Electronic Structure of gated graphene and graphene ribbons
我们研究了门控石墨烯片的电子结构。我们考虑无限的石墨烯和有限宽度的带。在Hartree近似下，自洽地计算了电注入载流子之间的库仑相互作用以及与外部栅极的耦合。我们计算额外的载流子的平均密度，$n_{2D}$，被占用的子带的数量和密度分布作为门电位$V_g$的函数。我们讨论了量子校正的经典电容，我们计算的阈值$V_g$以上的半导体扶手椅带进行。我们发现，理想的宽带的理想电导是成正比的栅电压的平方根。
2007-02-20 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Properties of Gated Graphene in a Strong Electromagnetic Field
我们发展了一个强电磁场与门控双层石墨烯相互作用的微观理论。在强激光场中，采用紧束缚方法，在二次量子化哈密顿量范围内，得到了密度矩阵的量子动力学方程。我们表明，随时间的推移动态地改变栅极电位可能会产生（在共振光子能量）的价带和导带之间的高密度的电子布居的完全反转。在线性区域，还研究了具有开放能隙的石墨烯单层中电磁辐射的激子吸收。
2017-01-05 cond-mat.mes-hall
Electron flow in split-gated bilayer graphene
我们目前的输运测量双层石墨烯片均匀背栅和分裂顶栅。电子传输数据表明引导电子流通过纯粹由静电门控限定的石墨烯纳米结构的能力。通过比较不同顶栅几何形状（连续势垒和分裂栅）记录的ECOT数据，观察到的分裂栅传输特性可归因于窄开口内的干扰效应。
2012-07-20 cond-mat.mes-hall
Observation of quantum-Hall effect in gated epitaxial graphene grown on SiC (0001)
采用高温升华法在半绝缘4 H-SiC衬底的Si面上制备了石墨烯外延薄膜。通过插入完全氧化的纳米薄铝膜作为籽晶层，随后进行原子层沉积工艺，在外延石墨烯上实现高k栅极堆叠。外延石墨烯膜的电性能在栅极叠层形成之后得以维持而没有显著的退化。在低温下，观察到霍尔电阻中的量子霍尔效应以及SiC（0001）上的栅极外延石墨烯的对角磁阻中的显著的Shubnikov-de Hass振荡。
2009-10-29 cond-mat.mes-hall
Electronic transport in locally gated graphene nanoconstrictions
我们已经开发了蚀刻和沉积技术的组合，使得能够制造任意设计的局部门控石墨烯纳米结构。采用这种方法，我们已经制作了石墨烯纳米收缩与本地可调的传输和其电子特性进行了表征。采用具有薄电介质栅氧化物的局部栅几何结构，实现了一个数量级的提高的栅效率。一个完整的关闭的设备被证明作为一个功能的本地栅极电压。发现器件电导的这种强抑制是由于收缩的石墨烯纳米结构中的量子限制和库仑阻塞效应。
2007-09-11 cond-mat.mes-hall
Influence of electron-hole drag on conductivity of neutral and gated graphene
单层和两层石墨烯的导电性被认为是适当考虑带电子和空穴的相互拖动。通过对曳力对电导率贡献的研究表明，曳力效应对不同群、不同漂移速度的载流子迁移率影响较大。在两层系统中，互曳力甚至可以改变分离层中部分流的方向。
2010-11-04 cond-mat.mes-hall
Transport gap in side-gated graphene constrictions
我们提出了测量不同几何形状的侧栅石墨烯收缩。我们的特征在于其宽度在背栅电压的运输间隙，并比较这一分析的基础上本地化状态的库仑阻塞测量。我们研究了施加的侧栅电压对传输带隙的影响，并表明高侧栅电压解除了电导的抑制。最后，我们研究了外加磁场的影响，并证明了在收缩的边缘状态的存在。
2009-03-10 cond-mat.mes-hall
Optical Absorption Spectra of Electrically Gated Bilayer Graphene
采用第一性原理方法研究了双层石墨烯的电子结构和光学响应。当外加电场小于1.5 V/nm时，我们得到了与实验符合较好的感生带隙。在单粒子激发图像内计算了红外吸收率，并给出了其精细结构。此外，计算出的红外吸光率强烈依赖于双层石墨烯的堆叠方式和入射光的偏振方向，这为实验中识别电场强度和堆叠方式提供了有效的方法。最后讨论了多电子效应。
2010-04-01 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect and Semimetallic Behavior of Dual-Gated ABA-Stacked Trilayer Graphene
