Operating Principles of Vertical Transistors Based on Monolayer Two-Dimensional Semiconductor Heterojunctions
对一种基于双栅原子薄异质结的垂直晶体管进行了理论研究。p型和n型晶体管操作都可以通过使用两个栅极中的一个作为开关栅极来方便地实现。由于漏致耗尽和隧道势垒层的缺乏，晶体管显示出良好的饱和输出I-V特性。由于作为切换机制的带通滤波，亚阈值斜率可以低于超声波极限。原子级薄的垂直PN异质结可以从II型异质结静电调制到断裂带隙对准，这对于最大化导通电流是优选的。
2014-08-13 cond-mat.mes-hall
High On-Off Ratio Bilayer Graphene Complementary Field Effect Transistors
在本文中，我们提出了一种新的S/D工程的双栅双层石墨烯（BLG）场效应晶体管（FET）使用杂质半导体（带隙）作为源极和漏极，以获得单极互补晶体管。为了模拟该装置，自洽非平衡格林函数（NEGF）求解器已被开发和验证对已发表的实验数据。使用模拟器，我们预测的开关比超过$10^4$和亚阈值斜率约110 mV/十倍，具有良好的可扩展性和电流饱和，为20 nm的栅极长度单极BLG FET。然而，所提出的设备的性能被发现是强烈依赖于S/D串联电阻效应。所获得的结果显示了对现有报告的显着改进，标志着双层石墨烯逻辑器件的重要一步。
2011-01-17 cond-mat.mes-hall
Atomistic Full-Band Simulations of Monolayer MoS2 Transistors
采用全带弹道量子输运模拟方法，利用密度泛函理论得到的原子紧束缚哈密顿量，研究了深尺度单层MoS2 n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的输运性质.我们的模拟表明，单层MoS2 MOSFET可以提供接近理想的亚阈值斜率，并抑制漏致势垒降低（DIBL）和栅致漏漏极泄漏（GIDL）。然而，这些全频带模拟也表现出有限的带宽。这些弹道模拟还在与最低导带的能量的窄宽度相关联的输出特性中表现出负微分电阻（NDR），但是该NDR可以通过在MoS2中的散射而显著减小或消除。
2013-11-16 cond-mat.mes-hall
An equivalence between monolayer and bilayer honeycomb lattices
在这份简短的报告中，我们展示了单层和双层蜂窝晶格的紧束缚描述之间的等价性。在适当的第三近邻耦合值下，单层的哈密顿量等价于存在三角形翘曲的双层的低能有效哈密顿量。一个简单的物理参数来解释这种对应关系。
2012-05-20 cond-mat.mes-hall
Transfer-free Grown Bilayer Graphene Transistors for Digital Applications
我们发明了一种在氧化硅晶片上制造石墨烯晶体管的新方法，而无需转移石墨烯层。通过催化化学气相沉积（CCVD），直接在氧化硅衬底上实现原位生长的双层石墨烯晶体管（BiLGFET），其中堆叠的石墨烯层的数量由所选择的CCVD工艺参数（例如温度和气体混合物）确定。BiLGFET在室温下表现出107的超高开/关电流比，超过先前报道的值几个数量级。这将首次允许在混合硅CMOS环境中简单且低成本地集成用于数字纳米电子应用的石墨烯器件。
2012-05-31 cond-mat.mes-hall
Electron Tunneling in Monolayer and Bilayer Graphene
利用全紧束缚模型研究了单层和双层石墨烯晶格中电子隧穿势垒的行为。重点讨论了共振隧穿特性和谷间散射几率。结果表明，单层和双层石墨烯的垂直入射透射概率表现出不同的性质。计算结果表明，石墨烯体系中的谷电子可以通过改变外电势的结构参数来检测、产生和控制。
2008-08-22 cond-mat.mes-hall
Green functions of electrons in monolayer and bilayer graphene in a magnetic field
利用Whittaker函数，得到了磁场作用下电子在单层和双层石墨烯中运动的稳态二维二分量薛定谔方程的格林函数的封闭表达式.
