Graphene armchair nanoribbon single-electron transistors: The peculiar influence of end states
我们提出了一个相互作用的石墨烯扶手椅型纳米量子点的微观理论。长程相互作用过程是造成库仑阻塞和自旋-电荷分离的原因。短程的，从底层的蜂窝状晶格的石墨烯，涂抹自旋-电荷分离和诱导之间的交换相关性散装电子-离域的带-和单电子本地化在两端。结果，出现了体自旋不再是守恒量的纠缠端体态。纠缠的特征是在一个完全对称的设置中由于量子禁戒跃迁而发生的负微分电导效应。
2009-10-26 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable supercurrent and multiple Andreev reflections in a superconductor-topological insulator nanoribbon-superconductor hybrid device
报道了在体绝缘BiSbTeSe $_2$拓扑绝缘体纳米取向（TINR）约瑟夫森结（JJ）中观察到的具有超导Nb接触的栅极可调邻近感生超导性和多次Andreev反射（MAR）。我们观察到一个栅极可调的临界电流（$I_C$）的栅极电压（$V_g$）以上的电荷中性点（$V_{CNP}$），与$I_C$高达430 nA。我们还观察到MAR峰的微分电导（$dI/dV$）与直流电压（$V_{dc}$）对应的次谐波峰的结（在$V_{dc} = V_n = 2Δ_{Nb}/en$，其中$Δ_{Nb}$是超导间隙的Nb接触和$n$是次谐波阶）。次谐波级$n$表现出$V_g$依赖性，并且对于$V_g = 40$ V达到$n = 13$，表明Nb接触对TINR的高透明度。我们的观察铺平了道路，探索使用TINR的拓扑保护设备，可能会举办异国情调的物理，如马约拉纳费米子的可能性。
2017-10-10 cond-mat.mes-hall
Influence of edge magnetization and electric fields on zigzag silicene, germanene and stanene nanoribbons
利用多轨道紧束缚模型，研究了在库仑相互作用和垂直电场作用下，锯齿形硅烯、锗烯和锡烯纳米带（分别为ZSiNRs、ZGeNRs和SnNRs）的边缘态.由于多轨道效应，所得到的边缘态具有非线性能量色散，并且纳米带在边缘处显示出感生磁化。由于这种非线性色散，ZSiNR、ZGeNR和ZGeNNR可能无法在场效应晶体管中提供优异的性能，如已经从单轨道紧束缚模型计算中提出的那样。我们提出了一个有效的低能量模型，描述了ZSiNRs，ZGeNRs，和ZGeNRs的边缘状态。我们表明，边缘状态的ZGeNR和ZGeNNR显示反交叉的带与相反的自旋，即使只有面外的边缘磁化存在。通过施加电场来调节边缘态的自旋极化的能力指出了未来制造硅烯、锗烯和锡烯纳米带作为自旋电子器件的机会。
2018-10-01 cond-mat.mes-hall
The electronic and optical properties of graphene nanoribbons under the influence of the periodic strain
本研究通过多种最近邻跃迁模式分析单轴周期性应变下石墨烯纳米带的特性，发现跃迁模式可调控能带与态密度，明确了波函数宇称与光学选择定则的关系，揭示了吸收曲线的形成机制。
2024-11-02 cond-mat.mes-hall
Effective mass versus band gap in graphene nanoribbons: influence of H-passivation and uniaxial strain
利用紧束缚近似和第一性原理计算的参数建立了一个简单的模型，研究了边缘钝化和单轴应变对扶手椅型石墨烯纳米带（AGNRs）电子有效质量的影响.我们表明，这些影响可以通过简单地修改模型参数，即在相同的模型哈密顿描述，跳跃积分和现场能量。我们的模型揭示了一个线性的有效质量对带隙的H-钝化AGNRs的小带隙。对于大的带隙，有效质量与带隙的关系是抛物线型的，并对不同族的AGNR进行了解析拟合。带隙和有效质量在应变下都呈现出近似周期性的锯齿形变化，表明即使施加应变，有效质量仍与带隙成比例。我们的计算可用于研究载流子迁移率在本征AGNRs半导体中的声子散射的载流子是占主导地位的散射机制。
2014-06-04 cond-mat.mes-hall
High-harmonic generation enhancement with graphene heterostructures
我们调查高次谐波产生的石墨烯异质结构组成的金属纳米带从石墨烯片分离的几个纳米层的氧化铝或原子单层的六方氮化硼。相对于外部施加的泵浦，纳米带放大了石墨烯层处的近场，从而使我们能够在中红外线中以适度的泵浦功率观察碳单层中的三次和五次谐波产生。我们研究了非线性信号对带宽度和间隔物厚度的依赖性，以及泵浦功率和偏振，并证明了相对于裸石墨烯的增强因子分别达到1600和4100的三次和五次谐波产生。我们的工作支持使用石墨烯异质结构来选择性地增强感兴趣的特定非线性过程，这是设计纳米级非线性器件的基本能力。
2022-03-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electronic properties of phosphorene and graphene nanoribbons with edge vacancies in magnetic field