多层石墨烯的电子结构强烈地依赖于层数以及堆叠顺序。在这里，我们探讨了纯ABA堆叠的三层石墨烯在双栅场效应器件配置的电子输运。我们发现，无论是零磁场运输和量子霍尔效应在高磁场是明显不同的单层和双层石墨烯，它们显示出强烈暗示的半金属带重叠的电子空穴不对称性。当ABA三层受到一个电场垂直于表，朗道能级分裂由于解除谷简并清楚地观察到。
2012-01-19 cond-mat.mes-hall
Asymmetric Electron-Hole Decoherence in Ion-Gated Epitaxial Graphene
我们报道了离子液体栅控外延石墨烯中的非对称电子空穴退相干。在弱局域化的框架下分析了不同栅压下在零磁场附近观察到的负磁电阻效应，结果表明电子-空穴退相干明显。空穴退相干率随负栅压的降低而显著增加，而电子退相干率不表现出任何实质性的栅依赖性。从数量上讲，空穴退相干速率与电子退相干速率一样大，相差两倍。我们讨论了可能的微观起源，包括自旋交换散射与我们的实验观察一致。
2017-09-22 cond-mat.mes-hall
Electronic Transport in Dual-gated Bilayer Graphene at Large Displacement Fields
我们研究了双栅双层石墨烯器件的电子输运性质。我们专注于制度的低温和高电位移场，在那里我们观察到一个明确的指数依赖的电阻作为位移场和密度的函数，伴随着强非线性行为的传输特性。有效传输带隙通常比红外光谱研究报告的光学带隙小两个数量级。详细的温度依赖性测量揭示了不同的温度制度下的不同的传输机制。
2010-09-03 cond-mat.mes-hall
Spin-layer Locked Gapless States in Gated Bilayer Graphene
门控双层石墨烯表现出自旋简并的无隙态，其拓扑特征位于堆叠畴壁。这些状态允许沿畴壁的一维电流。我们在此证明，当双层石墨烯包含用磁性缺陷装饰的堆叠畴壁时，这些拓扑保护的电流被自旋极化并锁定在单层中。磁缺陷，我们的模型为π-空位，扰动的拓扑状态，但也提升他们的自旋简并。一个无带隙状态生存这些缺陷的扰动，其自旋极化主要是本地化在一个层。在拓扑状态的自旋极化电流在一个单一的层中流动，这一发现表明，有效地利用这些国家在自旋电子学应用的可能性。
2019-06-18 cond-mat.mes-hall
Formation of Strain-Induced Quantum Dots in Gated Semiconductor Nanostructures
弹性应变改变半导体中的导带的能量，这将影响通过半导体纳米结构的输运。我们表明，在半导体纳米结构中，来自金属栅极的典型应变足够大，可以产生应变诱导量子点（QD）。我们模拟了一个常用的量子点器件架构，体硅上的金属栅极，并显示应变诱导量子点的形成。应变诱导量子点可以通过用多晶硅栅极代替金属栅极来消除。因此，应变对于QD装置操作可与静电一样重要。
2014-09-11 cond-mat.mes-hall
Dual-gated hBN/bilayer-graphene superlattices and the transitions between the insulating phases at the charge neutrality point
我们报道了双栅六方氮化硼（hBN）/双层石墨烯（BLG）超晶格的输运性质。这里，BLG是非扭曲的，即，一般型斑叶.本文主要研究了普通BLG的电荷中性点。在垂直磁场作用下，通过改变位移场的方法检测了CNP中两个绝缘相之间的相变，并研究了其电阻温度特性和磁阻效应。这项工作为探索hBN/BLG超晶格的全局相图开辟了途径。
2022-11-18 cond-mat.mes-hall
Evanescent-mode-assisted Klein tunneling in dual-gated bilayer graphene
School of Science, Jiangxi University of Science and Technology（江西理工大学理学院）；Department of Physics, Jiangsu University（江苏大学物理学院）
研究双栅双层石墨烯基n/p结中电子隧道效应，通过调节栅极电压引入带隙，改变赝自旋极化并打破正常入射下的反克莱因隧道效应，当左右区域传播波和倏逝波模式的赝自旋极化矢量正交时，实现克莱因隧道效应的复兴，且克莱因隧道效应的 Berry 阶段不局限于 π，随结参数变化，且伴随正常入射时反射相位的 π 跳跃。