2011-02-16 cond-mat.mes-hall
Asymmetric Schottky Contacts in Bilayer MoS2 Field Effect Transistors
讨论了CVD合成双层MoS 2沟道和Ti肖特基接触的背栅场效应晶体管的高偏置电特性。我们发现，氧化钛接触MoS 2形成整流结的肖特基势垒高度为0.3至0.5 eV。为了解释晶体管的整流输出特性，我们提出了一个基于两个稍微不对称的背靠背肖特基势垒的模型，其中最高电流来自于在电强制结处的镜像力势垒降低，而反向电流是由于接地结处的肖特基势垒限制注入。该器件在5 mWcm-2白光LED光下实现了大于2.5 AW-1的光响应度。通过比较两个和四个探针的测量，我们表明，滞后和持久的光电导所表现出的晶体管的特点的MoS 2通道，而不是Ti/MoS 2接口的影响。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall
Formation of p-n junction in polymer electrolyte-top gated bilayer graphene transistor
通过改变沟道的纵向偏压和顶栅电压，我们在双层石墨烯沟道中同时显示了p型和n型载流子注入。使用固体聚合物电解质以电化学方式施加顶栅，并且栅电容被测量为1.5 $μF/cm^2$，该值比常规SiO $_2$背栅电容高约125倍。与单层石墨烯不同，漏极-源极电流在改变漏极-源极偏置电压时不饱和。估计了使用顶栅和背栅几何结构在价带和导带之间打开的能隙。
2009-09-05 cond-mat.mes-hall
Proximity effects in bilayer graphene on monolayer WSe$_2$: Field-effect spin-valley locking, spin-orbit valve, and spin transistor
从第一性原理出发，研究了双层石墨烯对单层WSe $_2$的邻近轨道和自旋轨道效应.我们发现，内置的电场诱导的双层石墨烯的轨道带隙约为10 meV。值得注意的是，接近自旋轨道分裂的空穴是两个数量级-自旋轨道分裂的价带在K是约2毫电子伏-比电子。有效地，由于下石墨烯层与WSe $_2$的强烈接近，空穴经历自旋谷锁定。然而，施加大约1 V/nm的外部横向电场，对抗异质结构的内建场，完全逆转了这种效应，并且对于空穴，允许电子以2 meV的自旋轨道分裂被自旋谷锁定。这种行为构成了高效的场效应自旋轨道阀，使得WSe $_2$上的双层石墨烯成为场效应自旋晶体管的潜在平台。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall
Energy levels of monolayer -- AA-stacked bilayer graphene quantum dots
本文研究了由单层石墨烯的圆形量子点和无限单层石墨烯的圆形量子点组成的混合系统的能谱电子性质。我们建立了相关的能级和波函数使用连续介质模型和锯齿形边界条件在石墨烯单层-双层界面的分析结果。我们研究了垂直磁场、量子点半径和电场对这两种混合量子点的影响。我们将我们的结果与以前发表的工作进行比较，并探索这种混合系统量子点的潜在用途。
2021-07-29 cond-mat.mes-hall
Transmission through a boundary between monolayer and bilayer graphene
在有效质量模型下，研究了锯齿型和扶手椅型两种边界条件下单层和双层石墨烯之间的电子传输。由于双层石墨烯中存在倏逝波，因此行进模式彼此良好连接。通过边界的透射强烈地依赖于入射角，并且在K点和K'点之间的依赖性相反，导致透射波的谷偏振。
2010-08-26 cond-mat.mes-hall
Electric control of spin in monolayer WSe2 field effect transistors
本文报道了单层WSe_2场效应晶体管（FET）中量子输运的第一性原理理论研究。由于强的自旋-轨道相互作用（SOI）和二维（2D）晶格的原子结构，单层WSe 2具有有趣的电子结构，在布里渊区的K和K'点附近显示出类似塞曼的上下自旋织构。在FET中，栅极电场诱导额外的外部可调谐SOI，其将自旋重新定向成Rashba状织构，从而实现对自旋的电控制。量子输运通过自旋织构来调制，即通过栅极沟道区域之后的载流子的自旋取向是否与FET漏极电极的自旋取向匹配或不匹配来调制。FET中的载流子电流被标记为自旋指数和谷指数，从而在同一器件中实现自旋电子学和谷电子学。
2013-10-07 cond-mat.mes-hall
Edge States of Monolayer and Bilayer Graphene Nanoribbons
在紧束缚晶格模型的基础上，研究了单层和双层石墨烯纳米带（GNR）的边缘态。讨论了边跳调制、自旋轨道耦合（SOC）和偏置电压对双层GNRs的影响。我们观察到：（i）通过对单层GNR的边缘跳跃调制，可以产生一些新的额外边缘态。(ii)对于单层和双层GNR，层内Rashba SOC在抑制由本征SOC打开的能隙$E_g$中起作用。几乎线性相关关系，即，（iii）虽然偏置电压有利于无本征SOC的双层石墨烯的体能隙，但它倾向于减小由本征SOC引起的能隙。（iv）对于双层GNR，层间Rashba SOC可以完全破坏量子自旋霍尔效应的拓扑相。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall
Ambipolar Light-Emitting Transistors on Chemical Vapor Deposited Monolayer MoS2
我们实现和研究离子液体栅场效应晶体管（FET）的大面积二硫化钼单层化学气相沉积（CVD）生长。在电子积累下，这些器件的性能与基于剥离薄片的FET的性能相当。然而，CVD生长的材料上的FET表现出明显的双极传输，这对于二硫化钼单层以前没有报道过。我们利用这一特性直接从器件传输曲线估计单层MoS 2的带隙Δ，发现Δ $\approx$为2.4-2.7 eV。在双极注入制度中，我们观察到由于激子复合在二硫化钼的电致发光，起源于该区域接近空穴注入接触。所观察到的输运性质和电致发光的行为都可以一致地理解为由于在价带顶部上方250-300 meV的能量处存在缺陷态，其充当空穴的深陷阱。我们的研究结果具有技术相关性，因为它们表明，具有有用的光电功能的器件可以在通过可控和可扩展技术生产的大面积二硫化钼单层上实现。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall
Valley-polarised tunnelling currents in bilayer graphene tunnelling transistors
我们从理论上研究了在垂直于单层石墨烯/六方氮化硼/双层石墨烯隧穿结的外部磁场中的电子流。我们表明，在双层石墨烯的不同石墨烯层上的电子的有效隧穿势垒宽度的变化，再加上其朗道能级波函数在两个谷之间反向分布的层之间不均匀分布的事实，导致隧穿电流的谷极化。我们估计在$B=1$ T的高质量器件中可以实现谷极化$\sim 70\%$。此外，我们证明了强谷极化可以得到在强动量守恒隧穿的限制，并在较低质量的设备，这一限制被解除。
2019-02-15 cond-mat.mes-hall
Improved Composite-Boson Theory of Monolayer and Bilayer Quantum Hall Ferromagnets
针对单层和双层系统提出了改进的量子霍尔铁磁体复合玻色子理论。在这个方案中，场算符仅仅描述了代表偏离基态的物理自由度。Skyrmions是局限于最低朗道能级的带电激发。通过计算层间相干相中一个skyrmion的激发能，发现层间密度差越大，双层QH态越稳定。
1998-10-01 cond-mat.mes-hall
Microscopic theory for electron hydrodynamics in monolayer and bilayer graphene
电子的行为就像一个经典流体的动量分布函数，在空间和时间上变化缓慢时，量子力学载流子-载流子散射占主导地位的所有其他散射过程。最近在单层和双层石墨烯中的实验已经报道了超净设备中这种流体动力学电子行为的签名。在这项理论工作中，从微观处理的电子-电子，电子-声子和电子-杂质的相互作用内的随机相位近似，我们表明，单层和双层石墨烯都主机两个不同的流体动力学制度。我们预测，双层石墨烯的流体动力学窗口比单层石墨烯更强，并且具有与“肺形”相反的特征“V形”。最后，我们崩溃的实验数据到一个普遍的障碍有限的理论，从而证明所观察到的违反Wiedemann-Franz定律在单分子膜中发生在一个政权占主导地位的杂质引起的电子空穴水坑。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of monolayer and bilayer graphene
综述了石墨烯中电子的紧束缚模型。我们推导出低能量的哈密顿量，分别支持单层和双层石墨烯中的无质量Dirac类手征费米子和大质量手征费米子，并描述了它们的手征性如何体现在整数量子霍尔效应中观察到的平台序列中。描述了响应于横向电场的双层石墨烯中的可调带隙的开口，并且我们解释了如何使用Hartree理论来开发一个简单的筛选分析模型。
2012-05-22 cond-mat.mes-hall
Effect of a single impurity on the local density of states in monolayer and bilayer graphene
我们使用T矩阵近似来分析局域杂质对单层和双层石墨烯局域态密度的影响。对于单层石墨烯，由结内散射产生的Friedel振荡服从平方反比定律，而结间散射则服从逆定律。在傅里叶变换中，这转化为布里渊区中心的高强度填充圆，以及其拐角周围的空圆形轮廓。对于双层石墨烯，两种类型的振荡都遵循逆定律。
2008-02-21 cond-mat.mes-hall
Fractal Butterflies of Dirac Fermions in Monolayer and Bilayer graphene
我们提出了一个概述的理论理解霍夫施塔特蝴蝶在单层和双层石墨烯。在简要介绍了过去在传统半导体系统中的工作之后，我们讨论了单层和双层石墨烯的新的电子性质，这些性质有助于实验检测能谱的分形性质。我们讨论了石墨烯中莫尔条纹的理论背景。这种模式是决定蝴蝶结构的关键。我们还讨论了电子-电子相互作用在石墨烯蝴蝶图案中的作用。最后，我们讨论了蝴蝶搜索的未来前景，特别是相互作用的狄拉克费米子。
2014-08-19 cond-mat.mes-hall
Mono- and Bilayer WS2 Light-Emitting Transistors
