Transport and quantum coherence in graphene rings: Aharonov-Bohm oscillations, Klein tunneling and particle localization
通过模拟介观，环形石墨烯结构的量子输运，我们解决各种量子相干性和干涉现象。首先，穿透石墨烯环的垂直磁场在普遍电导波动之上引起电导中作为磁通量的函数的Aharonov-Bohm振荡。在非常高的通量下，干涉得到抑制，量子霍尔边缘通道发展。第二，将静电势施加到环臂之一，$nn'n$ -或$npn$ -结可以通过由于正常隧穿或克莱因隧穿的粒子传输来实现。在后一种情况下，Aharonov-Bohm振荡减弱光滑的障碍。第三，如果潜在的无序开始起作用，Aharonov-Bohm和Klein隧道效应的速率都会下降，直到粒子局域化的时候。
2017-12-15 cond-mat.mes-hall
Andreev-Klein reflection in graphene ferromagnet-superconductor junctions
我们发现铁磁（F）和超导（S）石墨烯区域之间的结中的Andreev反射与常见的FS结根本不同。对于交换场$h$大于费米能$E_{\rm F}$的弱掺杂F石墨烯，无质量狄拉克费米子的Andreev反射与Klein隧穿通过两个自旋分裂导带和价带之间的交换场p-n势垒有关.我们发现，这Andreev-Klein过程的结果在增强的亚间隙电导的石墨烯FS结$h$的点，在低电压下的电导$eV\ll Δ$是大于其值为相应的非铁磁结。我们还表明，Andreev反射可以是复古或镜面类型的收敛和发散的方式与反射方向对齐，分别更接近和更远离法线的交界处相比，入射方向。
2008-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transit-time resonances enabling amplification and generation of terahertz radiation in periodic graphene p-i-n structures with the Zener-Klein interband tunneling
石墨烯层中的Zener-Klein（ZK）带间隧穿效应产生了非线性的I-V特性，可用于太赫兹（THz）信号的整流和检测。隧穿电子和空穴在耗尽区的渡越时间延迟导致THz电流和THz电压之间的相移，在一定频率范围内产生负的动态电导，从而产生渡越时间（TT）不稳定性。ZK隧穿和TT负动态电导的组合使得能够实现共振太赫兹探测以及太赫兹辐射的放大和产生。我们提出并评估了基于周期级联GL p-i-n结构的THz器件，该结构表现出TT共振（GPIN-TTD）。这样的结构可以用作THz放大器，并且被放置在法布里-珀罗腔中，或耦合到THz天线或使用环形振荡器连接，作为THz辐射源。
2022-08-29 cond-mat.mes-hall
Graphene Klein tunnel transistors for high speed analog RF applications
我们提出石墨烯克莱因隧道晶体管（GKTFET）作为一种方式，以加强电流饱和，同时保持高速射频（RF）应用的大迁移率。GKTFET由一系列成角度的石墨烯pn结（GPNJ）组成。Klein隧穿产生跨每个GPNJ的电子的准直，使得跨连续结的传输波瓣之间缺乏实质性重叠产生栅极可调谐的传输间隙，而不会显著损害导通电流。在器件边缘的电子散射倾向于将寄生态泄放到间隙中，但是所得到的赝间隙仍然足以产生饱和输出（$I_D-V_D$）特性和高输出电阻。调制态密度产生比GFET更高的单位电流增益截止频率（$g_m$）和单位电流增益截止频率（$f_T$）。更重要的是，高输出电阻使得GKTFET的单位功率增益截止频率（$f_{max}$）比GFET大得多，使得模拟GKTFET可能用于RF电子器件。我们的估计表明，具有1 $μ$ m沟道的GKTFET的$f_T$ / $f_{max}$达到33 GHz/17 GHz，并且对于100 nm沟道可扩展到350 GHz/53 GHz（假设单个可扩展梯形栅极）。GKTFET的$f_{max}$比具有相同沟道长度的GFET高10倍。
2017-08-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Contact doping, Klein tunneling, and asymmetry of shot noise in suspended graphene