2025-09-27 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm effect in a side-gated graphene ring
我们研究了单层石墨烯刻蚀出的侧栅环结构的磁电阻。我们观察到Aharonov-Bohm振荡，能见度约为5%。通过改变施加在侧栅或背栅上的电压，我们能够改变干涉路径中波函数的相对相位，并在Aharonov-Bohm振荡中引起π的相位跳跃。观察到的数据可以很好地解释现有的模型内的“脏金属”，在500 mK的温度下，给出1微米的顺序的相位相干长度。
2009-11-19 cond-mat.mes-hall
Observation of Distinct Electron-Phonon Couplings in Gated Bilayer Graphene
对背栅双层石墨烯样品进行了拉曼光谱研究。由电荷转移引起的费米能级的变化分裂了拉曼G带，使其较高的部分变硬，而较低的部分变软。这两个分量与这两个层中原子的对称振动（S）和反对称振动（AS）相关联，后者由于反转对称破缺而变得拉曼活性。声子硬化和软化的解释考虑的S和AS声子与带间和带内电子空穴对的选择性耦合。
2008-08-18 cond-mat.mes-hall
Localized Floquet states in gated bilayer graphene induced by a focused optical beam with orbital angular momentum
本文研究轨道角动量聚焦光束照射门控双层石墨烯，通过弗洛凯调控形成有效束缚势，实现可调的局域量子态，并可在参数设计下诱导谷极化二重简并零能弗洛凯态。
2024-04-01 cond-mat.mes-hall
Unconventional Correlation between Quantum Hall Transport Quantization and Bulk State Filling in Gated Graphene Devices
我们报告同时传输和扫描微波阻抗显微镜检查之间的相关性运输量子化和填充的散装朗道水平在量子霍尔制度在门控石墨烯设备。令人惊讶的是，这些测量结果的比较表明，量子化的运输通常发生在低于散装朗道能级的完全填充，当散装仍然是导电的。这一结果指出了一个修正的理解运输量化时，载波积累门控。讨论了石墨烯中的量子霍尔效应对输运研究的影响以及其他二维电子系统中的相关拓扑态。
2016-10-28 cond-mat.mes-hall
Topologically protected gap states and resonances in gated trilayer graphene
门控三层石墨烯在其最稳定的ABC堆叠中表现出能隙。在这里，我们表明，当堆叠顺序从ABC到CBA的变化，三个无隙状态出现在每个谷。这些态是拓扑保护的，它们的数目与谷陈数在堆叠边界上的变化有关。堆叠变化是通过在顶层和底层中的剥离或脱层来实现的，这同时在相邻层对中（在双层中）产生两个AB/BA堆叠畴壁。这又导致对于某些栅极电压，两对拓扑共振另外出现在传导带和价带连续带中。
2020-05-23 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall resistances of multiterminal top-gated graphene device
在量子霍尔（QH）制度中测量局部栅控石墨烯器件的纵向和对角四端电阻。与以前的双终端研究[J. R。Williams \textit{et al.}，Science { \bf 317}，638（2007）; B.Özyilmaz \textit{et al.}，物理学评论快报。{ \bf 99}，166804（2007）]，观察到非对称QH电阻，其提供关于QH边缘状态的反射以及透射的信息。大多数量化的电阻值很好地分析了假设，所有的边缘状态是同样的填充。然而，与预期相反，也发现边缘状态的5/2传输，这可能是由不完全的模式混合和/或由反向传播的边缘状态的存在引起的。这种四端方案可以方便地用于研究局部栅控石墨烯器件以及单层和多层石墨烯混合结构中的边缘态平衡。
2009-05-29 cond-mat.mes-hall
Electrical transport in suspended and double gated trilayer graphene
我们提出了一种高质量的悬浮和双栅极三层石墨烯器件的制造工艺。这些晶体管中的电输运测量揭示了高载流子迁移率（高于20000 cm ^2/Vs）和大于200 nm尺度的弹道电输运。我们报告了一个特别大的开/关比的电流在ABC堆叠的三层，高达250的平均电位移为-0.08 V/nm，兼容的电场诱导的能隙。在低至500 mT的磁场下出现量子霍尔平台也证明了这些器件的高质量。
2011-12-14 cond-mat.mes-hall
