Study of electromagnetic enhancement for surface enhanced Raman spectroscopy of SiC graphene
通过在石墨烯和金纳米颗粒之间插入一层Al2O3，研究了石墨烯表面增强拉曼光谱（SERS）的电磁增强效应。采用不同的激发激光，研究了激光波长与SERS的关系。理论计算表明，石墨烯的存在对金纳米粒子的消光光谱有调制作用。激发激光波长与增强因子关系的实验结果与计算结果吻合较好。增强因子与间隔层厚度之间呈指数关系。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning probe microscopy and spectroscopy of graphene on metals
石墨烯是一种具有独特电子性质的二维材料，是表面科学方法应用的理想对象。其中，一系列扫描探针显微镜方法（STM，AFM，KPFM）和相应的光谱附加功能提供了有关石墨烯局部尺度（从内联图像到原子）的结构和电子性质的信息。本文综述了近年来这些显微/光谱方法在金属表面石墨烯（界面、类插层体系、石墨烯纳米带和量子点等）研究中的应用。结果表明，非常重要的信息，在石墨烯/金属界面的相互作用强度，以及有关修改的电子光谱的石墨烯在费米能级上可以在本地尺度上获得。这些结果与通过其他方法获得的结果相结合，并与最近的理论数据进行比较，证明了这种方法用于石墨烯基系统的研究的能力。
2015-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Optical-Pump Terahertz-Probe Spectroscopy of the Carrier Relaxation and Recombination Dynamics in Epitaxial Graphene
利用光泵太赫兹探测光谱研究了外延石墨烯中光生电子和空穴的超快弛豫和复合动力学。石墨烯在太赫兹频率下的电导率取决于载流子浓度以及载流子能量分布。因此，时间分辨的电导率的研究可以用来探测与载流子带内弛豫和带间复合相关的动力学。我们首次报道了外延石墨烯中的电子-空穴复合时间。我们的研究结果表明，载流子冷却发生在亚皮秒的时间尺度和带间复合时间的载流子密度依赖。
2008-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-dependent giant orbital moments and transport feature in rhombohedral graphene multilayers
本研究基于第一性原理密度泛函理论，发现菱面体石墨烯多层膜在门电压下可产生巨型轨道磁矩并引发谷极化，且在周期场下可呈现量子反常与轨道霍尔效应，为轨道电子学器件应用提供了理想平台。
2025-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Infrared Spectroscopy of Wafer-Scale Graphene
我们报告的光谱结果从中到远红外线的晶圆级石墨烯，外延生长在碳化硅上，或通过化学气相沉积。自由载流子吸收（Drude峰）与通用光学电导率（由于带间跃迁）和由于带填充而发生泡利阻塞的波长同时获得。从这些可以推断石墨烯层数、掺杂水平、薄层电阻率、载流子迁移率和散射率。与剥离的双层石墨烯相比，外延双层石墨烯的中红外吸收在0.37 \pm 0.02 eV处显示出较不明显的峰。在重化学掺杂的单层石墨烯中，在这种原子级薄的材料中测量到由于在250 \mum（40 cm-1）下接近40%的自由载流子而导致的创纪录的高透射率降低，支持石墨烯在远红外和太赫兹光电子学中的巨大潜力。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon coupling in potassium-doped graphene: Angle-resolved photoemission spectroscopy
利用角分辨光电子能谱研究了Ir（111）衬底上钾掺杂石墨烯中费米能级附近π * 带的重正化过程。重整化被发现是相当弱的，几乎是各向同性的，与K-M和K-G方向的质量增强参数λ = 0.28（6）。这些结果与最近的第一性原理计算吻合得很好。
2009-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle spectroscopy as a probe of the topological phase in graphene with heavy adatoms
石墨烯中的电子与重吸附原子（例如In或Tl）已经被预测形成具有潜在适合于未来实际应用的实质性光谱间隙的2D拓扑绝缘体相。为了促进正在进行的实验工作，以确定这一阶段，我们进行了理论研究，其光谱特性的模型石墨烯系统与随机分布的吸附原子。我们广泛的建模表明，随机重吸附原子产生一个完整的光谱间隙（相对于迁移率间隙），伴随着独特的准粒子干涉图案观察通过傅立叶变换扫描隧道光谱。
2014-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning Raman spectroscopy of graphene antidot lattices: Evidence for systematic p-type doping
