的谷霍尔电导率$σ^v_{xy}$不能直接测量。相反，Landauer-Büttiker公式，作为可观察到的非局域输运量的数值精确方法，对于产生$σ^v_{xy} \neq 0$的带隙石墨烯的相同简化哈密顿量，产生$R_\mathrm{NL} \equiv 0$。我们结合从头算与量子输运计算证明，G/hBN线与锯齿形边缘主机分散边缘状态附近的DP是不存在的理论基础上的简单化的哈密顿量。虽然这种边缘状态也存在于孤立的锯齿形石墨烯线中，但需要对齐的hBN来修改它们的能量-动量分散并在边缘无序存在下在DP附近产生$R_\mathrm{NL} \neq 0$。同时，边缘状态解决了为什么G/hBN的高度绝缘状态很少被观察到的长期难题。我们的结论是，所观察到的$R_\mathrm{NL}$是无关的费米海拓扑谷电流的能隙狄拉克光谱。
2018-01-15 cond-mat.mes-hall
Hall viscosity and nonlocal conductivity of "gapped graphene"
我们计算霍尔粘度和非局部（即，依赖于波矢量$\bm q$）在强垂直磁场存在下“带隙石墨烯”（具有两个谷的非拓扑绝缘体）的霍尔电导率。使用线性响应理论在零温度范围内的狄拉克近似的朗道水平，我们提出了谷和总霍尔粘度和电导率高达$\bm q^2$在所有频率的解析表达式。虽然总霍尔粘度和电导率的最终公式与先前获得的无间隙石墨烯相似，但推导揭示了两个系统之间的显着差异。首先，当费米能级位于导带中最低朗道能级与价带中最高朗道能级之间的间隙中时，霍尔粘度和霍尔电导率都消失。只有当费米能级{ \it不在带隙中}时，才能恢复无带隙石墨烯的常见公式。其次，在有间隙的石墨烯的情况下，不可能（至少在我们目前的方法中）定义一个单谷霍尔粘度：这个量以与间隙大小成比例的强度发散。只有当两个谷都包括在内时，在两个谷中具有相反符号的发散项才抵消，并且恢复了熟悉的结果。与此相反，非局部霍尔电导率在每个谷是有限的。这些结果表明，在$q$依赖性霍尔电导率的小$q$展开中，将霍尔粘度与$q^2$的系数联系起来的Hoyos-Son公式不能应用于每个谷，而只能应用于整个系统。定义“谷霍尔粘度”的问题仍然悬而未决。
2019-08-12 cond-mat.mes-hall
Prospective performance of graphene HEB for ultrasensitive detection of sub-mm radiation
利用迄今为止报道的最低电子-声子热导数据，分析了由单层石墨烯制成的亚毫米波热电子测辐射热计（HEB）的噪声等效功率和时间常数。频域多路复用约翰逊噪声测温法（JNT）用于检测器读出。平面微天线或波导可以提供石墨烯微器件与辐射的有效耦合。结果表明，石墨烯HEB探测器可以将辐射背景限制在很低的水平上，对应于具有低温冷却镜的空间望远镜上的光子噪声。除了高灵敏度之外，没有硬功率饱和限制、更高的工作温度以及用单个宽带放大器读取1000个元素的能力将是这种检测器的优点。
2014-01-17 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Bulk valley transport and Berry curvature spreading at the edge of flat bands
基于二维材料的超晶格已经成为一个有前途的平台来调制能带结构及其对称性。特别地，扭曲石墨烯系统中的莫尔周期性产生平坦的陈氏带。最近在扭曲双层石墨烯中观察到的反常霍尔效应（AHE）和轨道磁性与这种陈氏带的自发对称性破缺有关。然而，作为AHE态的先驱的谷霍尔态，当时间反演对称性仍然被保护时，还没有被观察到。我们的工作使用谷霍尔效应探测这种前体状态。我们发现，破坏反转对称性的扭曲双层石墨烯（TDBG）有利于批量谷电流的产生报告的第一个实验证据的非局域运输在一个近平带系统。尽管扩散的Berry曲率热点和减少准粒子速度的载流子在这些平坦的频带，我们观察到大的非局部电压几微米远离电荷电流路径-这持续存在时，费米能量位于间隙内具有大的Berry曲率。TDBG的高灵敏度的非局域电压的栅极可调的载流子密度和间隙调制的垂直电场，使一个有吸引力的平台，基于平带的谷型双电子学。
2020-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Plasmon Excitations for Encapsulated Graphene
我们已经开发了一个解析公式来计算的等离子体色散关系的二维层，这是封装在一个狭窄的空间间隙之间的两个散装半空间等离子体。这是基于随机相位近似（RPA）内的逆介电函数积分方程的解。我们考虑到非局域性的等离子体色散关系的带隙和无隙石墨烯作为三明治的二维（2D）半导体等离子体。相关的非局域石墨烯等离子体光谱耦合到“三明治”系统中展示的密度图，其中示出了一个线性模式和一对去极化模式从体等离子体频率偏移。
2016-03-29 cond-mat.mes-hall
Non-ohmic to ohmic crossover in the breakdown of the quantum Hall states in graphene under broadband excitations
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
本研究通过高迁移率石墨烯Corbino器件在宽带激发下的实验，发现量子霍尔态击穿由非欧姆变程跳跃到欧姆焦耳热主导的交叉控制，并利用VRH测温区分冷热电子区域。
2025-10-09 cond-mat.mes-hall