Gapped Dirac materials and quantum valley currents in dual-gated hBN/bilayer-graphene heterostructures
本研究在双栅hBN/双层石墨烯异质结中实现了可由垂直电场调控的谷电流，观测到符合谷霍尔效应标度理论的非局域电阻，且低温下其在量子极限附近饱和，证实了量子谷电流的存在。
2024-10-08 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
Dynamical conductivity of gated AA-stacking multilayer graphene with spin-orbital coupling
提出了一种无需对庞大的哈密顿矩阵进行数值对角化和计算繁琐的格林函数的有效方法，以获得具有内禀自旋轨道耦合（SOC）的门控AA堆叠$N$层石墨烯（AANLG）的精确能谱和动态电导率. AANLG的$2N \times 2N$紧束缚哈密顿矩阵、速度算符和格林函数表示通过适当的变换矩阵同时约化为$N$ $2\times 2$对角块矩阵.具有本征SOC的门控AANLG被还原为$N$石墨烯类层。石墨烯类层的能谱是$E= \varepsilon _{\bot}\pm \varepsilon_{||}$。$ \varepsilon _{\bot}$取决于层间相互作用、门控电压和层数。$ \varepsilon_{||}=\sqrt{E_{MG}^2+ Δ^2}$，其中$E_{MG}$是单层石墨烯的能谱，$ Δ$是本征SOC的大小。更重要的是，通过在Kubo公式中插入对角块速度算子和格林函数表示，AANLG的精确动态电导率被示出为$σ= Σ_{j=1} ^N σ_j$，$N$类石墨烯层的动态电导率之和。给出了$σ_j$的解析形式，并清楚地证明了$σ_j$对$\varepsilon_{\bot}$、$Δ$和化学势的依赖性。此外，研究了Rashba SOC对AANLG电子性质的影响，给出了精确的能谱。
2015-02-16 cond-mat.mes-hall
Significance of an external magnetic field on two-phonon processes in gated lateral semiconductor quantum dots
本文概述了栅控横向半导体量子点（QD）上双声子过程的理论和数值计算。在外加磁场的作用下，利用两个横向耦合的量子点构成的异质结构，研究了电子在两个声子作用下的散射速率。形式主义是基于声学声子模式通过未屏蔽的变形势和压电相互作用时，晶格缺乏一个中心的反演对称。用二阶微扰理论计算了速率。散射率与外加磁场、晶格温度和量子点间距密切相关。
2014-05-28 cond-mat.mes-hall
Galvanomagnetic effects in graphene
从理论上研究了中性和栅控石墨烯的磁电阻效应和空穴效应。结果表明，在中性石墨烯霍尔效应是完全不存在的。在门控，正是单极石墨烯效应的磁阻消失，这里霍尔常数不涉及任何弛豫特性，在弛豫时间近似的流行方法获得的结果相反。
2010-11-18 cond-mat.mes-hall
Excitonic effects in the optical conductivity of gated graphene
我们研究了电子-电子相互作用的影响下施加偏压的石墨烯的光学电导率，并推导出一个概括的艾略特公式，通常用于半导体，光强度。我们表明，{ \it激子共振}是负责的实验测量的中红外响应的石墨烯，如增加的电导率超过“通用”值以上的费米阻断制度，在阈值处的吸收加宽，并在较高的频率下的光学电导率的降低的几个功能。我们的结果也符合{ \it ab initio}计算的中性制度。
2010-07-05 cond-mat.mes-hall
Photo-thermal response in dual-gated bilayer graphene
通过光学和输运测量研究了带隙双层石墨烯的光伏和辐射热光响应。在1.5 μ m的脉冲符合技术被用来测量响应时间作为温度的函数。测辐射热和光伏响应时间被发现是相同的，这意味着光伏响应也受热电子热弛豫。在3 - 100 K温度范围内，τ的响应时间约为100 - 20 ps。在10 K以上，观察到弛豫时间τ = 25 +/- 5 ps，与噪声内的温度无关。
2013-02-20 cond-mat.mes-hall
Origins of leakage currents on electrolyte-gated graphene field-effect transistors