石墨烯中的电输运的固有不对称性归因于穿过由正电荷区域和负电荷区域之间的$\textit{pn}$ -界面限定的势垒的克莱因隧穿。通过结合电导和散粒噪声实验，我们确定了高品质的悬浮样品与Au/Cr/Au接触的隧穿势垒（高度和斜率）的主要特征。我们观察到在载流子密度$|n_{\rm G}|=0.3-4 \cdot 10^{11}$ cm $^{-2}$处的悬浮石墨烯的狄拉克点上的不对称电阻$R_{\textrm{odd}}=100-70$ $Ω$，而Fano因子在$F_{\textrm{odd}} \sim 0.03 - 0.1$范围内显示非单调不对称性。我们的研究结果同意与狄拉克方程的梯形障碍的基础上的分析计算。模型和数据之间的比较产生隧穿的势垒高度，估计的厚度的$\textit{pn}$界面$d < 20$ nm，和接触区掺杂对应的费米能级偏移$\sim - 18$毫电子伏。金属接触下费米能级的钉扎强度以接触电容$C_c=19 \times 10^{-6}$ F/cm $^2$来表征。此外，我们表明，对应于狄拉克点的栅极电压是由背栅材料和石墨烯之间的功函数差。
2015-09-13 cond-mat.mes-hall
Superconducting Klein and anti-Klein tunneling in Weyl junctions
本文提出基于Weyl semimetal的常态/超导体结作为Klein隧穿新平台，发现正入射时发生Klein隧穿并使微分电导翻倍，替换为double Weyl semimetal则引发反Klein隧穿。
2024-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transport Properties in Gapped Bilayer Graphene
研究了介电层带隙的AB堆叠双层石墨烯（AB-BLG）中矩形势垒的输运性质。使用Dirac-like哈密顿与传输矩阵的方法，我们得到的传输和反射概率以及相关的电导。对于两带模型和垂直入射，我们发现额外的共振出现在传输相比，偏置AB-BLG，这是法布里-珀罗共振类型。现在，通过考虑层间偏压，我们表明，传输和反克莱因隧穿都减少。对于四带模型，我们发现能隙在一个能量范围内抑制传输，表现出类似于“墨西哥帽”的行为。我们检查的总电导，并表明，它是由AA堆叠的双层石墨烯相比，间隙的影响。此外，我们发现电导的抑制比偏压AB-BLG更重要。
2021-01-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Klein tunneling and magnetoresistance of \textit{p-n} junctions in Weyl semimetals
研究了Weyl半金属弹道\textit{p-n}结的零温电导和磁导。电子输运由\textit{n} -和\textit{p} -区域之间的Klein隧穿介导。在Weyl半金属中实现的手性异常在结的磁导中起着至关重要的作用。除了$\mathbf{B}$和结平面之间的角度很小的场取向之外，在弱和强磁场下，$B$中的磁导是正的和线性的。相反，常规\textit{p-n}结中的磁导总是负的。
2016-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunneling through two resonant levels: fixed points and conductances
我们研究了Tomonaga-Luttinger液体中两个平行简并共振能级之间的点接触隧穿。这是量子结问题中最简单的情况之一，其中电子的费米统计通过出现在玻色化中的克莱因因子起着重要的作用。使用一个映射到一个“广义库仑模型”的耗散霍夫施塔特模型的背景下研究，我们发现，任何不对称的隧穿振幅从两个引线增长在低温下，使最终没有电导整个系统。对于对称的情况下，我们确定了一个非平凡的不动点的模型，在该点的电导一般是不同的电导通过一个单一的谐振水平。
2004-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Klein tunneling and cone transport in AA-stacked bilayer graphene
研究了AA堆叠双层石墨烯（BLG）$n$ - $p$结和$n$ - $p$-$n$结中电子的量子隧穿.我们表明，克莱因隧道的电子可以发生在这个系统中。准粒子不仅是手性的，而且还可以用“锥指数”来描述。由于不同锥指数的态的正交性，电子输运通过势垒必须严格保持锥指数，这导致在AA堆叠BLG中唯一的受保护锥输运。与电子的负折射一起，当穿过$n$ - $p$结传输时，驻留在不同锥体中的电子可以根据它们的锥体折射率在空间上分离。这表明基于AA堆叠BLG的“cone-tronic”器件的可能性。最后，我们计算了系统的结电导。
2013-12-03 cond-mat.mes-hall
Spin transfer torque and anisotropic conductance in spin orbit coupled graphene
本文从理论上研究了具有自旋轨道耦合（SOC）的石墨烯体系中的自旋转移矩（STT）。我们考虑石墨烯基结，其中自旋轨道耦合区夹在两个铁磁（F）段之间。每个铁磁段中的磁化可以具有任意取向。我们的研究结果表明，SOC的存在下的结果在各向异性修改STT，磁阻，和电荷电导的F区域中的相对磁化错位的函数。我们已经发现，在粒子垂直撞击界面的克莱因区域内，自旋极化的狄拉克费米子完美地传输通过F-F结的边界（即，具有零反射），而不管相对磁化未对准并且施加零STT。然而，在SOC的存在下，由于能带结构的修改，非零STT重新出现。我们的研究结果可以用于实验研究邻近诱导SOC到石墨烯系统