石墨烯和磷烯纳米结构在物理学的实际研究中有着巨大的应用潜力。然而，他们的合成方法仍然不允许生产具有完整分子结构的完美材料。在本文中，原子空位的发生被认为是锯齿形磷烯和石墨烯纳米带的边缘结构。对于不同浓度的边缘空位，它们对金属性能的影响进行了研究。对不同尺寸的晶胞进行了计算。此外，对于较小的尺寸，增加了均匀磁场的影响。
2018-02-22 cond-mat.mes-hall
Energy transfer in strained graphene assisted by discrete breathers excited by external ac driving
在本分子动力学研究中，外部交流驱动在声子谱之外的频率下用于激发均匀应变的石墨烯纳米颗粒中的间隙DB。将谐波位移或谐波力施加到石墨烯的锯齿形原子链。在前一种情况下，非传播的DBs被激发的原子旁边的驱动原子，而在后一种情况下，激发的DBs沿纳米取向传播。详细研究了DBs辅助下沿纳米尺度的能量传递，讨论了简谐位移驱动和简谐力驱动的区别。得出的结论是，在声子谱频率外的外部驱动的幅度不一定是大的，以获得显着的能量转移到系统。总的来说，我们的研究结果表明，即使在相对较小的驱动幅度的外部谐波驱动可以用来控制DBs的激励，从而能量转移到系统。
2017-01-13 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Influence of electric and magnetic fields and $σ$-edge bands on the electronic and optical spectra of graphene nanoribbons
系统研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带在面内横向电场和垂直磁场作用下的电学和光学性质。我们的计算是在广义多轨道紧束缚模型的基础上进行的，该模型考虑了（s，$p_x$，$p_y$，$p_z$）原子轨道之间的跳跃积分以及外部电场和磁场。电子结构由源自$p_z$轨道的$π$带和源自（s，$p_x$，$p_y$）轨道的$σ$带组成。的能带和光谱的多样化的性质的边缘的纳米和强度的外部领域。扶手椅型GNR除了低能的$σ$能带外还显示出宽度依赖的能隙，而Z字形系统具有未填充的平带和在零能量处的$π$边缘态以及部分填充的宽范围$σ$能带。外加面内电场导致能带分裂和费米能级移动，从而丰富了带间和带内的光学电导率。外磁场和边缘几何形状之间的相互作用产生了非常量子化的朗道能级和特殊的光谱。
2021-03-26 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
First-principles study of heat transport properties of graphene nanoribbons
结合密度泛函理论和非平衡格林函数方法，研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带的热导率。由于石墨烯纳米带的声子色散的各向异性，锯齿形带具有比宽度相当的扶手椅带更高的热导率：锯齿形带中的低频带比扶手椅带中的低频带更分散。有和没有氢钝化的边缘修改的原子结构，并最终影响声子的热输运不同的两种带类型。
2011-08-04 cond-mat.mes-hall
First-principles study of the terahertz third-order nonlinear response of metallic armchair graphene nanoribbons
利用含时微扰理论计算了金属扶手椅型石墨烯纳米带的太赫兹三阶非线性电导。在很宽的温度范围内观察到本征三阶电导的显着增强的结果为非本征的2D单层石墨烯。我们还研究了|E_F| <<200 meV的非本征金属acGNR的非线性响应。我们发现，三阶电导表现出很强的费米能级依赖在低温下。克尔电导作为温度的函数的三阶临界场强为1和5 kV/m之间的计算。对于三次谐波电导，计算出的最小临界场约为5 kV/m。
2016-05-31 cond-mat.mes-hall
Anderson disorder in graphene nanoribbons: A local distribution approach
无序效应强烈影响石墨烯基纳米器件的输运性质，甚至影响到安德森局域化的程度。从局域态密度及其分布函数出发，分析了实际尺寸石墨烯纳米带的局域化特性。特别是，我们确定的时间演化和本地化长度的单粒子波函数依赖于带状扩展和边缘几何形状，以及对无序类型和强度。
2009-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Carrier Density and Magnetism in Graphene Zigzag Nanoribbons
在$π$轨道Hubbard模型平均场近似下研究了锯齿形石墨烯纳米颗粒中载流子密度对磁性的影响。半填充的结构改变了磁性，导致了带内电荷密度变化和相对边缘平行自旋排列的状态。有限的载流子密度导致边缘附近的自旋密度稳步下降，最终导致磁性消失。在低掺杂浓度下，系统表现出多铁性秩序的趋势，其中边缘电荷和自旋同时极化。
2009-06-25 cond-mat.mes-hall
Plasmons in phosphorene nanoribbons
本研究基于第二性原理理论框架，揭示了磷烯纳米带中等离激元在边缘终止和掺杂极性上的高可调谐性，能在中等掺杂下驱动高效高次谐波产生，确立了其作为非线性等离激元学多功能材料的地位。
2023-05-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Zigzag nanoribbons of two-dimensional hexagonal crystals: magnetic, topological and thermoelectric properties