石墨烯场效应晶体管广泛用于生物传感器的开发。然而，关于其运作细节的某些基本问题尚未完全了解。这些问题之一是在电解质门控配置中存在门控（泄漏）电流。在这里，我们报告我们的观察考虑这种现象的原因化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯。我们观察到，栅极电流反映了发生在晶体管表面上的电流，类似于电化学电池中的工作电极-对电极对电流。在场效应测量中，当石墨烯沟道被空穴掺杂时，栅极电流是电容性的，而当石墨烯沟道被电子掺杂时，栅极电流是法拉第性的。法拉第电流归因于溶解在水溶液中的氧的减少，并且其幅度随着每次测量而增加。我们采用循环伏安法与氧化还原探针Fc（MeOH）2来表征的石墨烯结构的变化，负责这种激活。总的来说，我们的研究结果表明，通过在晶体管的表面上的催化氧还原的过程中出现更多的缺陷。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall
Giant tunable magnetoresistance of electrically gated graphene ribbon with lateral interface under magnetic field
研究了磁场作用下具有横向n-p结和e-n-p结的电选通石墨烯带的量子动力学和动力学。结果表明，准粒子沿n-p界面跳跃的蛇形态在带电导的主要半经典部分不出现。预测和解析计算了n-pn结带电导的巨振荡。根据带内结的数量，通过磁场或栅极电压的极小变化，其磁阻可以可控地改变50% - 90%。
2016-09-21 cond-mat.mes-hall
Metal-semiconductor behavior along the line of stacking order change in gated multilayer graphene
研究门控多层石墨烯沿扶手椅方向堆垛序变化时的电子行为，发现断裂层导致的缺陷使拓扑态分裂产生能隙，特定门压下恢复金属性并出现平带，电荷随门压在外层间振荡。
2024-03-17 cond-mat.mes-hall
Transient stimulated emission from multi-split-gated graphene structure
在中红外光谱区，提出了具有多分裂（叉指）顶栅和接地背栅的石墨烯中瞬态布居反转的机制，并对其进行了研究。有效的受激发射后，由于漂移扩散过程中的载流子的快速横向扩展被发现的情况下，缓慢的电子空穴复合在无源区。我们表明，与大的栅极到石墨烯的距离的漂移过程总是先于扩散过程，由于无效的屏蔽面内电场的栅极。对于放置在由顶栅和背栅形成的波导中的单层和多层石墨烯的情况，发现具有高于100 cm $^{-1}$的增益的激光发射的条件。分析了波导损耗和温度效应。
2013-07-14 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
Edge proximity-induced magnetoresistance and spin polarization in ferromagnetic gated bilayer graphene nanoribbon
利用Landauer方法研究了具有锯齿形边缘的Normal/Ferromagnetic/Normal双层石墨烯纳米管结的自旋相关相干输运.在更现实的设置中，交换场由沉积在带边缘上的两个铁磁绝缘体条引起，而垂直的电场由顶部门控电极施加。结果表明，对于反平行结构，带隙打开，导致半导体行为，而对于平行结构，能带结构没有带隙。因此，通过改变感应磁化的排列可以实现巨磁阻。在平行配置上施加垂直电场，导致自旋场效应晶体管，其中在狄拉克点周围发生完全自旋极化。为了将我们的结果与单层石墨烯的结果进行比较，我们证明了反射对称性以及宇称守恒在具有锯齿形边缘的双层石墨烯纳米带中失败。
2014-01-09 cond-mat.mes-hall
In-situ Raman Spectroscopy of the Graphene / Water Interface of a Solution-Gated Field Effect Transistor: Electron-Phonon Coupling and Spectroelectrochemistry
我们提出了一种新的测量方法，该方法结合了基于4 H-SiC（0001）上外延双层石墨烯的溶液门控场效应晶体管的电学特性与同步拉曼光谱。通过改变栅压，我们观察到了与共振电子-声子耦合有关的拉曼信号。对这些拉曼谱带的分析使得能够提取系统的几何电容和精确计算双层石墨烯的费米能级。有意应用更高的栅极电压使我们能够触发电化学反应，我们通过拉曼光谱原位跟踪。反应表现出部分可逆的字符，如指定的C-H和Si-H振动模式的峰的出现/消失，以及增加/减少的缺陷相关的拉曼D带强度所示。我们的设置提供了一个非常有趣的平台，为未来的光谱电化学研究电诱导吸附过程的石墨烯在微米尺度上。