我们研究了反点晶格，这是通过电子束光刻和离子刻蚀剥离石墨烯单层制备，通过扫描拉曼光谱。在一系列样品中，系统地研究了碳晶格特征声子模的峰位、峰宽和强度。在图案化的样品中，我们发现G带模式的系统硬化，伴随着线变窄，而2D模式能量被发现与G模式能量线性相关。我们将此解释为纳米结构石墨烯的p型掺杂的证据。
2010-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversible hydrogenation and band gap opening of graphene and graphite surfaces probed by scanning tunneling spectroscopy
通过扫描隧道显微镜和光谱研究了氢化对石墨烯和石墨表面形貌和电子性质的影响。使用Ar/H2等离子体对表面进行化学改性。分析数千个扫描隧道光谱测量，我们确定石墨/石墨烯表面上的氢化学吸附在费米能级附近平均打开0.4 eV的能带隙。我们发现，虽然等离子体处理以不可逆的方式改变了表面形貌，但电子性质的变化可以通过适度的热退火来逆转，并且样品可以再次氢化，从而在第二次氢化后产生类似的，但略有降低的半导体行为。
2012-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Real Space Raman Spectroscopy of Graphene Isotope Superlattices
报道了化学气相沉积法制备的12 C/13 C石墨烯同位素超晶格的拉曼光谱。在大的周期的拉曼光谱对应于批量12 C和13 C的贡献的总和。然而，在小的周期，我们观察到的混合12 C/13 C模式的拉曼过程，涉及两个声子，这导致在2D和2D'拉曼峰的三倍的形成。在实空间拉曼光谱的框架中可以很好地理解这种三倍，其中两个发射的声子来自超晶格的不同区域。混合峰的强度随着超晶格半周期接近光激发电子-空穴对的平均自由程而增加。通过在6和225 nm之间改变超晶格周期，我们可以直接测量光激发电子平均自由程，发现悬浮石墨烯为18 nm，SiO2衬底上石墨烯为7 nm。
2020-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of angle-resolved electron reflection spectroscopy of few-layer graphene
本文利用第一性原理研究少层石墨烯的角分辨电子反射谱，纳入非弹性效应，证明该方法可确定层数、堆垛类型及扭转双层中的莫尔图案，且预测对比度足以用于实验检测。
2025-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of the Optical Index for Few-Layer Graphene by Reflectivity Spectroscopy
我们通过反射光谱法在可见光波段对少层石墨烯的光学折射率进行了实验研究。具有相干超连续谱激光源的激光扫描显微镜（LSM）测量了Si/SiO2基底上的剥离的石墨烯薄片的反射率，所述基底包含单层、双层和三层区域，当激光的波长从545 nm变化到710 nm时。根据与裸衬底的反射率对比和菲涅耳反射理论，提取了少层石墨烯的复折射率n-ik。由于SiO2厚度作为参数进入建模，因此在样品位置处对其进行精确测量。结果发现，一个共同的恒定的光学指数不能同时解释单层，双层和三层石墨烯的波长相关的反射率数据，而是每个单独的几层石墨烯具有一个独特的光学指数，其复杂的值是精确和准确地确定从实验数据。
2012-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatially Resolved Raman Spectroscopy of Single- and Few-Layer Graphene
我们目前的拉曼光谱测量单层和几层石墨烯片。使用扫描共聚焦的方法，我们收集光谱数据的空间分辨率，这使我们能够直接比较拉曼图像与扫描力显微照片。单层石墨烯可以通过D'线的宽度与双层和少层区分开：单层石墨烯的单峰分裂成双层的不同峰。这些发现解释使用双共振拉曼模型的基础上从头计算的电子结构和声子色散。我们调查了D线强度，并发现在薄片内没有缺陷。源自边缘的有限D线响应可以归因于缺陷或平移对称性的破坏。
2006-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Phonon-induced Conductance in Scanning Tunneling Spectroscopy of Gate-tunable Graphene
石墨烯的蜂窝晶格是一个独特的二维（2D）系统，其中电子的量子力学等效于相对论狄拉克费米子的量子力学。新的纳米尺度的行为，在这种材料中，包括电子散射，自旋为基础的现象，和集体激发，预计是敏感的载流子密度。为了探测石墨烯中的局部载流子密度相关性质，我们对配备有可调背栅电极的机械切割石墨烯薄片器件进行了原子分辨扫描隧道光谱测量。我们在石墨烯隧穿谱中观察到了一个意想不到的类似间隙的特征，它与石墨烯的电子密度无关，仍然固定在费米能级（E_F）上。这个能隙的产生是由于电子隧穿到E_F附近的石墨烯态受到抑制，同时由于声子介导的非弹性通道，电子隧穿在更高能量下得到了巨大的增强。声子因此充当控制石墨烯中隧穿电子流动的“闸门”。这项工作揭示了重要的新的隧穿过程中的栅极可调石墨层。
2008-02-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Site-Specific Orbital Symmetry Breaking in Epitaxial Graphene on Silicon Carbide