我们实现了基于WS2单层和双层的双极性离子液体门控场效应晶体管，并研究了它们的光电响应。对输运性质的全面表征表明这些器件在电子和空穴积累方面具有高质量，这使得能够定量测定带隙（单层的Δ1L = 2.14 eV，双层的Δ2L = 1.82 eV）。它还使得晶体管能够在双极注入机制中操作，其中电子和空穴在器件的两个相对接触处同时注入，其中我们观察到来自FET沟道的光发射。的发射光的光谱特性的定量分析，连同从运输获得的带隙值的比较，显示我们的结果的内部一致性，并允许的激子结合能的定量估计。我们的研究结果表明，离子液体门控与纳米电子系统相结合的电源，以及这种技术与半导体过渡金属二硫属化物的光学测量的兼容性。这些发现进一步开辟了途径，这些系统的光学性质的调查，在更广泛的载流子密度范围比探索到现在。
2014-03-28 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in hole-doped transition metal dichalcogenide monolayer and bilayer with the crystal defects
本文研究了空穴掺杂的单层和双层过渡金属双硫族化合物在晶体缺陷存在下的电子自旋弛豫效应。我们考虑现实模型的晶格空位和实际估计的自旋弛豫率使用多轨道紧束缚模型。在单层中，自旋弛豫时间被发现是非常长的动量弛豫时间相比，这是由于这样的事实，即自旋杂化的能带结构被抑制的镜面反射对称性。双层TMD的自旋弛豫时间要短得多，这是由于没有镜像对称性而导致的更强的自旋杂化。
2015-08-24 cond-mat.mes-hall
Interface Landau levels in graphene monolayer-bilayer junction
在有效质量近似下研究了磁场中石墨烯单双层结的电子结构。能谱的特征在于界面朗道能级，即，在边界附近出现局部平坦带，导致局域态密度的一系列特征峰。它们的能量与边界类型无关，如锯齿形或扶手椅形。在原子尺度下，由于扶手椅型边界的谷混合效应，局域态密度呈现凯库勒型，而锯齿型边界的局域态密度不呈现凯库勒型。
2010-08-27 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
Electrical control of the valley Hall effect in bilayer MoS2 transistors
固体中电子的谷自由度被认为是电荷和自旋之外的一种新的信息载体。最近的实验演示的谷极化的光学取向和通过谷霍尔效应在单层二硫化钼谷电流的产生显示了潜在的二维半导体过渡金属二硫属化物谷为基础的电子和光电应用。然而，单层MoS2（非中心对称晶体）中的谷霍尔电导率不能容易地调谐，这对基于谷的应用提出了挑战。在这里，我们报告的山谷霍尔效应的控制双层二硫化钼晶体管通过一个门。垂直于平面的栅极施加的电场打破了双层MoS 2中存在的反转对称性。利用克尔旋转显微镜对纵向电流引起的器件沟道边缘附近的谷极化进行了成像。极化是平面外的，对于两个边缘具有相反的符号，并且强烈地依赖于栅极电压。观察结果与双层MoS2中对称依赖的Berry曲率和谷霍尔电导率一致。我们的结果是另一个步骤的信息处理的基础上谷自由度。
2015-08-12 cond-mat.mes-hall
Probing top-gated field effect transistor of reduced graphene oxide monolayer made by dielectrophoresis
我们展示了介电泳还原氧化石墨烯（RGO）单层（石墨烯）制成的顶栅场效应晶体管。典型尺寸为5μm x 5μm的RGO薄片的拉曼光谱在2687 cm-1处显示出单个2D带，这是单层石墨烯的特征。RGO薄片的两个探针电流-电压测量，使用交流电压以2.5 μm的间隙沉积在图案化电极之间。介电电泳显示欧姆行为，电阻为~ 37 k Ω。在305 K至393 K温度之间测量的RGO电阻（R）的温度依赖性产生了电阻温度系数[dR/dT]/R ~ -9.5x10-4 K-1，与机械剥离的单层石墨烯相同。场效应晶体管的动作是通过电化学顶栅使用固体聚合物电解质（PEO + LiClO 4）和Pt线。观察到石墨烯薄片的双极性性质高达~ 6x 1012/cm 2的掺杂水平和~ 50 cm 2 V-1 sec-1的载流子迁移率。采用扩散输运模型定量分析了在高源漏电压下，源漏电流特性呈现出电流饱和的趋势。
2010-05-13 cond-mat.mes-hall
A WSe2 vertical field emission transistor
我们报告的第一次观察到的栅控场发射电流从钨二硒化物（WSe 2）单层，SiO2/Si衬底上的化学气相沉积合成。镍接触WSe 2单层背栅晶体管，在高真空下，表现出n型导电和漏偏置依赖的传输特性，这是由于氧/水解吸和漏诱导肖特基势垒降低，分别。栅极调谐的n型导电能够实现场发射，即通过量子隧穿提取电子，甚至从WSe 2单层的平坦部分。电子发射在电场~100 V μm^（-1）下发生，并表现出良好的时间稳定性。值得注意的是，场发射电流可以由背栅电压调制。第一场发射垂直晶体管的基础上WSe 2单层，从而证明，可以铺平道路，以进一步优化新的WSe 2为基础的设备用于真空电子。
2018-08-18 cond-mat.mes-hall
Monolayer and bilayer pentacene on Cu(111)