2015-08-14 cond-mat.mes-hall
Tuning of quantum interference in top-gated graphene on SiC
我们报告的量子干涉测量在顶部栅霍尔条的单层石墨烯外延生长在Si面的SiC，其中实现了从负到正的磁阻的转变，不同的温度和电荷密度。系统地研究了准粒子量子干涉和电子-电子相互作用对磁电阻效应的量子修正。我们分析了影响磁输运的不同散射机制在$-2.0 \times 10^{10}$ cm $^{-2}$到$3.75 \times 10^{11}$ cm $^{-2}$密度区域的贡献，并发现电荷密度对谷内散射时间的显著影响。此外，我们观察到调制的电子-电子相互作用的电荷密度不占目前的理论。我们的研究结果阐明了量子输运在基于SiC的器件中的作用，这将与基于石墨烯的相干电子技术的发展相关。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall
Super-ideal diodes at the Schottky-Mott limit in gated graphene-WSe$_2$ heterojunctions
金属-半导体界面，称为肖特基结，长期以来一直受到缺陷和杂质的阻碍。这种缺陷通过钉扎金属费米能来控制结的电特性。我们报告测量氮化硼封装的石墨烯-钨二硒化物（WSe $_2$）肖特基结，具有理想的二极管特性和完全缺乏费米能级钉扎。该器件的肖特基势垒高度通过WSe $_2$的静电门控进行严格调整，从而能够在单个器件中对肖特基-莫特极限进行实验验证。利用这种特殊的栅极控制，我们实现了一个超理想的栅肖特基二极管，超越了理想二极管的限制。我们的研究结果提供了一种无缺陷的二维半导体电接触的途径，并开辟了具有高效开关特性和更高效率的光电子器件的电路的可能性。
2018-11-06 cond-mat.mes-hall
High Photocurrent in Gated Graphene-Silicon Hybrid Photodiodes
基于石墨烯/硅（G/Si）异质结的器件已经被证明是潜在地与半导体技术兼容的高响应度光电探测器。这样的G/Si肖特基结二极管通常与栅控G/二氧化硅（SiO $_2$）/Si区域并联，其中石墨烯接触。在这里，我们利用扫描光电流测量调查的空间分布，并解释在这些设备中的光电流产生的物理起源。我们观察到明显更高的光电流下的隔离区的石墨烯的SiO $_2$相邻的G/Si的肖特基结。在此之前需要一定的阈值电压（V $_T$），并且其起源类似于金属氧化物半导体场效应晶体管中的阈值电压。一个物理模型用来解释大的光电流下的SiO $_2$的反型层在Si中的形成。我们的研究结果有助于对石墨烯/半导体混合器件的基本理解，这反过来又有助于设计基于这种2D/3D异质结的高效光电子器件和系统。
2017-05-30 cond-mat.mes-hall
Dual-gated bilayer graphene hot electron bolometer
红外线的检测对于安全、医学、天文学、材料科学和生物学中的各种应用至关重要。通常采用不同的材料和检测机制来优化不同光谱范围内的性能。石墨烯是一种独特的材料，具有从远红外到紫外的强的、几乎与频率无关的光-物质相互作用，具有宽带光子学应用的潜力。此外，石墨烯的小电子-声子耦合表明，热电子效应可以在相对较高的温度下用于快速和高灵敏度的检测器，其中光能仅加热小比热电子系统。在这里，我们展示了这样一个热电子测辐射热计使用双层石墨烯，是双栅极，以创建一个可调的带隙和电子温度依赖的电导率。测得的大电子-声子热阻与理论估计的幅度和温度依赖性非常一致，并且使我们的石墨烯测辐射热计在5 K的温度下工作，具有低噪声等效功率（33 fW/Hz 1/2）。我们采用泵浦-探测技术直接测量我们的器件的固有速度，在10 K时>1 GHz。
2011-11-04 cond-mat.mes-hall
Perfect Reflection of Chiral Fermions in Gated Graphene Nanoribbons
我们描述了通过门控金属石墨烯纳米带使用非平衡格林函数方法的理论研究的结果。虽然与量子场论的类比预测完美的传输手征费米子通过门控区在一维，我们发现\emph{perfect reflection}的手征费米子在扶手椅带的特定配置的门。这种效应应该可以在由带电碳纳米管门控的窄石墨烯收缩中测量。
2009-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dual top gated graphene transistor in the quantum Hall regime