本研究通过EELS和从头计算揭示SiC上外延石墨烯缓冲层中四分之一碳原子与硅成键诱导sp³杂化，淬灭π态并破坏对称性，为低能耗晶体管界面设计提供定量基础。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy of graphene at high pressure: substrate and pressure transmitting media effects
采用极性和非极性压力传输介质（PTM）研究了在多晶铜上化学气相沉积生长的石墨烯的拉曼光谱的压力演化。G和2D拉曼谱带表现出类似的压力斜率的PTM无论任何无意的初始掺杂和/或应变的样品。我们的分析表明，任何压力引起的电荷转移效应是微不足道的影响石墨烯的压力响应。这是由由于压力引起的衬底收缩引起的机械应力和衬底到石墨烯层的转移效率以及PTM-石墨烯相互作用决定的。对于非极性PTM，在PTM固化状态下观察到石墨烯的特殊压力行为，类似于独立石墨烯的压力行为。
2013-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Detection of Interlayer Interaction in Few-layer Graphene through Landau Level Spectroscopy
我们证明，表面弛豫，这是微不足道的三层石墨烯，开始体现在伯纳尔堆叠的四层石墨烯。利用量子电容测量方法研究了多层石墨烯的朗道能级谱。我们发现，在三层石墨烯中，层间相互作用参数与石墨相似。然而，在四层石墨烯中，体和表面双层之间的跳跃参数是相当不同的。这是表面弛豫现象的直接证据。尽管碳层之间的范德华相互作用被认为是微不足道的，我们认为，层间相互作用是一个重要的因素，在解释观察到的结果和石墨烯亚晶格的破缺效应是不可忽略的。
2014-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of Edge Purity in Bilayer Graphene Using micro-Raman Spectroscopy
在双层石墨烯的边缘处进行偏振分辨显微拉曼光谱。我们发现强烈的依赖性的强度的G带上的入射激光偏振，其强度的依赖性是90度的相位的扶手椅和锯齿形的情况下，根据理论预测。对于混合状态的边缘的情况下，我们证明了偏振对比度反映了扶手椅和锯齿形边缘的分数组成，提供了边缘纯度的监测器，这是一个重要的参数，用于开发高效的纳米电子器件。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasi-1D graphene superlattices formed on high index surfaces
报道了在高折射率Cu（410）-O表面上制备大面积准一维单层石墨烯超晶格，并利用Raman光谱、俄歇电子能谱（AES）、低能电子衍射（LEED）、扫描隧道显微镜（STM）和扫描隧道光谱（STS）对其进行了表征。周期性阶梯衬底对石墨烯进行1D调制，形成具有相同超周期性的超晶格。因此，莫尔图案也是准一维的，具有不同的周期性。扫描隧道光谱测量揭示了新的狄拉克点形成在超晶格布里渊区边界的理论预测。
2014-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-Dependent Orbital Magnetization in Graphene-Haldane Heterostructures
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）
研究石墨烯-哈达玛异质结构中层依赖的轨道磁化，揭示层数对磁化行为的影响，发现三至四层石墨烯在特定偏置下出现磁化符号反转。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning tunneling microscopy and spectroscopy of twisted trilayer graphene
扭曲作为一种简单而独特的自由度，可以在双层石墨烯中产生大量新颖的量子现象。小的旋转角引入接近费米能级的低能范霍夫奇点（VHS），这导致双层石墨烯中的不寻常的关联态。可以合理地预期，扭曲也可以显著地影响少层石墨烯的电子性质。然而，这样的问题在实验上仍然是难以捉摸的。在这里，通过使用扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS），我们系统地研究了扭曲的三层石墨烯（TTG）与相邻层之间的两个不同的小扭曲角。在TTG中观察到源自两个扭曲角的两组VHS，表明TTG可以简单地被视为两个不同扭曲双层石墨烯的组合。利用高分辨率STS，我们观察到VHS的分裂，并直接成像VHS周围电子态的空间对称性破缺。这些结果表明，电子-电子相互作用在影响具有低能VHS的石墨烯系统的电子性质方面起着重要作用。
2017-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen adatoms on graphene: the role of hybridization and lattice distortion