用扫描隧道显微镜（STM）和光谱学（STS）研究了沉积在Cu（111）表面的并五苯（Pn）的形貌和电子结构。沉积多层然后退火以减少单层的覆盖导致形成两种独特相中的任一种：先前对于任何线性并苯未观察到的2D人字形结构，或“随机平铺”结构。大于单层的覆盖促进双层相的形成，类似于对Pn/Ag（111）观察到的。STS表明，第一层的电子结构被强烈修改，由于其接近基板，而第二层表现出几乎块状的电子结构。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall
Large-signal model of the bilayer graphene field-effect transistor targeting radio-frequency applications: theory versus experiment
双层石墨烯是一种很有前途的射频晶体管材料，因为它的能隙可能导致比单层石墨烯更好的电流饱和。由于对该技术的极大兴趣，特别是对于灵活的射频应用，因此获得对该技术的控制需要制定用于漏极电流、电荷和电容的适当模型。在这项工作中，我们已经开发了他们的双栅双层石墨烯场效应晶体管。考虑到双层石墨烯的电子性质，结合适当的场效应模型，考虑了载流子输运的漂移扩散机制。考虑到在金属-双层石墨烯界面处形成肖特基势垒，已经包括了非本征电阻。所提出的模型已基准对实验原型晶体管，讨论的主要数字的优点，针对射频应用。
2015-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-selective chirality switch in bilayer graphene intercalated by Janus monolayers
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）
研究了用Janus单层插入双层石墨烯，通过第一性原理计算等方法，发现能诱导面内Rashba自旋纹理层选择性开关，可独立控制自旋电流方向，为门可调、层选择性自旋电子器件提供了有前途的平台。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall
Ballistic transmission through a graphene bilayer
我们计算了无杂质碳双层（长$L\ll$宽$W$）中（时间平均）电流和散粒噪声的费米能量依赖性，并与已知的单层结果进行了比较。在电荷中性的狄拉克点，双层作为两个独立的单层平行传输：电流和噪声都在单层值的两倍处共振，因此它们的比值（Fano因子）与单层中的值相同1/3，与扩散金属中的值相同。然而，在狄拉克点附近的费米能范围内，这个伪扩散结果成立，在双层中比在单层中小（小一个因子$l_{\perp}/L$，$l_{\perp}$是层间耦合长度）。
2006-12-12 cond-mat.mes-hall
Many-body corrections to cyclotron resonance in monolayer and bilayer graphene
研究了石墨烯中的回旋共振，重点是对共振能量的多体修正，这避开了Kohn定理。真正的多体修正原来来自真空极化，特别是石墨烯，它在短波长下发散。特别强调的是需要重整化，它允许一个确定多体校正唯一从一个共振到另一个。特别是对于双层石墨烯，层内和层间耦合强度都经历了无限重正化;因此，重正化速度和层间耦合强度随磁场而变化。单层和双层石墨烯的理论与实验数据的比较。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall
Pseudospin Order in Monolayer, Bilayer, and Double-Layer Graphene
石墨烯是一种无带隙半导体，其中传导和价带波函数的不同仅在于它们在材料的二维蜂窝晶体结构的两个子晶格上的投影之间的相位差。我们解释了为什么这种情况下创建开口的对称性破缺状态，包括反铁磁状态在单层和双层石墨烯和激子凝聚体在双层石墨烯，这是动量空间类似物的实空间秩序中常见的强局部相互作用的系统。我们讨论了这三种对称性破缺状态之间的一些相似之处和一些差异。
2012-01-18 cond-mat.mes-hall
Infrared absorption of closely-aligned heterostructures of monolayer and bilayer graphene with hexagonal boron nitride
我们模型的单层和双层石墨烯上的六方氮化硼的情况下，紧密对齐的晶格的光吸收。我们发现，具有不同的空间对称性的微扰可以导致相似的吸收光谱。我们建议，作为掺杂的功能，几乎完全完整的第一个迷你带的吸收光谱的研究是必要的，以提取有意义的信息的莫尔特性从光学吸收测量和区分各种理论建议的物理现实的相互作用。此外，对于双层石墨烯，比较电场诱导的层间不对称性的相反符号的光谱的能力可以提供关于莫尔参数的附加信息。
2015-09-04 cond-mat.mes-hall
Plasmon modes in bilayer-monolayer graphene heterostructures
我们研究了具有载流子密度的双层-单层石墨烯异质结构中等离激元模的色散关系和阻尼，并在零温度下在随机相位近似下考虑了系统介电背景的非均匀性。我们推导出等离子体频率的解析表达式，通过使用长波长扩展的响应和裸库仑相互作用函数。结果表明，双层-单层系统的光学等离子体色散曲线略低于双层石墨烯（DLG），声学等离子体色散曲线远低于DLG。我们发现，虽然声学模式的系统和DLG的衰减率是显着不同的，在两个双层系统的光学模式是相似的。除了声模的阻尼率外，系统中等离子体激元的激发特性还与层间距、背景的不均匀性、密度比和间隔层介电常数有关，特别是在大波矢时。