从理论上分析了电子-电子相互作用和自旋-轨道相互作用对二维六方晶体锯齿形纳米带基态磁位形以及相应的热电和自旋热电性质的影响。还考虑了准稳磁态的热电性质。特别感兴趣的是库仑和自旋轨道相互作用的拓扑边缘状态和拓扑绝缘体和传统的间隙绝缘体状态之间的过渡的影响。结果表明，这两种相互作用的相互作用也有显着的影响纳米带的运输和热电特性。自旋-轨道相互作用另外确定了面内易磁化轴。与平面内的纳米带的热电性能的磁矩的边缘磁矩垂直于他们的平面取向的纳米带进行了比较。纳米带的铁磁对齐的边缘力矩显示，除了传统的自旋热电。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall
Centered honeycomb NiSe2 nanoribbons, structure and electronic properties
准一维纳米带是纳米电子学的理想候选材料，本文利用密度泛函理论研究了一种新型的一维纳米带，即：中心蜂窝状NiSe 2纳米带的结构和电子性质.根据晶体学和边缘的原子组成，这些带状物可以属于六（两）个锯齿形（扶手椅）家族之一。在锯齿族中，经过边缘重构，所有裸带都是金属的。边缘氢钝化的影响产生的六个家庭中的两个带隙。对于扶手椅型纳米带，几何重构导致具有小带隙的半导体，并且边缘的氢钝化将带隙增加至约0.6 eV。
2013-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of Edge Functionalization on Electronic and Optical Properties of Armchair Phosphorene Nanoribbons: a First-Principles Study
在这项工作中，我们提出了一个系统的第一性原理密度泛函理论为基础的研究的几何形状，电子结构和光学性质的扶手椅型磷烯纳米带（APNR），目的是了解边缘钝化的影响。考虑宽度范围从0.33 nm至3.8 nm的带，其边缘用基团H、OH、F、Cl、S和Se官能化。优化了各种APNR的几何构型，并通过计算它们的形成能来检查其稳定性。利用弛豫几何结构，计算了它们的能带结构和光学性质。如所预期的，原始APNR表现出显著的边缘重构，使它们成为间接带隙半导体，除了观察到直接带隙的一个宽度{ \normalsize{}（$N=5$，其中$N$是宽度参数）}。边缘钝化的APNR被发现是直接带隙半导体，带隙在$Γ$ -点，在这项工作中考虑的所有官能团。为了获得带隙的准确估计，还使用HSE 06混合泛函对几个APNR进行了计算。我们的计算表明，官能团对窄APNR的带隙和光学性质有显着的影响。对于较宽的钝化带，随着带宽的增加，带隙收敛到几乎相同的值，与组无关。我们还进行了计算，包括自旋轨道耦合（SOC）的氢钝化APNR与$N=5$和11。我们发现SOC对所研究的APNR的能带结构没有显著的影响。然而，对于较宽的APNR，在超过5eV的光学吸收光谱中观察到峰强度的降低。
2020-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Magnetic Properties of 1T-TiSe2 Nanoribbons
受最近单层TiSe 2合成的启发，我们使用最先进的密度泛函理论计算来研究这种材料的锯齿形和扶手椅边缘纳米带的结构和电子性质。我们的分析表明，不同于其他超薄材料，如石墨烯，TiSe 2纳米带有一些独特的性能。纳米带的电子带隙随宽度呈指数下降，并且对于宽于20埃的带消失。对于超窄边缘的纳米带，我们发现奇-偶振荡的带隙宽度，虽然他们的能带结构表现出类似的功能。此外，我们详细的磁基态分析表明，锯齿形和扶手椅形边缘的带具有不同的基态。在结构的边缘用氢钝化悬挂键影响能带色散。我们的研究结果揭示了类似晶体结构的T相纳米带的特性。
2015-09-11 cond-mat.mes-hall
Coherent transport through graphene nanoribbons in the presence of edge disorder
我们模拟电子输运通过实验上可实现的尺寸（长度L高达2微米，宽度W约40 nm）的石墨烯纳米带在粗糙的边缘散射的存在下。我们的数值方法是基于一个模块化的递归格林函数技术，具有次线性缩放与L的计算工作。我们确定了破坏的A-B亚晶格（或手征）对称性和K-K'散射的影响，通过傅立叶光谱的个别散射状态。对于长带，我们发现安德森本地化的散射状态与一个定义良好的指数衰减超过10个数量级的振幅。
2012-12-08 cond-mat.mes-hall
Extended high-harmonic spectra through cascade resonance in confined quantum systems
研究受限量子系统中高次谐波的产生对于建立从原子和分子到大块固体的谐波产生的完整物理图像至关重要。基于一个多层次的方法，我们演示了如何带内共振显着影响谐波谱通过电荷泵到更高的子带，从而重新定义的截止定律。作为一个证明的原则，我们考虑的相互作用的石墨烯纳米带，锯齿形以及扶手椅终端，和沿交叉带方向极化的共振场。在这里，由于许多几乎等距分离的能级，这种效应特别突出。在这种情况下，当场强超过临界阈值时，高次谐波产生中可以发生级联共振效应，这与原子、分子和块状固体的谐波产生机制完全不同。我们进一步讨论的影响，不仅为其他系统中的纳米几何形状，而且系统中只有几个子带（能级）满足这个频率匹配条件，考虑一个广义的多层次的哈密顿。我们的研究强调，级联共振承担根本不同的影响谐波产生的法律，特别是基于激光持续时间，场强和波长的截止定律，从而揭开了固态高次谐波产生的新见解。