采用密度泛函理论和解析方法研究了氢原子在石墨烯上的吸附。我们证明，由于氢吸附的晶格变形的水平并没有实质上改变石墨烯$p_{z}$轨道之间的耦合。杂化主要发生在吸附物的轨道和石墨烯$p_{z}$轨道之间。我们还表明，杂质与石墨烯原子的相互作用仅限于几个最近的邻居，使我们能够构建一个紧凑的TB模型的杂质石墨烯系统与任意杂质分布。我们的模型的复杂性与杂质的数量成比例，而不是它们的分离，这使得它在低杂质浓度的研究中特别有用。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport of orbital currents in systems with strong intervalley coupling: the case of Kekulé distorted graphene
针对强谷间耦合下谷电流理论不适用的问题，以Kekulé畸变石墨烯为例，提出用轨道霍尔效应结合磁矩算符非阿贝尔描述研究轨道磁矩输运，发现其存在轨道霍尔绝缘平台，为轨道霍尔效应替代谷霍尔效应提供支撑。
2024-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental evidence for orbital magnetic moments generated by moiré-scale current loops in twisted bilayer graphene
小扭曲角的扭曲双层石墨烯（TBG）的一个显著特性是存在一个定义明确且守恒的低能谷自由度1，这可能导致新类型的谷相关自发对称性破缺相。TBG中魔角1.1度附近的电子-电子（e-e）相互作用可以提升谷简并度，从而实现轨道磁性和拓扑相2 -11。然而，到目前为止，对TBG中基于轨道的磁性的直接测量仍然缺乏。在这里，我们报告的证据产生的莫尔尺度电流回路在TBG的扭转角θ ~ 1.68度的轨道磁矩。当1.68度TBG的低能van Hove奇点（VHS）接近一半时，通过e-e相互作用消除了TBG的谷简并。观察到谷分裂对磁场的大的线性响应，归因于由在莫尔图案中循环的手性电流回路引起的大的轨道磁矩的耦合。根据我们的实验，轨道磁矩约为10.7 μ B每个莫尔超胞。我们的结果为探索微扭曲石墨烯系统中的纯轨道磁性铺平了道路。
2019-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pb-intercalated epitaxial graphene on SiC: Full insight into band structure and orbital character of interlayer Pb, and charge transfer into graphene
本研究结合同步辐射 ARPES 与 DFT，表征 SiC 上单层外延石墨烯下方 (1×1) Pb 插层的金属能带、面外轨道特征及电荷转移来源。
2025-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman Optothermal Technique for Measuring Thermal Conductivity of Graphene and Related Materials
我们描述了基于拉曼光谱的方法来测量薄膜的热导率，并回顾了与石墨烯和其他二维材料相关的这项技术所取得的显著成果。光热拉曼光谱法有助于发现石墨烯独特的热传导性质。在这种方法中，拉曼光谱被用来确定局部温度的样品，而激发激光被用作热源。拉曼光谱在研究悬浮石墨烯和石墨烯基薄膜的热导率方面的成功促使该技术扩展到其他材料系统和薄膜。
2017-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oxidation States of Graphene: Insights from Computational Spectroscopy
当它被氧化时，石墨可以容易地剥离形成氧化石墨烯（GO）。GO是大量生产石墨烯的关键中间体，也是一种具有多种应用潜力的重要材料。由于许多不同的氧化物种随机分布在基底平面上，GO具有复杂的非化学计量原子结构，尽管涉及许多实验技术的深入研究，但仍然没有很好地理解。在实验数据解释中经常存在争议。本文用第一性原理研究了GO中碳1 s轨道的结合能。计算结果可以很好地解释X射线光电子能谱学（XPS）实验数据，并提供统一的谱线归属。基于对XPS的第一性原理理解，提出了一个含有新氧化物种环氧对和环氧-羟基对的GO结构模型。我们的研究结果表明，第一性原理计算光谱提供了一个强大的手段来研究GO结构。
2009-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Chern number quantum anomalous Hall phases in graphene ribbons with Haldane orbital coupling
研究了交换场作用下锯齿形石墨烯带中不同量子反常霍尔相之间可能的相变。石墨烯的有效紧束缚哈密顿量由跳跃项、Kane-Mele和Rashba自旋-轨道耦合以及Halfenge轨道项组成。我们发现交换场的变化导致了石墨烯体系的体隙闭合现象和相变的发生。如果不存在Haltron轨道耦合，则发生手征（反手征）边缘状态$ν=+2$（$ν=-2$）和伪量子自旋霍尔状态（$ν=0$）之间的相变。令人惊讶的是，当考虑到Haldom轨道耦合时，在相位$ν=+2$和$ν=-2$之间出现了具有两个附加边缘模式的中间QSH相位。因此，当交换场的方向相反时，该中间相是高陈数$ν=+4$的超手征边缘态或$ν=-4$的反超手征边缘态。我们给出了系统中不同QAH相的能带结构、边缘态波函数和电流分布。我们还报告了QAH相变的临界交换场值。