2021-04-19 cond-mat.mes-hall
The transport properties of Kekulé-ordered graphene $p$-$n$ junctions
本文利用紧束缚模型与非平衡Green函数方法研究Kekulé有序石墨烯p-n结，揭示O型、Y型及在位能修正结构中Klein隧穿、共振隧穿、磁场电导和无序平台的差异。
2023-07-18 cond-mat.mes-hall
Tunneling Effect in Gapped Phosphorene through Double Barriers
研究了含质量项的磷烯中载流子通过双势垒的输运性质。得到了能谱的解，并数值计算了本征值对$x$方向势垒势和波矢的依赖关系。使用边界条件与矩阵传递法，我们确定传输和电导我们的系统。这两个量进行了分析，通过研究他们的主要特点作为一个功能的物理参数沿扶手椅方向。我们的研究结果表明磷烯的高度各向异性的特点和没有签名的克莱因隧道在正常入射相反的石墨烯。此外，发现在适当的条件下，透射率和电导随势垒宽度的变化呈现振荡行为。
2021-10-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Conductance oscillations induced by ballistic snake states in a graphene heterojunction
在石墨烯中实现p-n结，结合其无质量狄拉克费米子的无间隙和手性性质，导致了许多有趣的现象的观察，如双极区的量子霍尔效应，克莱因隧穿和法布里-珀罗干涉，所有这些都涉及pn结的电子输运。沿着pn结传播的弹道蛇态被预测会引起电导振荡，表现出其扭曲的性质。然而，沿pn结的输运研究至今仅在低迁移率器件中进行。在这里，我们报告的观察电导振荡由于弹道蛇状态沿p-n界面在高品质的石墨烯封装的六方氮化硼。这些蛇态是非常鲁棒的，因为它们可以在$12$ ~ $μ$ m上传播，仅受我们的样本大小的限制，并且至少在$120$ ~K下存活。在长距离上引导载流子的能力为石墨烯基电子光学提供了关键的构建块。
2015-02-09 cond-mat.mes-hall
Fabry-Pérot interference in gapped bilayer graphene with broken anti-Klein tunneling
报道了在双栅双层石墨烯器件中栅腔电导中法布里-珀罗干涉的实验观察。高质量的BLG薄片，结合两个六方氮化硼层之间的封装提供的设备的电气鲁棒性，使我们能够观察弹道相位相干传输通过$1$ μ m长的腔。我们确认所观察到的干涉图案的起源，通过比较紧束缚计算占门可调带隙。实验与理论之间的良好一致性，无需调整参数，进一步验证了我们的设备中存在间隙。间隙被示出为破坏电子以垂直入射穿过势垒的完美反射（反克莱因隧穿）。破碎的反克莱因隧穿意味着Berry相，这是发现随栅极电压变化，总是涉及FP振荡，而不管磁场，与单层石墨烯形成鲜明对比。
2014-09-30 cond-mat.mes-hall
Spin--valley--resolved tunneling through magnetic barriers in WSe$_2$
Chouaïb Doukkali University（舒艾布·杜卡利大学）；Universidad de La Serena（拉塞雷纳大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
研究磁场对WSe₂电子性质的影响，重点分析自旋轨道耦合、自旋与谷极化及导电性，通过解析解和连续方程计算传输概率，发现K谷传输概率更高，观察到Klein隧道效应，磁场通过Zeeman效应改变能级，影响费米子 confinement 和极化。
2026-03-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resonant plasmonic terahertz detection in gated graphene p-i-n field-effect structures enabled by the Zener-Klein tunneling nonlinearity
提出并分析了基于栅控石墨烯p-i-n（GPIN）场效应晶体管（FET）结构的太赫兹（THz）探测器。栅极之间的反向偏置i区起到电子和空穴注入器的作用，由于Zener-Klein隧穿而表现出非线性$I-V$特性。该区域能够实现THz信号整流，这提供了它们的检测。门控区作为电子和空穴库和太赫兹共振等离子体腔。电子和空穴等离子体激元振荡的共振激发导致在接近等离子体频率及其谐波的信号频率处THz检测器响应度的大幅增加。由于与渡越时间效应相关联的i区AC电导频率依赖性的特性，对应于较高等离子体激元模式的激发的频率处的GPIN-FET响应可以比基模更强。GPIN-FET在室温下可以表现出相当高的响应度。降低后者可以导致其进一步增强由于削弱的载流子动量弛豫。