2021-12-16 cond-mat.mes-hall
Selected graphenelike zigzag nanoribbons with chemically functionalized edges: Implications for electronic and magnetic properties
众所周知，存在广泛种类的准二维类石墨烯纳米材料，其在许多方面可以优于石墨烯。因此，除了石墨烯之外，注意力还集中在锡烯（弯曲的蜂窝结构）和磷烯（褶皱的蜂窝结构）上。它示出，根据掺杂，这些材料可以具有磁有序的边缘。磁相位的计算图说明，一方面，石墨烯和锡烯的n型掺杂的窄锯齿形纳米带在边缘之间具有反铁磁性对齐的磁矩。然而，另一方面，在磷烯纳米带的情况下，对于p型掺杂，Z字形边缘可以具有铁磁性对齐的磁矩。边缘磁性严重影响纳米带的输运性质，并且如果充分控制，可以使它们对自旋电子学有吸引力。
2019-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning edge state localization in graphene nanoribbons by in-plane bending
石墨烯的电子性质受几何约束和应变的影响。我们研究了平面内弯曲的石墨烯纳米带的电子结构，其中限制和应变相结合的系统。为了了解它的电子性质，我们开发了一个紧束缚模型，具有较小的计算成本，是基于指数衰减的跳跃和重叠参数。使用这个模型，我们表明，锯齿形石墨烯纳米带的边缘状态是敏感的弯曲和开发一个有效的分散，可以描述的一维原子链模型。由于电子在边缘的速度与色散的斜率成比例，因此随着弯曲强度的增加，边缘态逐渐离域。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
Effect of Edge Roughness on Electronic Transport in Graphene Nanoribbon Channel Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors
报道了量子力学模拟结果，研究了石墨烯纳米晶金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）中边缘无序对输运的影响。边缘无序的添加显著降低了导通状态电流并增加了截止状态电流，并且在器件之间引入了广泛的可变性。这些效果会随着色带宽度的增加和边缘的平滑而减小。然而，带隙随着宽度的增加而减小，从而增加了带间隧穿介导的亚阈值漏电流，即使是完美的纳米带。这些结果表明，如果在制造过程中没有原子级精确的边缘控制，通过使用石墨烯来实现MOSFET性能增益将是困难的。
2007-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Step edge-mediated assembly of periodic arrays of long graphene nanoribbons on Au(111)
研究了基底台阶对Au（111）表面自下而上制备原子级石墨烯纳米带（GNRs）的影响。发现直的表面台阶促进具有增强的链间π-π堆积相互作用的聚合物的长且紧凑的阵列的组装，这产生了对环化脱氢的空间位阻效应以抑制聚合物末端的H钝化。修改后的两阶段生长过程中的GNRs的周期性阵列的结果与加倍的平均长度附近的步骤边缘。
2019-09-09 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Enhancement of thermoelectric figure of merit in zigzag graphene nanoribbons with periodic edge vacancies
研究了锯齿型石墨烯纳米带中周期性边缘空位和反点阵列对石墨烯纳米带热电性能的影响。利用格林函数方法，电子哈密顿量的紧束缚近似和声子动力学矩阵的第四近邻近似，计算了Seebeck系数和热电优值.研究发现，当空位在锯齿形纳米晶的两边按一定的周期性排列时，会出现有限的带隙，并出现几乎两倍的简并能级。结果，塞贝克系数显著增加。它示出了一个额外的增强的热电优值可以通过周期性的边缘缺陷与反点阵列的组合来实现。
2016-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Optical Susceptibilities and Linear Absorption in Phosphorene Nanoribbons: Ab initio study
采用密度泛函理论（DFT）方法计算了氢钝化扶手椅型和锯齿型磷纳米带（aPNR和zPNR）以及α相磷单层膜的线性光学吸收谱和非线性光学系数。我们注意到：（a）晶向对带边吸收有很强的影响，这导致光学各向异性以及通过增加纳米晶宽度而导致吸收光谱的红移。(b)吸收值在$10^{5} cm^{-1}$的数量级，与实验测量值相似。(c)纳米带中的二阶非线性光学极化率$χ^{(2)}$有两个数量级的增强，这是由于氢表面终止破坏了单层磷烯的中心对称结构而产生的。(d)结果表明，磷烯单分子层和纳米带的三阶极化率$χ^{(3)}$约为$~10^{-13}$ esu（$~10^{-21} \frac{m^{2}}{V^{2}}$），与实验报道值和最近半解析法计算值吻合较好.这有力地支持了我们的方法在计算磷烯和一般其他纳米结构的非线性光学极化率的可靠性。磷烯二阶非线性光学效应的增强为光子学应用提供了更好的二次谐波和频率差（THz）。
2017-10-16 cond-mat.mes-hall