我们研究了使用双顶栅几何结构的石墨烯场效应晶体管中的电荷密度和载流子类型的局部调制的效果。两个顶栅导致多个\emph{p-n}结的形成。在低温和磁场存在下的电子输运测量显示了不同的整数和分数量子化电导平台。我们解释这些结果的基础上的边缘通道的混合，并发现，不均匀性起着重要的作用，在定义这些高原，计量应用的\emph{p-n}结的关键问题的精确量化。
2011-08-16 cond-mat.mes-hall
Strain-induced modifications of transport in gated graphene nanoribbons
我们研究了均匀和非均匀形变以及边缘无序对栅控石墨烯纳米带电导的影响。在均匀应变增加的情况下，这种器件的电导在获得共振结构之前首先减小，并且最终在较大应变下被完全抑制。边缘无序诱导模式混合的接触区域，这可以恢复其弹道值的电导。由不均匀变形引起的谷反对称伪磁场导致形成附加的共振态，其源自于耦合到延伸通过系统的法布里-珀罗状态，或者源自于形成位于接触附近的状态，其中伪磁场最大。特别地，n=0的伪朗道能级通过靠近电荷中性点的两组电导共振来表现自己。
2014-09-23 cond-mat.mes-hall
Insulating behavior at the neutrality point in dual-gated, single-layer graphene
的命运的低温电导在电荷中性（狄拉克）点在一个单一的石墨烯片的研究下降到20 mK。随着温度降低，峰值电阻率以幂律行为发散，并且在最低温度下变得高达每平方几兆欧，与通常观察到的电导率饱和相反。当施加垂直磁场时，我们的器件保持绝缘并直接转变为破谷对称性，nu=0量子霍尔态，这表明我们在零磁场下观察到的绝缘行为是破谷对称性的结果。最后，我们讨论了这种效应的可能来源。
2013-01-15 cond-mat.mes-hall
Electrostatic confinement of electrons in an integrable graphene quantum dot
我们比较了未掺杂的石墨烯片的电导与一个小的区域受到静电门电位的情况下，在门控区域的动态是定期的（盘形区域）和经典的混乱（体育场）。对于光盘，我们发现尖锐的共振，缩小后，减少门控区域的面积分数。我们把这种观察与受限电子态的存在联系起来。对于体育场，电导失去其依赖于门控区域的面积分数，这表明狄拉克准粒子在门控区域中缺乏约束与混沌经典电子动力学的门控电压。
2009-06-10 cond-mat.mes-hall
Spin rotations induced by electron running on closed trajectories in gated semiconductor nanodevices
提出了一种实现单电子自旋变换的量子门的设计。自旋旋转是由电子绕着门控半导体器件中的闭环运动来执行的。我们演示了非，相位翻转和阿达玛量子门，即最常用的单量子比特门的算法的操作。该器件利用了电子波包与电极上电子气相互作用的自聚焦效应和Rashba自旋轨道耦合效应。由于自聚焦效应，电子以紧凑的波包运动。自旋-轨道耦合将电子的空间运动转化为自旋的旋转。该器件不需要微波辐射，并使用低恒定电压工作。因此，它适用于较大寄存器中的选择性单自旋旋转。
2008-07-11 cond-mat.mes-hall
Terahertz and Infrared Spectroscopy of Gated Large-Area Graphene
我们制作了一个厘米大小的单层石墨烯器件，具有栅电极，可以调制太赫兹和红外波的传输。利用时域太赫兹光谱和傅里叶变换红外光谱在一个较宽的频率范围内（10-10000 cm^{-1}），我们测量了动态电导率的变化引起的电门和热退火。这两种方法都能够有效地调节费米能量E_F，这反过来又修改了太赫兹的Drude类带内吸收以及中红外带间吸收的“2E_F起始”。这些结果不仅提供了对石墨烯中狄拉克费米子电磁响应的基本见解，而且还展示了大面积石墨烯器件的关键功能，这些功能是太赫兹和红外光电子器件所需的。
2012-04-21 cond-mat.mes-hall
Characterizing top gated bilayer graphene interaction with its environment by Raman spectroscopy
在这项工作中，我们研究的光学声子模式的行为，在双层石墨烯器件通过施加顶栅电压，使用拉曼散射。我们观察到的拉曼G带的分裂，因为我们调整的费米能级的样品，这是解释的拉曼（Eg）和红外（Eu）声子模式的混合，由于在两个层中的不同掺杂。我们从理论上分析了我们的数据在双层石墨烯声子自能，其中包括非均匀的载流子掺杂之间的石墨烯层。我们表明，实验和理论模型之间的比较不仅给出了双层石墨烯器件中总电荷浓度的信息，而且还允许分别量化来自系统顶部和底部的无意电荷的量，从而表征双层石墨烯与周围环境的相互作用。