2017-11-01 cond-mat.mes-hall
Fast transient charge trapping in salt-aided CVD synthesized monolayer MoS2 field-effect transistor
原子级薄的半导体在信息和通信技术中具有多方面的未来应用，以实现电子元件的最终小型化。特别是，正在进行的研究不仅需要大规模合成的原始质量单层二硫化钼，但也先进的纳米纤维和表征方法的内在器件性能的调查。在这里，我们进行了细致的调查的快速瞬态电荷捕获机制的场效应晶体管（FET）的高品质的CVD二硫化钼单层生长的盐驱动的方法。为了展现晶体管的本征特性，采用幅度扫描脉冲I~V方法，改变脉冲宽度。通过施加最短脉冲，实现了场效应迁移率高达~100%的显着增加以及无载流子传输特性。此外，关联这些结果，单脉冲时域漏电流分析进行释放的快速和缓慢的瞬态电荷捕获现象。此外，严格的密度泛函理论（DFT）的计算进行检查的肖特基势垒和金属诱导的间隙状态之间的漏/源电极和MoS 2的优良的载流子输运的影响。我们的研究结果的可控瞬态电荷捕获机制，估计本征场效应迁移率和无掺杂的盐辅助CVD生长的二硫化钼场效应晶体管的转移特性将有利于未来的设备应用在复杂的存储器，逻辑和传感器系统。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall
Abrupt current switching in graphene bilayer tunnel transistors enabled by van Hove singularities
在对高能效电子开关的不断探索中，隧道场效应晶体管（TFFET）显示出源漏电流对栅极电压的突变依赖性，引起了人们的极大关注。在所有的TFFET中，基于一维（1D）半导体的TFFET由于带边附近的奇异态密度而表现出最陡的电流开关，尽管1D结构中的电流相当低。在本文中，我们提出了一种基于二维石墨烯双层的TFET，其表现出由导带和价带边缘附近的态密度中的van Hove奇异性实现的创纪录的陡峭亚阈值斜率。我们的模拟表明，3.5 x 10 $^4$开/关电流比与150 mV的栅极电压摆幅的可访问性，和（20 μV/dec）$^{-1}$的最大亚阈值斜率刚好高于阈值。该器件的通态电流高达0.8 mA/μm，这是由于器件具有较窄的非本征带隙（~ 0.3 eV），而漏电流较小则是由于源漏接触的全电掺杂抑制了带尾效应和陷阱辅助隧穿效应。
2016-01-16 cond-mat.mes-hall
Monolayer and bilayer perfluoropentacene on Cu(111)
全氟并五苯（PFP）是一种$n$型有机半导体材料，在Cu（111）衬底上以单层和双层两种方式沉积.扫描隧道显微镜在不同的偏置电压被用来调查层的几何和电子结构。第一层和第二层的外观不同，可能是因为衬底对第一层电子结构的扰动。这已经在并五苯（Pn）（同构$p$型有机半导体）中观察到。PFP膜相对于衬底的晶胞为（4 - 3，3 4），比Pn/Cu（111）的晶胞大，在每个方向上都有半个整数的增量。
2020-04-21 cond-mat.mes-hall
Traits and Characteristics of Interacting Dirac fermions in Monolayer and Bilayer Graphene
石墨烯中的电子的类似相对论的行为显著地影响这些电子在量子化磁场中的相互作用性质，导致与常规（非相对论）半导体系统中的那些相比更稳定的分数量子霍尔效应态。在双层石墨烯中，相互作用强度可以通过偏置电压和磁场的取向来控制。石墨烯单层之间的有限偏置电压实际上可以增强给定朗道能级中的相互作用强度。作为偏置电压的函数，石墨烯双层系统显示出从具有弱电子-电子相互作用的状态到具有强相互作用的状态的转变。有趣的是，倾斜磁场的面内分量也可以改变双层石墨烯中的相互作用强度。我们还讨论了双层石墨烯中的Pfiran态的性质，并证明了通过施加面内磁场可以大大增强这种状态的稳定性。
2013-02-12 cond-mat.mes-hall
Friedel Oscillation-Induced Energy Gap Manifested as Transport Asymmetry at Monolayer-Bilayer Graphene Boundaries
我们表明，界面附近的弗里德尔电荷振荡打开一个缺口，在费米能量的波矢量垂直于界面的电子。如果界面两侧的弗里德尔能隙不同，则不平衡效应-偏压下这些能隙的移位-导致在反转偏压极性时的不对称输运。通过扫描隧道电位法在SiC（0001）上外延石墨烯的单层-双层界面处揭示了预测的输运不对称性。这种有趣的界面输运行为为量子开关等新型量子功能开辟了新的途径。
2014-01-08 cond-mat.mes-hall
Extrinsic Origin of Persistent Photoconductivity in Monolayer MoS2 Field Effect Transistors