On the identification of pristine and defected graphene nanoribbons by phonon signatures in the electron transport characteristics
受最近实验的启发，在最近实验中，测量了跨越悬浮在金属表面和扫描隧道显微镜尖端之间的石墨烯纳米带（GNR）的电子输运[Koch \textit{et al} .，Nat. Nanotechnol. { \bf 7}，713（2012）]，我们提出了在一系列载流子条件下长的原始和有缺陷的扶手椅和锯齿形纳米带的非弹性电子隧穿光谱（IETS）的详细的第一原理模拟。对于扶手椅带，我们发现两个强大的IETS信号约169和196 mV对应的拉曼光谱的D-和G-模式，以及由于在边缘钝化的各种类型的缺陷的额外的指纹。对于之字形带，我们表明，自旋状态强烈影响的光谱，从而提出IETS作为一个间接的证明自旋极化。
2015-01-09 cond-mat.mes-hall
Diffusion and localization in carbon nanotubes and graphene nanoribbons
我们研究了安德森无序影响下的碳纳米管和石墨烯带中的输运长度尺度。给出了任意结构量子线的态密度、弹性平均自由程和局域化长度的一般解析表达式。这些使我们能够分析整个能量范围内的电响应，包括范霍夫奇点周围的区域，传统上难以通过替代方法访问。与数值模拟的结果相比，我们表明，扩散和本地化的制度是很好地代表了在很宽的范围内的能谱的解析近似。该方法适用于金属和半导体纳米管和纳米带，但在锯齿形带的边缘状态附近发生故障。
2008-04-30 cond-mat.mes-hall
Electronic states of zigzag graphene nanoribbons with edges reconstructed with topological defects
利用紧束缚方法研究了锯齿形石墨烯纳米带的能谱和电子态密度。在Stone-Wales zz（57）边缘的情况下，与原始zz边缘相比，低能谱显著改变。我们发现在任何宽度的石墨烯纳米带中，费米能级上的电子态密度都不为零。相反，对于只有一边是七边形而另一边是五边形的带，费米能级处的能隙是开放的，DOS等于零。其原因是未补偿的拓扑荷对局域边缘态的影响，而局域边缘态本质上是拓扑的。这种行为类似于沿边缘的结构化外部电势。
2015-11-10 cond-mat.mes-hall
Quantum conductance of graphene nanoribbons with edge defects
在紧束缚模型下研究了金属石墨烯纳米带（GNRs）的电导，该纳米带的边缘具有单缺陷和弱无序。我们发现，一个单一的边缘缺陷将诱导准局域态，从而导致零电导下降。中心的能量和宽度的这种倾角是强烈依赖于几何GNRs。扶手椅型GNRs对空位比锯齿型GNRs敏感得多，但对弱散射不太敏感。更重要的是，我们发现在弱无序下，由于安德森局域化，锯齿形GNRs将从金属态转变为半导体态。但是弱无序对扶手椅型GNRs的电导只有轻微的影响。边缘缺陷对电导的影响随着GNR宽度的增加而减小。
2006-09-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in strained graphene nanoribbons: armchair vs zigzag edges
我们研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带（GNRs）中机电效应产生的波纹波对电磁场引起的自旋弛豫的影响。通过利用数值模拟支持的解析表达式，我们表明，它是可能的调谐自旋翻转行为ON和OFF由于在GNRs的潜在应用在应变器件的波纹波。这一发现类似于最近对III-V族半导体量子点中自旋电子器件的设计所做的观察，其中有效的Land $\mathrm{\acute{e}}$ $g$因子的符号变化可以通过施加栅极控制的电场来设计。特别是，我们表明，调谐的自旋延伸到更大的宽度扶手椅GNRs比锯齿形GNRs。在这里，我们还报告说，弛豫率消失一样，$L^5$。
2014-11-02 cond-mat.mes-hall
Ab initio modelling of spin relaxation lengths in disordered graphene nanoribbons†
研究了由镍原子随机分布引起的非本征自旋轨道耦合作用下扶手椅型石墨烯纳米带的自旋相关输运性质。结合递归格林函数和密度泛函理论，我们研究了带长和金属原子浓度对电导的影响。在一个给定的长度，我们观察到一个显着增强的自旋翻转通道周围的共振和费米能级以上的能量。我们还估计了自旋弛豫长度，发现在低Ni吸附原子浓度的几十微米的顺序上的值。这项研究是在奇异的带长度完全从头算方法，提供间接的证据表明，Dyakonov-Perel自旋弛豫机制可能是占主导地位的低浓度以及观察到的振荡的自旋极化。
2019-07-13 cond-mat.mes-hall
Strain-induced topological phase transition in phosphorene and phosphorene nanoribbons
利用紧束缚近似，考虑自旋轨道相互作用，预测了轴向应变下磷烯电子能带结构的拓扑相变。我们推导出一个低能TB哈密顿量，其中包括散装磷烯的自旋轨道相互作用。在结构仍然稳定的范围内施加压缩双轴面内应变和垂直拉伸应变导致拓扑相变。我们还研究了应变对锯齿形磷烯纳米带（zPNR）的影响，以及当系统处于拓扑相时形成相应的保护边缘态。对于宽度高达100 nm的zPNR，能隙比室温下的热能大至少三个数量级。
2016-08-18 cond-mat.mes-hall