2011-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman Spectroscopy of magneto-phonon resonances in Graphene and Graphite
当朗道能级之间的能量间隔被连续调谐以跨越光学声子模式的能量时，磁-声子共振或MPR发生在半导体材料中。MPR已在体半导体、二维系统和量子点中被大量探索。近年来，人们对石墨烯中Dirac费米子磁激子的MPR相互作用产生了极大的兴趣，并在理论上提出和实验上观察到了偶宇称E2 g长波光学声子模的丰富的分裂和反交叉现象。已发现MPR关键地取决于石墨烯层中的无序。这一特性为研究原子层中无序和相互作用之间的相互作用创造了新的场所。我们在这里回顾MRP在石墨烯的基本原理和实验拉曼散射工程，导致这些现象在石墨烯和石墨的观察。
2012-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface Enhanced Raman Spectroscopy of Graphene
表面增强拉曼散射（SERS）利用入射场在金属纳米结构中诱导的表面等离子体激元来显著增加拉曼强度。石墨烯为研究SERS提供了理想的原型二维（2D）测试材料。它的拉曼光谱是众所周知的，石墨烯样品是完全可重复的，高度可控制到原子尺度，并且可以几乎无缺陷。我们报道了通过在石墨烯/SiO $_2$（300 nm）/Si上沉积具有良好尺寸的Au颗粒阵列而从石墨烯获得的SERS。我们在633 nm处检测到显著增强。为了阐明SERS的物理机制，我们发展了一个定量的分析和数值理论。石墨烯的2d性质允许拉曼增强的封闭形式描述。这与纳米颗粒截面成比例，即米氏增强的四次方，并且与石墨烯和纳米颗粒之间的间隔的十次方成反比。一个结果是金属纳米盘是2d中SERS的理想实施例。
2010-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heating Isotopically Labelled Bernal Stacked Graphene: a Raman Spectroscopy Study
当今纳米电子学最大的问题之一是如何控制组件的加热。石墨烯是一种很有前途的材料，对其热性能的研究是非常必要的。在这里，加热的双层结构的效果进行了研究，使用原位拉曼光谱。为了观察对每个单独层的影响，合成了同位素标记的双层石墨烯，其中两层由不同的碳同位素组成。因此，拉曼光谱中的声子的频率相对于彼此移动。这种技术被用来研究不同的堆叠顺序的影响。结果发现，在通过化学气相沉积（CVD）生长的双层石墨烯中，对于Bernal堆叠和随机取向的结构，两层的行为非常相似，而对于转移的样品，各层的行为更加独立。这突出了对样品制备程序的显著依赖性。
2014-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness Estimation of Epitaxial Graphene on SiC using Attenuation of Substrate Raman Intensity
一种简单的，非侵入性的方法，使用拉曼光谱的碳化硅（SiC）上外延生长的石墨烯层的厚度的估计，使厚度，晶粒尺寸和无序使用光谱的同时测定。由于石墨烯覆盖层的衬底拉曼信号的衰减被发现依赖于从表面的X射线光电子能谱学和透射电子显微镜推导出的石墨烯膜厚度。我们解释这种依赖性使用吸收覆盖层模型。该方法可用于绘制区域上的石墨烯厚度，并且能够估计多层石墨烯膜的厚度，超出XPS和俄歇电子能谱（AES）的可能厚度。
2009-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetic susceptibility of graphene and MoS2
我们使用格林函数计算了无带隙和带隙石墨烯的8带紧束缚模型的轨道磁化率$χ_{\mathrm{orb}}$。类似地，我们研究了$\mathrm{MoS_2}$ 12带模型的$χ_{\mathrm{orb}}$。对于这两种材料，我们解开的字符的过程中所涉及的磁响应，通过查看在布里渊区的每个点的贡献。由此，带内和带间激发之间的明确区分通常是可能的，并且我们能够仅通过能带结构的知识来预测$χ_{\mathrm{orb}}$的定性特征。研究的补充比较磁响应与2带晶格哈密顿减少到狄拉克和Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）模型在连续极限。
2015-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Orbit Coupling in Graphene Induced by Heavy Adatoms with Electrons in the Outer-Shell $p$ Orbitals
石墨烯中提出的许多奇异性质依赖于增加自旋轨道耦合（SOC）的可能性。结合解析和数值紧束缚计算，我们研究了活性电子位于$p$轨道的重吸附原子诱导的SOC。根据吸附原子在石墨烯上的位置，出现不同类型的SOC。吸附原子处于空心位置时产生自旋守恒的本征SOC，而随机分布时产生自旋翻转的Rashba SOC，SOC与吸附原子浓度成线性关系，表明不同吸附原子之间不存在干涉效应.通过计算霍尔电导率，我们证明了吸附原子产生的拓扑量子霍尔相对非均匀自旋轨道耦合的稳定性。对于Pb吸附原子的情况下，我们发现，0.1吸附原子的浓度，每个碳原子产生的SOC的数量级为$\sim$ 40 $meV$。