最近发现的二硫化钼（MoS2）的光响应显示了相当大的潜力，这些二维过渡金属dichalcogenides的光电应用。在MoS2的各种类型的光响应中，已经报道了不同水平的持续光电导（PPC）。然而，尽管PPC效应对材料的光响应具有重要意义，但对MoS2中PPC效应及其机制的详细研究仍然不可用。在这里，我们提出了一个系统的PPC效应在单层二硫化钼的研究，并得出结论，该效果可以归因于随机本地化的设备中的电位波动。值得注意的是，电位波动源自基于PPC的衬底效应的外部源。此外，我们指出了在二硫化钼的PPC效应和二硫化钼的逾渗输运行为之间的相关性。我们展示了一种独特而有效的方法来控制单层MoS2中的PPC效应，这可能会为未来基于MoS2的光电应用提供新的功能。
2015-05-20 cond-mat.mes-hall
$Γ$-valley assisted intervalley scattering on monolayer and bilayer WS2 revealed by time-resolved Kerr rotation spectroscopy
利用时间分辨克尔旋转（TRKR）和微分反射率测量技术，研究了单层和双层WS 2在10 K时的谷退极化和载流子弛豫过程.两个衰减过程中提取的TRKR信号观察单层和双层WS 2。在单层WS 2中，通过与载流子衰减过程的比较，将初始超快衰减分量（小于1 ps）解释为电子和空穴在一个谷中的受激发射或Pauli阻塞。在低激发能（小于2.21 eV）下，相对慢的分量约为4 ps，然后随着激发能增加，其接近15 ps的饱和值。2.21 eV的起始激发能表明，在非共振激发条件下，K谷和K'谷之间的$Γ$谷辅助谷间散射在谷去极化过程中起关键作用.相比之下，双层WS 2的慢衰减分量（48 ps）与载流子寿命（58 ps）相当。由于其间接带隙半导体的特性，这是由于从K（或K '）到$Γ$谷的不可逆散射过程。
2017-07-19 cond-mat.mes-hall
Effect of charged impurity correlation on transport in monolayer and bilayer graphene
我们研究了单层和双层石墨烯的输运性质，同时考虑到带电杂质空间分布的相关性。特别是，我们发现，实验观察到的石墨烯电导率的次线性缩放可以自然地解释为库仑无序中的杂质相关效应引起的，没有必要假设除了带电杂质的存在下的短程散射中心。我们发现，在双层石墨烯中，杂质之间的相关性也会导致在较高载流子密度下电导率的缩放发生交叉。我们发现，在带电杂质之间的相关性的存在下，电导率依赖于非线性的杂质密度$n_i$，甚至可以增加与$n_i$。
2012-02-24 cond-mat.mes-hall
Twist-controlled Resonant Tunnelling between Monolayer and Bilayer Graphene
我们研究了场效应隧穿晶体管的电流-电压特性，该晶体管由单层和双层石墨烯组成，具有排列良好的晶轴，由三层六方氮化硼隔开。使用自洽的设备的静电配置的描述，我们涉及到三个不同的可调电压的系统中的电流，因此产生的I-V特性在低能量制度的二维地图。我们表明，使用栅极的异质结构的任何一侧提供了一个精细的控制程度的设备的丰富的阵列的特性，因为不同的石墨烯电极之间的扭曲。
2015-12-09 cond-mat.mes-hall
Magneto-optics of monolayer and bilayer graphene
研究了量子化磁场中石墨烯和双层石墨烯的光电导特性。这两个动态电导率，纵向和霍尔的，分析评估。的电导率峰解释的电子跃迁。利用理论结果建立了跃迁频率与磁光特性之间的对应关系。主要的光学跃迁服从朗道数为$n$的选择定则$Δn=1$。计算了量子化磁场中的法拉第旋转和光透射。考虑了温度和磁场对化学势的影响。\pacs{71.20.Nr, 78.20.Ci, 78.20.Bh}
2013-03-21 cond-mat.mes-hall
Drift-diffusion model for single layer transition metal dichalcogenide field-effect transistors
提出了一种计算单层过渡金属二硫属化物（TMD）场效应晶体管（FET）表面电势和漏电流的物理模型。考虑到原子层厚TMD的二维态密度及其对量子电容的影响，建立了表面势模型。其次，考虑到载流子沿单层TMD传输的漂移扩散机制，导出了漏电流的显式表达式。该模型已基准与测量的原型晶体管。基于该模型，针对低功耗应用的器件设计窗口进行了讨论。
2012-07-12 cond-mat.mes-hall
Bandgap Engineering of Strained Monolayer and Bilayer MoS2
本文报道了在0-2.2%范围内的单轴拉伸机械应变对单层和双层二硫化钼（MoS 2）二维晶体的声子谱和能带结构的影响。首先，我们采用拉曼光谱观察声子软化与应变增加，打破了在E'拉曼模式的MoS 2的简并，并提取一个Grüneisen参数约1.06。其次，使用光致发光光谱，我们测量的光学带隙的二硫化钼，这是大致线性应变，单层二硫化钼的~45 meV%的应变和双层二硫化钼的~120 meV%的应变的减少。第三，我们观察到一个显着的应变引起的单层二硫化钼的光致发光强度的下降，这是指示的直接到间接的过渡的字符的光学带隙的这种材料在施加的应变为~ 1.5%，一个值支持的第一性原理计算，包括激子效应。这些观察结果构成了应变工程的能带结构的新兴类的二维晶体，过渡金属二硫属化物的第一个演示。
2013-09-20 cond-mat.mes-hall