Spontaneous edge-defect formation and defect-induced conductance suppression in graphene nanoribbons
我们提出了第一性原理研究的边缘缺陷（碳吸附原子和/或空位）的迁移和重组及其对锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）的电导的影响。研究发现，在室温下，吸附原子在ZGNRs的边缘是相当活跃的，而空位则几乎不活跃。一个adatom-vacancy对的重组导致一个五边形-七边形环缺陷结构具有较低的能量比完美的边缘，这意味着这样的边缘缺陷可以自发形成。这种边缘缺陷可以极大地抑制ZGNR的电导，这为理解所制备的窄GNR的半导体行为提供了一些有用的线索。
2010-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge-dependent reflection and inherited fine structure of higher-order plasmons in graphene nanoribbons
我们研究了石墨烯纳米带中的高阶等离子体激元，给出了电子边缘态和波函数精细结构对石墨烯等离子体激元的影响。基于最近邻紧束缚计算，我们发现，驻波模型的基础上非局部体等离子体激元色散是令人惊讶的准确扶手椅带状宽度甚至下降到几个纳米，我们确定了相应的相移边缘反射和有效的带状宽度。较宽的锯齿形带状物表现出类似的相移，而驻波模型描述了几纳米锯齿形带状物不太令人满意，在很大程度上是因为它们的边缘状态。我们直接证实，锯齿形带的等离子体激元的更大的加宽是由于它们的边缘状态。此外，我们报告了一个突出的精细结构中的诱导电荷的带状等离子体，扶手椅带状以下的谷间耦合引起的电子波函数振荡。有趣的是，波函数精细结构也被发现在我们类似的密度泛函理论计算，这些和紧束缚的数值计算都很好地解释与分析狄拉克理论的石墨烯带。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Rashba spin-orbit interaction in graphene armchair nanoribbons
我们研究了具有扶手椅边缘的石墨烯纳米带在Rashba自旋轨道相互作用（RSOI）的存在下。通过正弦变换对RSOI体石墨烯的紧束缚哈密顿量施加边界条件，详细研究了RSOI对光谱和自旋极化的影响.我们表明，自旋极化垂直于GNR改变符号时，反转沿GNR的动量，如果带耦合强RSOI。此外，我们推导出一个线性近似的RSOI哈密顿量，并发现只有相邻模式的能带必须考虑到，以实现良好的近似为同一频带。由于其实验的可用性和各种建议工程适当的RSOI，GNRs扶手椅边缘是一个有前途的候选人可能的自旋电子学应用。
2014-01-06 cond-mat.mes-hall
Even-odd conductance effect in graphene nanoribbons induced by edge functionalization with aromatic molecules: Basis for novel chemosensors
我们从理论上研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带（GNRs）中的电子输运，这些石墨烯纳米带被对聚苯基和聚并苯基团化学功能化，并且长度不断增加。我们的最近邻紧束缚计算表明，取决于官能团中芳环的数量是偶数还是奇数，在与相应的孤立分子的能级相匹配的能量处产生的电导与原始GNR相比分别不受影响或减少恰好一个量子。这种偶奇效应被证明起源于客体分子的电子状态之间的微妙的相互作用，所述客体分子的电子状态在空间上定位于结合位点和那些主体纳米颗粒上。接下来，我们通过采用更精确的紧束缚哈密顿量和密度泛函理论计算来概括我们的发现，并批判性地讨论了所观察到的物理效应对所采用的理论水平的鲁棒性。我们的工作提供了一个全面的了解芳香族分子绑定到石墨烯纳米带的边缘对它们的电子传输特性的影响，这是一个问题，这是有助于实现基于石墨烯的化学传感器的前景。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall
Experimentally Engineering the Edge Termination of Graphene Nanoribbons
石墨烯纳米带（GNR）的边缘由于其对GNR的电子和磁性的潜在影响而引起了人们的广泛关注。在这里，我们报告的能力，工程师通过氢等离子体蚀刻高品质GNRs的微观边缘终端。使用高分辨率扫描隧道显微镜和第一性原理计算相结合，我们已经确定了确切的原子结构的等离子体蚀刻GNR的边缘，并建立了终止功能基团的锯齿形，扶手椅和手性边缘取向的化学性质。我们发现，氢等离子体蚀刻GNRs的边缘一般是平坦的，没有结构重建，并终止于氢原子与最外层的碳边缘原子没有再杂交。锯齿形和手征边缘都显示出边缘态的存在。
2013-01-29 cond-mat.mes-hall
A High-Performance Quasi-1D MoS$_2$ Nanoribbon Photodetector
本文通过PLD方法合成了高结晶度准一维MoS$_2$纳米带，利用其1L-ML同质结特性制备了在532 nm波长下最大响应度达872 A/W的超灵敏光电探测器，优于此前单纳米带器件。
2023-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman fingerprints of atomically precise graphene nanoribbons