2015-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate dependent Raman spectroscopy of graphene on hexagonal boron nitride
拉曼光谱是一种快速且非破坏性的成像方法，可用于监测石墨烯器件中的掺杂水平。我们在原子级平坦的六方氮化硼（hBN）薄片和SiO $_2$衬底上制备了化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯。我们比较了它们的拉曼响应作为载流子密度的函数，使用离子凝胶作为顶栅。G峰位置、2D峰位置、2D峰宽度和2D峰面积与G峰面积的比率显示出与SiO $_2$相比hBN不同的对载流子密度的依赖性。使用二维映射的直方图来比较两个衬底之间的拉曼峰特性的波动。已发现hBN衬底由于其原子级平坦表面和减少的带电杂质而在相同电荷密度下产生较少波动。
2013-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revisiting Graphene Oxide Chemistry via Spatially-Resolved Electron Energy Loss Spectroscopy
氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（RGO）中氧官能团的类型和分布仍然是一个有很大争议的主题。当地的分析技术需要在纳米尺度上访问这些材料的化学。扫描透射电子显微镜中的电子能量损失谱可以提供合适的分辨率，但GO和RGO对电子辐照极其敏感。在这项工作中，我们采用了一个专门的实验装置，以减少电子照明低于损伤极限。在几纳米尺度下获得的GO氧图显示具有不同氧化水平的分离域。C/O比从约4：1至1：1变化，后者对应于石墨烯薄片的完全官能化。在RGO中，残余氧主要集中在几十纳米宽的区域中。观察到不同的氧化水平的特定的能量损失的近边缘结构。通过将这些发现与第一性原理模拟相结合，我们提出了一个高度氧化域的模型，其中石墨烯被羟基完全官能化，形成类似于石墨烷的2D-sp $^3$碳网络。
2016-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imprint of transition metal d-orbitals on graphene Dirac cone
我们研究了SiO2、Au、Ag、Cu和Pt衬底对石墨烯拉曼光谱的影响。实验揭示了与悬浮石墨烯相比，铂上石墨烯的拉曼信号的强度、位置、宽度和形状的特别强的修改。改性强烈依赖于石墨烯和铂晶格的相对取向。这些观测结果进行了理论研究，并表明起源于石墨烯和铂的d-轨道的电子态的杂化。预计，通常情况下，石墨烯与任何具有费米能级附近d轨道的材料之间的杂交将导致石墨烯狄拉克锥上的印记，这敏感地取决于相应晶格的相对取向。
2013-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Bandstructure and Capacitance Effects in Scanning Tunneling Spectroscopy of Bilayer Graphene
我们开发了一个完全自洽的模型来描述Bernal堆叠双层石墨烯（BLG）的扫描隧道光谱（STS）测量，我们比较我们的模型的结果与实验测量。我们的研究结果表明，STS尖端作为一个顶栅，改变BLG能带结构和费米能级，同时探测的电压依赖的隧穿态密度（TDOS）。这些效应导致TDOS和局域态密度（LDOS）之间的差异;特别是，我们表明BLG的带隙似乎比STS测量中预期的要大，TDOS中出现了一个额外的特征，这是STS测量的一个伪影，并且通过STS可以观察到各个石墨烯层之间的不对称电荷分布效应。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fermi velocity renormalization in graphene probed by terahertz time-domain spectroscopy
我们证明太赫兹时域光谱（THz-TDS）是一种准确，快速和可扩展的方法来探测石墨烯中载流子的相互作用诱导的费米速度重整化νF^*。这允许通过THz-TDS定量提取放置在任意衬底上的大规模石墨烯膜的所有电参数（DC电导率σDC、载流子密度n和载流子迁移率μ）。特别相关的是具有低相对介电常数（< 5）的衬底，例如聚合物膜，其中即使在相对大的载流子密度（> 10^12 cm-2，费米能级> 0.1 eV）下也观察到显著的重整化效应。从应用的角度来看，快速且非破坏性地量化和映射通用衬底上的大规模石墨烯的电（σDC，n，μ）和电子（νF^*）性质的能力是在诸如计量、柔性电子器件以及使用聚合物作为处理层来监测石墨烯转移的应用中利用该材料的关键。
2020-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Mechanical Properties of Graphene with Raman Spectroscopy
本文综述了拉曼散射技术在石墨烯薄膜力学性能研究中的应用。单轴和双轴应变下的悬浮石墨烯片的Gruneisen参数的测定进行了讨论，并与理论预测值进行了比较。讨论了石墨烯-衬底相互作用对应变和石墨烯拉曼光谱温度演化的影响。最后，提出了石墨烯的力学性能和热性能之间的关系，以及用拉曼光谱表征石墨烯的热性能。