2022-09-11 cond-mat.mes-hall
Magnetic-field-controlled negative differential conductance in graphene npn junction resonators
负微分电导（NDC）具有电流随电压增加而减小的特性，因其具有多种新颖的应用而引起人们的关注。对于选定的系统，NDC通常存在于一定范围的偏置电压中，并且在电流对电压（I-V）的曲线中控制NDC的区域在实验上具有挑战性。在这里，我们展示了一个不寻常的磁场控制的NDC在石墨烯npn结谐振器。该磁场不仅可以实现NDC的开通和关断，而且可以对NDC在I-V曲线上的区域进行连续调谐。在石墨烯npn结谐振器中，磁场借助无质量狄拉克费米子的克莱因隧穿产生尖锐而明显的朗道能级峰。扫描隧道显微镜的针尖引起针尖下方石墨烯中朗道能级的相对移动。未对准的朗道能级之间的调谐导致磁场控制的NDC，其可能具有未来石墨烯基技术的潜在应用。
2017-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Klein tunnelling with magnetic barriers in strained graphene
Escuela Superior de Física y Matemáticas, Instituto Politécnico Nacional（国立理工学院高等物理与数学学院）；Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California（下加利福尼亚自治大学理学院）；Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）；Facultad de Ingeniería Eléctrica, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo（米却肯圣尼古拉斯德伊达尔戈大学电气工程学院）；Centro de Ciencias Exactas, Universidad del Bío-Bío（比奥比奥大学精确科学中心）
本研究通过应变和磁屏障调控石墨烯中异常克莱因隧道效应，实现对电子输运的可调控制。
2026-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
Klein tunneling through triple barrier in AB bilayer graphene
我们研究了AB双层石墨烯中载流子通过三重静电势垒的输运性质。我们计算的透射和反射使用的连续性条件的三重势垒的界面处的传输矩阵方法。首先，我们考虑的情况下，能量小于层间耦合$γ_1$，并表明，在正常入射，传输完全抑制在间隙中的一个大的势垒宽度，而它出现在间隙中的一个小的势垒宽度。对于大于$γ_1$的能量，我们表明，在没有层间电势差，传输是小于一个单一的障碍，但在其存在下，在间隙区域的传输被抑制，而不是一个双势垒。据发现，一个，两个，或三个间隙可以创建取决于层间电势差施加的数量。观察到$T_-^+$传输通道中的谐振，这在单势垒和双势垒情况下是看不到的。最后，我们计算的电导，并表明，峰的数量是大于双势垒的情况下。
2022-06-30 cond-mat.mes-hall
Conductance in graphene through double laser barriers and magnetic field
本文利用Floquet理论和矩阵形式研究了磁场分隔的双激光势垒石墨烯结构中的光子辅助电荷输运，发现通过调节激光场相位差、磁场区域宽度及激光强度可有效控制透射模式、抑制Klein隧穿并显著改变系统电导。
2024-10-17 cond-mat.mes-hall
Reentrance effect in a graphene n-p-n junction coupled to a superconductor
我们研究了石墨烯中n掺杂和p掺杂区域之间的Klein隧穿（=带间隧穿）和超导电极上的Andreev反射（=电子-空穴转换）的相互作用。当温度降低时，n-pn结的隧穿电导最初增加，而电子-空穴对的相干时间仍然小于它们的寿命，但是当相干时间超过寿命时，隧穿电导再次下降。从扩散导体和弹道量子点已知的这种再入效应提供了一种检测电子-空穴对的相位相干克莱因隧穿的方法。
2007-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transport properties in ABC-ABA-ABC trilayer graphene junctions
本研究通过转移矩阵方法分析ABC-ABA-ABC三层石墨烯p-n-p结的输运性质，发现Klein隧穿导致无势垒时高电导，而势垒和层间偏压影响隧穿并抑制带隙。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall
Tunneling effect of fermions in silicene through potential barrier
本文研究了矩形势垒对硅烯中费米子量子输运的影响，推导了透射概率与电导的解析解，发现透射率对势垒参数敏感，存在Klein隧穿和共振隧穿现象，电导表现出非单调依赖性和快速振荡。
2024-03-24 cond-mat.mes-hall
Effect of Energy Band Gap in Graphene on Negative Refraction through the Veselago Lens and Electron Conductance
本征石墨烯的显著性质是在掺杂时，电子和空穴以恒定速度行进通过单层厚材料，该恒定速度不依赖于高达约$0.3$ eV（狄拉克费米子）的能量，就好像电子和空穴是以费米速度$v_F$移动的无质量粒子和反粒子一样。因此，在$p-n$结处存在克莱因隧穿，其中无质量狄拉克费米子在法向入射时没有反向散射。然而，当载流子的群速度与能量相关并且目标粒子的有效质量不为零时，预期在法向入射下产生完美透射的该过程会受到影响。我们调查如何远离正常入射的入射电子能量$ε$和带隙参数$Δ$的组合效应可以确定是否一个$p-n$结将允许电子束的聚焦行为像一个负折射率的Veselago透镜。我们证明了在$ε-Δ$空间中存在折射率为负的特定区域，即，其中单层石墨烯表现为超材料。在该区域之外，折射率可以是正的，或者可以根本没有折射。我们计算了作为$Δ$和$ε$的函数的跨越$p-n$结的弹道电导，并将我们的结果与单个静电势垒和多个势垒的结果进行了比较。
2016-07-14 cond-mat.mes-hall
Chirality-2 fermion induced anti-Klein tunneling in 2D checkerboard lattice
本文研究了二维棋盘晶格的量子隧穿效应，发现其手性为2的费米子可诱导反Klein隧穿，通过递归格林函数方法证实棋盘纳米管能实现完美开关比，可作为带通滤波器或隧穿场效应晶体管。
2024-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Klein paradox between transmitted and reflected Dirac waves on Bour surfaces
假设存在具有Bour表面$B_{n}$的几何形状的弯曲石墨烯片，诸如悬链（或螺旋）$B_{0}$和经典Enneper表面$B_{2}$等。特别是，在这项工作中，这些表面上的电子自由度的传播进行了研究的基础上的狄拉克方程。由于$B_{n}$的极坐标几何，我们发现表面的几何形状使得狄拉克费米子的运动就好像它们受到一个与自旋轨道项耦合的外部势的作用。几何诱导势被解释为势垒，这是渐近为零。此外，渐近狄拉克态和散射态的行为进行了研究，通过Lippmann-Schwinger形式主义。结果发现，对于表面$B_{0}$和$B_{1}$，总传输现象被发现足够大的能量值，而对于表面$B_{n}$，与$n\geq 2$，它表明，有一个能量点$E_{K}$克莱因悖论实现，而能量值$E\gg E_{K}$，它被发现，假设的材料的电导被完全抑制，$\mathcal{G}(E)\to 0$。
2022-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
Coupling of Klein-Andreev Resonant States in Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+x}$-graphene-Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+x}$ Devices
College of Nanoscale Science and Engineering, SUNY Polytechnic Institute（纽约州立大学波利技术学院纳米科学与工程）；College of Nanotechnology, Science, and Engineering, University at Albany, SUNY（纽约州立大学奥尔巴尼分校纳米技术科学与工程学院）；Department of Applied Physics, Aalto University（阿尔托大学应用物理系）；Condensed Matter Physics and Materials Science Department, Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室凝聚态物理与材料科学部）；Department of Physics and Astronomy, Stony Brook University（石溪大学物理与天文学系）