自下而上的方法允许生产超窄和原子级精确的石墨烯纳米带（GNR），其电子和光学性质由特定的原子结构控制。结合拉曼光谱和从头算模拟，我们发现GNR的宽度，边缘几何形状和官能团都影响它们的拉曼光谱。低于1000 cm-1的低能光谱区域对边缘形态和功能化特别敏感，而D峰色散可用于唯一地识别GNR的存在，并将其与其他sp2碳纳米结构区分开来。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall
Charge transfer of edge states in zigzag silicene nanoribbons with Stone-Wales defects
Stone-Wales（SW）缺陷存在于具有蜂窝晶格结构的石墨烯类材料中，并可能用于改变能带工程中的电子性质。本文利用周期性边界条件和第一性原理计算研究了体硅烯及其纳米带中SW缺陷的结构和电子性质随其浓度的变化。我们首先计算了体硅烯中SW缺陷的形成能、结构性质和电子能带结构，并计算了SW缺陷浓度对缺陷的影响。我们的结果表明，从以前的第一性原理计算的可用值有很好的协议。得到了边氢化锯齿型硅烯纳米带中SW缺陷的能量、结构和电子性质随缺陷浓度和位置的变化关系。对于所有计算的浓度，SW缺陷更喜欢位于边缘，由于较低的形成能量。硅烯纳米带中心的SW缺陷对电子性质的影响较小，而硅烯纳米带边缘的SW缺陷分裂了简并的边缘态，产生了相当大的能隙，这取决于缺陷的浓度.值得注意的是，SW缺陷会产生一个微扰排斥势，导致缺陷一侧边缘态的分解电荷转移到无缺陷一侧。
2015-09-12 cond-mat.mes-hall
Predicting edge-localized monovacancy defects in zigzag graphene nanoribbons from Floquet quasienergy spectrum
本文利用Floquet-Bloch理论，通过分析圆偏振光下Floquet边缘态取向和费米能级附近新Dirac点，预测锯齿形石墨烯纳米带边缘单空位缺陷的位置，并可推广到其他空位缺陷。
2024-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Energy gap in graphene nanoribbons with structured external electric potentials
研究了石墨烯锯齿形纳米带的电子性质。利用狄拉克-费米子方法，我们计算了无限长的纳米线的有限宽度$w$，终止于Dirichlet边界条件在横向上的能谱。我们表明，一个结构化的外部电位，作用于带的边缘区域内，可以诱导光谱间隙，从而开关的nanoriginates从金属绝缘行为。这种效应的基本机制是外部电势对自旋波函数的选择性影响，自旋波函数本质上是拓扑的，并且沿着石墨烯纳米颗粒的边界定位。在该单粒子描述中，可获得的最大能隙是$E_{\rm max}\propto π\hbar v_{\rm F}/w$，即，对于$w=$ 15 nm，$\approx 0.12$ \，eV。在紧束缚晶格模型下，数值研究了边缘无序对能隙的稳定性以及无序对双端电导的影响。我们发现，能隙持续，只要施加的外部有效电位大于$\simeq 0.55\times W$，其中$W$是一个衡量的无序强度。我们认为，即使在没有光谱间隙的情况下，也存在由于局域化效应引起的传输间隙。
2011-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Influence of center distance on high harmonic generation
考虑了近距离中心上伴随光复合的非线性电离。辐射谱是在Lewenstein-Corkum方法的框架下计算的。研究了电离点到复合中心的距离、频率和激光场强度对辐射的影响。
2015-02-19 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.plasm-ph
Topological flat bands in time-periodically driven uniaxial strained graphene nanoribbons
我们研究了时间周期驱动的应变石墨烯中电子非平凡拓扑平坦带的出现，基于Floquet形式主义的紧束缚方法。特别是，我们专注于单轴空间周期应变，因为它可以映射到一个有效的一维系统。此外，两种时间周期性驱动被认为是：短脉冲（三角踢）和正弦变化（谐波驱动）。我们证明了对于特定的应变波长，系统是由一个两能级狄拉克哈密顿量描述。即使研究的情况下是无间隙的，我们发现，拓扑非平凡的平坦带出现不仅在零准能，但也在$\pmπ$准能，后者是一个直接后果的周期性的Floquet空间。这两种平坦带都是由两个相互接触的带点以相反的Berry相位连接而成的无色散带。这是证实了明确的评估的Berry相位在接触带点的邻域。利用这些信息，建立了系统的拓扑相图。此外，该模型的实验可行性进行了讨论，并提出了两种方法，我们的模型的实验实现。
2017-02-15 cond-mat.mes-hall
Lattice-guided growth of dense arrays of aligned transition metal dichalcogenide nanoribbons with high catalytic reactivity
本文提出在各向异性蓝宝石上利用晶格引导CVD生长宽度低于10 nm、沿zigzag方向排列的致密MoS2纳米带阵列，并扩展至WS2及异质纳米带，验证其一维特性与高边缘催化活性。
2025-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge transport through the multiple end zigzag edge states of armchair graphene nanoribbons and heterojunctions