2011-04-19 cond-mat.mes-hall
Gate tunable non-linear currents in bilayer graphene diodes
研究了双栅双层石墨烯器件的电输运随电荷密度和带隙的变化。顶栅电极可用于局部控制费米能级以在双栅区和单栅区之间产生PN结。这些双层石墨烯pn二极管的特征在于非线性电流和定向电流整流，并且我们显示源漏电压的整流方向可以通过使用栅极电压来控制。PN结特性的系统研究允许提取范围从0 meV到130 meV的栅极相关带隙值。
2012-01-05 cond-mat.mes-hall
Interactions and screening in gated bilayer graphene nanoribbons
从理论上研究了库仑相互作用对栅电极覆盖的双层石墨烯纳米带电子性质的影响。在Hartree近似下自洽地计算了电子密度分布和电势分布。与它们的单粒子对应物的比较揭示了相互作用和屏蔽的影响。由于纳米晶的有限宽度与电子排斥的组合，栅极感应电子倾向于沿着BGN边缘积累，其中电势呈现尖锐的三角形形状。这对电子和空穴带之间的能隙有深远的影响，该能隙非单调地依赖于栅极电压并且在中间电场下塌陷。我们解释这种行为的相互作用引起的翘曲的能量色散。
2010-06-09 cond-mat.mes-hall
Piezoconductivity of gated suspended graphene
我们研究了在栅极上变形的石墨烯片的导电性。形变对电导率的影响是双重的：晶格畸变可以用狄拉克方程中的赝矢量势来表示，而门引起不均匀的密度重新分布。我们使用弹性理论找到的石墨烯片的轮廓，然后通过传输矩阵方法评估的导电性。我们发现，这两种效果提供功能上不同的贡献的电导率。对于小的变形和不太高的残余应力，由于电荷重新分布的校正占主导地位，并导致电导率的增强。对于更强的变形，晶格畸变的影响变得更加重要，并最终导致电导率的抑制。我们考虑均匀变形和局部变形。我们还建议，电荷重新分布的效果可以在包含两个栅极的设置中最好地测量，一个固定整体电荷密度，另一个使石墨烯局部变形。
2010-06-25 cond-mat.mes-hall
Bottom-gated epitaxial graphene suitable for half-integer quantum metrology ?
我们证明了在SiC衬底的C面上生长的外延石墨烯器件的载流子浓度被掩埋栅极有效地调制。栅极是通过在表面以下200 nm的SiC晶体中注入氮原子来制造的，并且在40 K-80 K的中间温度下工作良好。狄拉克点是观察到在适度的栅极电压（1- 20 V）取决于表面制备。对于低于40 K的温度，栅极是低效的，因为掩埋沟道被冻结。然而，石墨烯中的载流子浓度保持非常接近于T \sim 40 K处设定的值。在T \sim 4 K下，在不同浓度下观察到的半整数量子霍尔效应证明了平行导电的存在。这些观测结果为更好地理解外延石墨烯的固有特性铺平了道路，并有望用于量子精密测量等应用。
2011-07-13 cond-mat.mes-hall
The role of charge traps in inducing hysteresis: capacitance - voltage measurements on top gated bilayer graphene
理解来自顶栅石墨烯晶体管的沟道电阻中的滞后的起源对于晶体管应用是重要的。跨顶部栅控双层石墨烯上的栅极氧化物的电容-电压测量显示具有约100 μs的充电和放电时间常数的滞后。然而，石墨烯沟道两端的测量电容没有显示出任何滞后，但是由于出现了阶而显示出在高沟道电压下的突然跳跃，这表明栅极和源极之间的滞后的起源是由于栅极氧化物和石墨烯界面中存在的电荷陷阱。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dual-gated graphene devices for near-field nano-imaging
基于石墨烯的异质结构显示出各种现象，这些现象可以通过静电局部门来强烈地调节。单层石墨烯（MLG）具有可调的表面等离子体激元，如通过扫描纳米红外实验所揭示的。在双层石墨烯（BLG）中，垂直位移场诱导出电子能隙。带隙BLG被预测显示不寻常的效果，如等离子体激元放大和域壁等离子体激元具有显着更大的寿命比MLG。此外，各种相关的电子相位高度敏感的位移场已被观察到扭曲的石墨烯结构。然而，在纳米红外实验中应用垂直位移场只是最近才成为可能（参考文献1）。在这项工作中，我们充分表征两种方法来实现纳米光学兼容的顶门：双层$\text{MoS}_2$和MLG。我们进行纳米红外成像的两种类型的结构和评估其优点和缺点。我们的工作为石墨烯异质结构中相关现象和等离子体效应的综合近场实验铺平了道路。
2021-03-22 cond-mat.mes-hall