研究揭示了BSCCO-石墨烯-BSCCO器件中KARS的远距离耦合现象，展示了HTS-石墨烯结在量子电路中的独特优势。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic Klein-Schwinger effect in graphene
本文在石墨烯弹道晶体管中提出并实验观测到介观Schwinger效应，发现夹断强电场在漏极附近诱导电子-空穴对产生，导致普适一维Schwinger电导，为研究电流饱和极限和开展量子电动力学实验提供了新途径。
2023-01-31 cond-mat.mes-hall hep-th
Andreev reflection in 2D relativistic materials with realistic tunneling transparency in normal-metal-superconductor junctions
采用Blonder-Tinkham-Klapwijk方法，研究了二维正常金属（N）/超导体（SC）结的Andreev电导.结果表明，对于相对论材料，由于Klein隧穿效应而不是杂质势，结中的局域应变是决定结透明性的关键因素。局部应变产生有效的狄拉克$δ$ -规范场。随着规范场强度的增加，电导率有明显的抑制作用。电导的行为与一维N/SC结的结果一致。我们还研究了局部应变下拓扑材料中手征-螺旋相变附近的Andreev反射。N/SC结的N侧由掺杂Kane-Mele（KM）模型建模。SC区是掺杂的关联KM t-J（KMtJ）模型，其已被证明具有d+ id '波自旋单重态配对的特征。随着内禀自旋轨道耦合的增加，掺杂KMtJ系统经历了从手征d波超导到边缘有螺旋Majorana费米子的自旋Chern超导相的拓扑相变.我们分别研究了两个不等价Dirac点处的Andreev电导，并预测了Andreev电导在拓扑相变中的独特行为.我们的结果的相关性adatom掺杂的石墨烯进行了讨论。
2017-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Periodic Barrier Structure in AA-Stacked Bilayer Graphene
我们研究了横向一维多势垒结构调制的AA堆叠双层石墨烯中的载流子输运。我们研究了有限带隙和零带隙条件下由两个位移Dirac锥组成的系统的能带结构。我们使用边界条件，明确地确定了每个单独的锥（$τ=\pm 1$）的传输概率为单，双和有限周期势垒结构。我们发现，克莱因隧穿是唯一可能的能带结构是无间隙的，可以发生在正常的入射作为准粒子的狄拉克性质的结果。我们观察到，对于有限周期势垒，{势垒}的能带结构可以有多个狄拉克点。共振峰出现在透射概率中，其对应于与$τ=\pm 1$相关联的新锥指数的位置。通过不同的锥体（$τ=\pm 1$）的两个电导通道被发现的总电导进行了研究，并比较的情况下，单层和AB-堆叠的双层石墨烯。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall
Multibands Tunneling in AAA-Stacked Trilayer Graphene
我们研究了AAA堆叠的三层石墨烯的np和npn结的电子输运。考虑两种门，第一种是单门，第二种是双门。在得到能谱的解之后，我们使用传递矩阵法来确定每个单独的锥$τ=0, \pm 1$的三个透射概率。我们发现，AAA堆叠的三层石墨烯中的准粒子不仅是手性的，而且还标记了额外的锥指数$τ$。所得到的带是由三个狄拉克锥，取决于手征指数。我们发现，有正常或接近正常的入射，这是克莱因隧道效应的表现完美的传输。我们还分析了相应的总电导，这是定义为在每个单独的锥电导通道的总和。我们的结果进行了数值讨论，并与ABA和ABC堆叠的三层石墨烯。
2016-10-28 cond-mat.mes-hall
Tunable magnetoresistance in spin-orbit coupled graphene junctions
利用Landauer-Bütikker方法研究了Rashba自旋轨道相互作用（RSOI）对石墨烯磁输运的影响.我们发现，在所提出的结构中的角度分辨透射概率可以调整的RSOI强度。透射谱显示平行（P）磁化结构中的Klein隧穿可以被RSOI阻挡。对于不同入射角的反平行（AP）磁化结构，也可以观察到这种效应。数值结果表明，自旋极化电导强烈依赖于RSOI的强度，并可以通过调节磁交换场和RSOI的强度来产生。这种自旋极化电导是RSO区域厚度的敏感振荡函数。由于自旋翻转效应，在RSOI存在下，该结表现出大的负磁阻（MR）和自旋磁阻（SMR）的自旋阀效应。当RSOI开启时，散粒噪声的频率和幅度以及Fano因子的振荡也增加。这些结果为进一步拓展石墨烯基结在自旋电子学中的应用提供了一条途径。
2018-08-12 cond-mat.mes-hall
Quantum effects in graphitic materials: Colossal magnetoresistance, Andreev reflections, Little-Parks effect, ferromagnetism, and granular superconductivity