本文研究纵向电场下 n-AGNR/w-BNNR 异质结中端部锯齿边缘态的电荷输运，揭示 Stark 位移、子带辅助隧穿与能级调制，并展示其室温单电子晶体管应用潜力。
2024-06-15 cond-mat.mes-hall
Influence of vacancy defects in solid high-order harmonic generation
本文讨论了空位缺陷对固体高次谐波产生的影响。高次谐波谱的总能量截止随空位缺陷浓度的增加而增加，总谱逐渐转变为单一的倾斜谱，而在一次和二次平台之间没有突变。与纯固体中的谐波相比，具有空位缺陷的固体中的带隙以下谐波的光谱强度显著增强。谐波谱的变化是根据其有效能带结构来理解的。空位缺陷的存在局部地破坏了单位晶胞的平移对称性。因此，出现了新的缺陷态，为电子动力学打开了额外的路径。在伽柏轮廓中的不好分辨的电子轨迹证实了附加路径的干扰。此外，与对应于具有诸如欠掺杂或过掺杂的缺陷的固体的高阶谐波光谱相比，单个倾斜的高阶谐波光谱携带空位缺陷的独特特征。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Line Edge Roughness Effects on the Thermoelectric Properties of Armchair Black Phosphorene Nanoribbons
本研究利用紧束缚方法与非平衡格林函数技术，探究线边缘粗糙度对扶手椅型黑磷烯纳米带热电性能的影响，发现功率因子和优值系数随尺寸变化，且短窄与长宽纳米带优值更高。
2025-01-23 cond-mat.mes-hall
Electronic structures and transport properties of cove-edged graphene nanoribbons
利用紧束缚模型研究湾边之字形石墨烯纳米带（CZGNRs），发现其可视为互连石墨烯量子点（GQDs），带隙与GQD尺寸成反比，并揭示了边缘缺陷及电极材料对输运性质和隧穿电流的显著影响。
2023-10-24 cond-mat.mes-hall
Controllable spin filtering and half metallicity in $β_{12}$-borophene nanoribbons
$β_{12}$ -硼氢化物片中狄拉克费米子态的实验观察及其新的拓扑性质的发现使其成为自旋电子学应用的一个有希望的候选者。在这里，我们结合非平衡格林函数（NEGF）和紧束缚（TB）近似，研究了不同边缘形状的$β_{12}$ -硼纳米管（BNR）的电荷和自旋输运性质。当BNR暴露于非局域交换磁场中时，自旋向上和自旋向下都发生自旋过滤，从而可以通过调节入射电子的能量来控制透射电子的自旋方向.发现在同时存在横向电场和非局域交换场的情况下，扶手椅型BNR（ABNR）表现出电可控的半金属性质。此外，局部交换场场的影响进行评估，通过暴露的边缘ABNR的铁磁条与平行和反平行配置。我们的研究结果表明，在ABNR的边缘操纵导致出现的巨磁电阻和一个完美的自旋过滤器。最后，我们研究了边缘空位和Anderson无序对ABNR自旋相关电导的影响，发现在Anderson无序和各种单空位的存在下，理想的自旋极化并没有被破坏。我们的研究结果揭示了未来的自旋电子器件ABNR的出色的自旋输运性能。
2021-10-18 cond-mat.mes-hall
Tuning magnetism in graphene nanoribbons via strain and adatoms
结合紧束缚和密度泛函理论，研究应变和H吸附原子对锯齿型石墨烯纳米带磁性的调控，发现纵向应变增强边缘磁矩，且缺陷体系在应变下出现整数磁矩平台，对碳基纳米磁性器件具应用价值。
2025-01-18 cond-mat.mes-hall
Influence of chirp and carrier-envelope phase on non-integer high-harmonic generation
高次谐波产生（HHG）是一种探测超快电子动力学的通用技术。虽然HHG对靶的电子性质敏感，但HHG还取决于激光脉冲的波形。众所周知，当载波包络相位（CEP）$φ$变化时，高次谐波频谱中的（峰值）位置$ω$可能偏移。我们推导出公式描述相应的参数依赖的CEP移位，特别是，我们有一个透明的结果（峰值）移位，$dω/dφ= {-} 2 \bar{\mathfrak f}' ω/ω_0$，其中$ω_0$描述的基频和$\bar{\mathfrak f}'$表征啁啾的驱动激光脉冲。我们比较分析公式，以全面的数值模拟发现只有17%的平均相对绝对偏差在$dω/dφ$。我们的分析结果与实验观察完全一致。
2023-01-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Edge states of hydrogen terminated monolayer materials: silicene, germanene and stanene ribbons
基于多轨道紧束缚模型，研究了锯齿形硅烯、锗烯和锡烯纳米带在有和没有氢终止时边缘态的能量色散。由于低屈曲结构对于这些材料是至关重要的，因此$π$和$σ$轨道对边缘状态具有强烈的影响，这与石墨烯纳米带的情况不同。螺旋边缘态的色散是非线性的，类似于第一性原理计算。另一方面，从单轨道紧束缚模型导出的色散总是线性的。因此，我们发现非线性来自于多轨道效应，单轨道模型不能得到精确的结果，而多轨道紧束缚模型可以得到精确的结果。我们发现，多轨道模型是必要的正确理解的边缘状态的分散在一个低屈曲几何形状的四元纳米带。
2016-12-30 cond-mat.mes-hall