Electron irradiation of metal contacts in monolayer MoS$_2$ Field-Effect Transistors
本文研究了电子束辐照单层二硫化钼（MoS $_2$）场效应晶体管（FET）肖特基金属接触的问题。我们表明，暴露的Ti/Au源/漏导致电子束提高了晶体管的电导。我们模拟的电子在设备中的路径，并表明，大部分的光束能量被吸收的金属接触。因此，我们建议，晶体管电流增强是由于热诱导的界面反应，降低接触肖特基势垒。我们还表明，电子束调理的接触是永久性的，而照射的通道可以产生瞬态效应。
2020-04-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Structure and vibrational properties of the PTCDA/Ag(111) interface: Bilayer vs. monolayer
用红外吸收光谱和密度泛函理论研究了金属-有机界面的结构和振动性质。我们重点对PTCDA在Ag（111）表面的单层和双层膜进行了比较研究。计算结果很好地描述了PTCDA在Ag（111）表面化学吸附单层膜的平衡几何构型和红外光谱。在双层结构中，PTCDA/Ag（111）顶部物理吸附层的存在对DFT提出了挑战。如前所述的其他系统，基板的极化没有被正确捕获，导致前线分子轨道的能量太低。这导致从界面动态电荷转移过程的红外光谱的第二层PTCDA的振动的明显贡献。在去除这些具有人为强强度的峰之后，计算和实验数据显示出良好的一致性，并且IR光谱可以被描述为PTCDA/Ag（111）接触层和顶部的物理吸附的PTCDA单层的光谱的总和。
2018-01-23 cond-mat.mes-hall
Control of absorption of monolayer MoS$_{2}$ thin-film transistor in one-dimensional defective photonic crystal
从理论上研究了一维缺陷光子晶体（d-1DPC）中单层$_{2}$的光吸收和透射特性。研究表明，强干涉效应降低了微腔特定区域的光子密度。d-1 DPC能降低单层MoS $_{2}$的光吸收，增强光透过率。研究了单层MoS $_{2}$与有机发光二极管位于同一微腔内时，单层MoS $_{2}$的光吸收对光子局域化效应的影响.然而，单层MoS $_{2}$并不通过调节单层MoS $_{2}$在微腔中的位置来降低光的局域化效应。
2014-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Gate tunable topological flat bands in twisted monolayer-bilayer graphene
我们研究了扭曲单层-双层石墨烯（tMBG）或双层石墨烯上的扭曲石墨烯（tGBG）的能带结构，作为扭曲角和垂直电场的函数，以寻找实现隔离的近平坦带的最佳条件。对于$0.3^{\circ} \sim 1.5^{\circ}$范围内的扭转角，更具体地在$θ\sim 0.5^{\circ}, \, 0.85^{\circ}, \,1.3^{\circ}$周围的岛中，对于适当的垂直电场大小和方向，预期与满足$U_{\textrm{eff}} /W \gtrsim 1$的有效库仑能量相当或更小的窄带宽。电子-空穴非对称带的谷陈数本质上取决于双层石墨烯中跳跃项的细节，并且取决于与接触的六方氮化硼衬底对准的石墨烯层中的电场或平均交错电势等因素。带隔离、带宽和谷陈数的这种可调谐性使得tMBG成为比扭曲双层石墨烯更通用的系统，用于发现倾向于强相关性的几乎平坦的带。
2020-05-04 cond-mat.mes-hall
Disorder induced field effect transistor in bilayer and trilayer graphene
我们提出使用无序来产生场效应晶体管（FET）在偏置的双层和三层石墨烯。当无序效应仅限于石墨烯层中的一个时，偏置电压的调制可以产生电导的大的变化。这种效应是基于偏置电压选择哪个石墨烯层承载电流的能力，并且与态密度中的间隙的存在无关。特别是，我们在无间隙ABA堆叠的三层石墨烯，有间隙的ABC堆叠的三层石墨烯和有间隙的双层石墨烯的模型中证明了这种效果。
2013-02-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Landau Quantization in Graphene Monolayer, Bernal Bilayer, and Bernal Trilayer on Graphite Surface
用扫描隧道显微镜和光谱学研究了从石墨表面退耦的电子性质。我们发现，它是可能的，以识别去耦石墨烯单层，Bernal双层，和Bernal三层在石墨表面根据其隧道谱在高磁场。退耦单层和双层分别表现出无质量和有质量狄拉克费米子的朗道量子化。衬底产生一个相当大的带隙，~35 meV，在Bernal双层，因此，在电荷中性点的八倍简并朗道能级分裂成两个谷极化的四重态极化的每一层上。在退耦的Bernal三层中，我们发现有质量和无质量的Dirac费米子共存，其低能能带结构可以很好地用最近邻层内和层间跳跃参数来描述.在三层中观察到无质量狄拉克费米子的费米速度和有质量狄拉克费米子的有效质量之间的强相关性。我们的结果表明，石墨表面提供了一个天然的理想平台，探测石墨烯层的电子光谱。
2015-01-07 cond-mat.mes-hall