不同于更常见的本地电导光谱，非本地电导可以区分非拓扑零能量模式本地化周围的不均匀性，和真正的马约拉纳边缘模式的拓扑阶段。特别是，负的非局部电导是由交叉Andreev反射。在石墨烯中，Andreev反射和带间Klein隧穿通过超导（SC）对势或静电势的作用耦合类电子和类空穴状态。我们在这里探测改性石墨样品中的量子现象。使用Quantum Design物理性质测量系统进行低温至室温下的四点接触传输测量。观察到的负非局域微分电导Gdiff探针的Andreev反射在壁的SC颗粒耦合通过半导体矩阵的约瑟夫森效应。此外，Gdiff显示了电阻式随机存取存储器器件特有的蝴蝶形状。在磁场中，Andreev反射抵消了原本降低的传导的影响。在低温下，磁阻显示出不可逆的但强烈的巨大振荡，这是已知的量子性质。此外，我们还发现了表面上颗粒状的SC以及铁磁性的证据。此外，Little-Parks效应在经典的小振幅和相位滑移驱动的大振幅振荡的磁阻。因此，石墨材料显示出量子电子学应用的潜力，包括整流和拓扑状态。
2019-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Substrate effects on transport properties of a biased AA-stacked bilayer graphene
石墨烯制造的重要实验进展及其独特的传输特性促使研究人员利用石墨烯作为下一代快速智能电子设备的潜在基础。在这篇文章中，我们研究了一个潜在的衬底上的偏置AA堆叠的n-p-n双层石墨烯结（AA-BLG）的输运性质的影响。使用狄拉克哈密顿与传输矩阵的方法，我们得到的传输概率，从而各自的电导。在诱导质量项的存在下，能谱和锥内透射率急剧变化，而锥间透射率保持为零。另一方面，偏置稍微改变能谱，但由于其开启锥间传输的能力，它显著影响输运性质。此外，我们发现克莱因隧穿在诱导质量项的存在下，可以改善这种配置中的载流子约束的衰减。我们的研究结果提供了可能的实验测量，以确定层间耦合和诱导的质量项在石墨烯双层的基础上的电导和能带结构测量。
2018-05-27 cond-mat.mes-hall
Imaging backscattering in graphene quantum point contacts
我们研究了石墨烯量子点接触（QPC）和费米能级波函数被扫描探针引入的电势的背散射成像。我们认为这两个蚀刻的单层QPC以及由双层补丁沉积在单层导电通道的两侧使用原子紧束缚的方法形成的。开发了一种计算方法，使用有限大小的计算框来有效地模拟QPC外部的无限石墨烯平面。我们表明，尽管克莱因现象的干扰，由于在一个圆形的n-p结的探针电位引起的背散射是可见的空间地图的电导作为探针位置的函数。
2017-10-11 cond-mat.mes-hall
Relativistic particles in super-periodic potentials: exploring graphene and fractal systems
Banaras Hindu University（贝拿勒斯印度教大学）
本文利用转移矩阵法研究超周期势场中相对论粒子的反射与透射概率，发现相对论粒子表现出克莱因隧穿效应和更高的反射率，并分析了石墨烯中无质量狄拉克电子在超周期势场中的传输、导电性和Fano因子。
2024-12-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetic field effect on tunneling through triple barrier in AB bilayer graphene
本文利用传输矩阵方法研究了垂直磁场下AB双层石墨烯中电子穿过三重静电势垒的隧穿现象，发现势垒高度和宽度及层间偏压会显著影响透射概率、共振行为和带隙，结果对电子限制和石墨烯晶体管开发具有重要意义。
2024-03-24 cond-mat.mes-hall
Quantum Wires and Waveguides Formed in Graphene by Strain
在石墨烯中限制电子以制造器件已被证明是一项具有挑战性的任务。静电方法由于Klein隧穿而失败，而蚀刻到纳米带中需要极端控制边缘终端，并且自底向上的方法在尺寸上限于几纳米。幸运的是，它的机械灵活性提高了利用应变改变石墨烯特性并创造新型应变电子器件的可能性。在这里，我们报告的纳米线的传输研究所产生的线性形状的应变区，从个人的折叠层转移到六方氮化硼。横跨褶皱的电导测量揭示了库仑阻塞特征，表明这些结构中的受限电荷，它们充当量子点。沿着褶皱，我们观察到横向电阻率测量的尖锐特征，归因于由电阻桥将设备的点电导调制的放大。我们的数据表明，弹道输运沿褶皱高达~1 μ m。使用狄拉克模型，包括应变的计算与测得的束缚态能量和预测谷极化电流的存在是一致的。我们的研究结果表明，石墨烯折叠可以作为应变量子线。