2010-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy and imaging of graphene
石墨烯具有许多独特的性质，使其成为基础研究和潜在应用的理想材料。在这里，我们回顾了最近的结果，拉曼光谱和成像的石墨烯。拉曼光谱和成像可以用作确定石墨烯层数的快速和明确的方法。接下来，通过干涉增强模型解释了单层石墨烯与石墨相比的强拉曼信号。我们还研究了衬底，顶层沉积，退火过程，以及折叠（堆叠顺序）对石墨烯的物理和电子性质的影响。最后，给出了在SiC衬底上生长的外延石墨烯的拉曼光谱，并观察到外延石墨烯上的强压缩应变。本文的研究结果与石墨烯在纳米电子器件中的应用密切相关，有助于更好地理解石墨烯的物理和电子性质。
2008-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Metal-Dielectric-Graphene Sandwich for Surface Enhanced Raman Spectroscopy
通过插入薄的高\k{appa}介电层来增强罗丹明B（RhB）的拉曼强度，所述介电层降低金-石墨烯界面处的表面等离子体激元阻尼。结果表明，通过等离子体共振增强，拉曼强度急剧增加，同时保持有效的荧光猝灭与优化的电介质层厚度。
2014-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantum Lifetime Spectroscopy and Magnetotunneling in Double Bilayer Graphene Heterostructures
我们描述了一种隧道光谱技术在双双层石墨烯异质结构中，不同能带之间的动量守恒隧穿作为隧穿载流子的能量过滤器，并允许在明确定义的能量下测量准粒子态展宽。展宽随相对于费米能级的激发态能量线性增加，并弱依赖于温度。平面内磁隧穿揭示了石墨烯双层之间的高度旋转对准，以及没有动量随机化过程。
2021-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Illuminating the dark corridor in graphene: polarization dependence of angle-resolved photoemission spectroscopy on graphene
我们使用s偏振和p偏振的同步辐射，通过角分辨光电子能谱（ARPES）对外延石墨烯在K点附近的电子结构进行成像。实验费米面的一部分被抑制，这是由于石墨烯蜂窝晶格的每个单元格中两个等效碳原子发射的光电子的干扰。在这里，我们表明，通过旋转偏振矢量，我们能够照亮这个“黑暗走廊”，表明目前的理论理解是过于简化。我们的测量支持的第一性原理光电发射计算，这表明，所观察到的效果持续在低光子能量制度。
2010-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Scanning Tunneling Spectroscopy of Proximity Superconductivity in Epitaxial Multilayer Graphene
我们报告的空间测量的超导邻近效应在外延石墨烯诱导的石墨烯超导体界面。在SiC上外延多层石墨烯上生长了超导铝膜。铝膜是不连续的，在膜形态中具有沟槽网络，向下到达暴露的石墨烯平台。在石墨烯平台上测量的扫描隧道光谱显示出超导能隙随着与石墨烯-铝边缘的分离增加而明显衰减。用Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）理论很好地描述了光谱。石墨烯中超导能隙的衰减长度被确定为大于400 nm。指数衰减的能隙的偏差也被观察到在一个小得多的长度尺度上的几十纳米。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Graphene-on-Sapphire and Graphene-on-Glass: Raman Spectroscopy Study
将蓝宝石和玻璃衬底上的石墨烯层的室温拉曼特征与GaAs衬底和标准Si/SiO2衬底上的石墨烯的室温拉曼特征进行比较，作为参考。发现虽然Si/SiO2和GaAs上的石墨烯的G峰位于1580 cm-1处，但是对于蓝宝石上石墨烯（GOS），G峰下移约5 cm-1，并且在许多情况下，对于玻璃上石墨烯（GOG），G峰分裂成中心频率约为1580 cm-1的双峰。所得结果对石墨烯的表征及其在电子器件中的应用具有重要意义。
2007-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Reduction of Fermi velocity in folded graphene observed by resonance Raman spectroscopy
成功制备了偏离AB堆积的1+1层折叠石墨烯片，并利用拉曼光谱研究了其电子结构。与单层石墨烯（SLG）相比，观察到折叠石墨烯的2D带的显著蓝移。这归因于折叠石墨烯的SLG样电子结构，但费米速度减慢（约5.6%）。对于不同的折叠石墨烯，观察到2D带的不同量的蓝移，这可能对应于两个层之间的不同扭转角和/或分离，导致折叠石墨烯的不同费米速度。通过拉曼光谱可以研究具有不同堆叠顺序（两层之间的扭曲和分离以及两层的面内移位）的1+1折叠石墨烯样品的电子结构。