2018-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunneling Effect in Gapped Graphene Disk in Magnetic Flux and Electrostatic Potential
我们调查的隧道效应的Corbino磁盘在石墨烯中的存在下的可变磁通量$Φ_{i}$创建的螺线管刺穿内磁盘的影响下，在磁盘区域的有限质量项$ (R_1< r<R_2) $和静电势。考虑到不同的区域，我们明确地确定相关的本征旋量的汉克尔函数。使用匹配条件和渐近行为的汉克尔函数的大参数，使我们能够计算传输和其他运输量。我们的研究结果表明，能隙抑制隧道效应，通过创建零传输对应的最大散粒噪声峰的Fano因子$ F $量化的奇点。作为半径比$ R_2/R_1 $的函数的透射率随着周期和振幅的减小而变得振荡。对于大的能隙值，它甚至可以达到1（克莱因隧穿）。观察到在点$ k_F R_1=R_1 δ$处出现最小电导。最后我们发现静电势可以控制带隙的影响。
2021-08-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-field 1/f noise in hBN-encapsulated graphene transistors
本文研究hBN封装石墨烯晶体管在高场速度饱和区和Zener区的1/f噪声，提出用微分电导修正Hooge公式，揭示hBN声子极化激元耦合对噪声的百倍增强及高场指数抑制，并用量子相干韧致辐射解释闪烁噪声。
2023-02-13 cond-mat.mes-hall
Laser-assisted tunneling in a static tungsten diselenide WSe$_2$ barrier
Chouaïb Doukkali University（舒艾卜杜卡利大学）；Universidad de La Serena（拉塞雷纳大学）；Universidad de La Frontera（拉弗龙特拉大学）；Universidad de Tarapacá（塔帕卡大学）
研究了在静态电场屏障和线偏振激光照射下单层WSe₂中狄拉克费米子的隧穿效应，通过Floquet方法推导出波函数，发现激光诱导丰富的Floquet边带结构，抑制隧穿并克服克莱因隧穿。
2026-05-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunneling in ABC trilayer graphene superlattice
本研究通过转移矩阵方法分析ABC三层石墨烯超晶格中狄拉克费米子的隧穿，发现元胞数、势垒宽度和高度及层间偏压可调控克莱因隧穿和能隙形成。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall
Transport properties of bilayer graphene in a strong in-plane magnetic field
强面内磁场通过将抛物型能量色散分离成两个线性狄拉克锥而显著改变双层石墨烯的低能谱。这种剧烈变化对输运性质的影响强烈地依赖于面内磁场相对于载流子传播方向的取向以及它们撞击静电势的角度。对于平行于电势边界的磁场，由分裂成狄拉克锥产生的附加传播模式增强了载流子隧穿通过电势的传输概率，并增加了相应的电导。结果表明，当磁场增加时，垂直入射时的手性抑制转变为手性增强，表明垂直入射时的双层结构转变为类单层结构.此外，我们发现，典型的传输共振源于限制在一个势垒转移到更高的能量，并最终转化为反共振与增加磁场。对于磁场取向垂直于潜在的边界，我们发现一个非常明显的过渡，从双层系统到两个单独的单层系统与克莱因隧道出现在一定的入射角对称0，这也留下了签名的电导。对于两个方向的磁场，传输概率仍然正确地描述了赝自旋守恒。最后，为了激发大的面内磁场，我们表明，它的能谱可以模仿特定的晶格变形，如一个层的相对位移。利用这种等价性，我们引入了平面内赝磁场的概念。
2016-03-16 cond-mat.mes-hall
Evidence of electronic cloaking from chiral electron transport in bilayer graphene nanostructures
单层石墨烯中无质量狄拉克费米子的电荷载流子运动和赝自旋通过手性的耦合产生了戏剧性的后果，例如不寻常的量子霍尔效应和克莱因隧穿。在双层石墨烯中，载流子是在零能量下具有有限态密度的大质量狄拉克费米子。由于它们的非相对论性质，有质量的狄拉克费米子可以提供一个更好的测试平台，与单层石墨烯中的无质量狄拉克费米子相比，它可以澄清手性在输运测量中的重要性。在这里，我们报告了一个电子隐形效应作为一种表现的手性探测相相干传输在化学气相沉积双层石墨烯。通过静电门控，在极窄的双层石墨烯异质结上观察到不同周期的电导振荡。使用傅立叶分析技术，我们确定了每个单独的干涉图案的起源。重要的是，势垒两侧的电子波可以通过势垒内的倏逝波耦合，使势垒下的受限态对电子不可见。这些发现为电子隐身效应提供了直接证据，并有望实现基于双层石墨烯的赝自旋电子学。
2016-11-16 cond-mat.mes-hall