2008-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Raman Spectroscopy Study of Annealing-Induced Effects on Graphene Prepared by Micromechanical Exfoliation
在这份报告中，我们报告了拉曼光谱研究退火诱导的影响，石墨烯样品制备的微剥离方法。结果表明，在热退火过程中，随机定位的粘合剂残留物经常污染附近的石墨烯片。石墨烯上的污染物可以薄至约1 nm，但会产生几个强度异常强的新拉曼谱带。我们还发现，它们的强度强烈依赖于激发波长，这意味着石墨烯诱导的拉曼增强可能是可操作的。目前的研究还表明，石墨烯可以选择性地对某些分子种类的结合敏感，这可以用于有趣的应用。
2011-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy as a versatile tool for studying the properties of graphene
拉曼光谱是石墨烯研究的一个组成部分。它用于确定层的数量和方向、边缘的质量和类型以及扰动的影响，例如电场和磁场、应变、掺杂、无序和官能团。这反过来又提供了对所有$sp^2$键合的碳同素异形体的深入了解，因为石墨烯是它们的基本构建块。在这里，我们回顾了最先进的，未来的发展方向和开放的问题，在拉曼光谱的石墨烯。我们描述了重要的物理过程，其重要性只是最近才被认识到，如各种类型的共振在发挥作用，量子干涉的作用。我们更新了所有的基本概念和符号，并提出了一个术语，能够描述文献中的任何结果。最后，我们强调的潜力，拉曼光谱的层状材料以外的石墨烯。
2013-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Edge chirality determination of graphene by Raman spectroscopy
对单层微机械解理石墨烯（MCG）的边缘进行了拉曼成像。无序诱导拉曼特征的强度（D带在~1350 cm-1）被发现与边缘手性相关：它在扶手椅边缘较强，在锯齿形边缘较弱。这表明拉曼光谱是一种可靠和实用的方法来识别石墨烯边缘的手性，并帮助确定晶体取向。石墨烯手性的测定对于石墨烯的基础研究和应用都具有重要意义。
2008-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Raman Spectroscopy of Graphene under Uniaxial Stress: Phonon Softening and Determination of the Crystallographic Orientation
本文系统地研究了单轴拉伸应力作用下石墨烯单分子膜中光学声子的拉曼光谱。G带和2D带都表现出显著的红移。由于应变引起的对称性破缺，G带分裂成两个不同的子带（G+，G-）。来自G+和G-带的拉曼散射显示出独特的偏振依赖性，其反映了应力轴与下面的石墨烯晶体轴之间的角度。因此，偏振拉曼光谱构成了用于确定石墨烯的晶体取向的纯光学方法。
2008-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Mono-, bi- and tri- graphene layers deposited on conductive Au/Cr/SiO2/Si substrate studied by scanning tunnelling spectroscopy
石墨烯器件需要与金属，特别是与金的电接触。对沉积在金属导电Au/Cr/SiO2/Si衬底上的单、双和三石墨烯层进行的电子局域态密度的扫描隧道光谱研究表明，金衬底导致费米能级向下移动，这意味着空穴由金属衬底贡献给石墨烯，石墨烯变成p型掺杂。这些实验结果与最近发表的密度泛函理论计算结果符合得很好。狄拉克点的估计位置表明，石墨烯层数越多，观察到的费米能级位移越低。
2008-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Mapping atomic orbitals with the transmission electron microscope: Images of defective graphene predicted from first-principles theory
长期以来，透射电子显微镜一直是绘制原子轨道的一个有前途的候选者。在这里，我们通过第一原理方法探索其功能。对于有缺陷的石墨烯的例子，表现出一个孤立的空位或取代氮原子，我们表明，三种不同的图像是预期的，这取决于轨道字符。为了判断在实际显微镜中观察轨道的可行性，模拟了光学像差的影响。我们证明，通过利用能量过滤，它确实应该是可能的映射原子轨道在一个国家的最先进的透射电子显微镜。
2016-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductance at the graphene-SiO2 interface measured by optical pump-probe spectroscopy
我们研究了通过机械剥离石墨在熔融SiO2衬底上制备的单层和多层石墨烯样品的界面热导率σint。通过使用超快光泵浦脉冲并监测皮秒时间尺度上的瞬态反射率，我们获得了石墨烯-SiO2系统的平均σint为5，000 W/cm 2K。我们观察到单个样品之间的σint的显著变化，但没有发现石墨烯层厚度的系统依赖性。
2010-09-01 cond-mat.mtrl-sci
