Ballistic transport exceeding 28 μm in CVD grown graphene
我们报告了在超过28 μm的石墨烯中的弹道输运，该石墨烯通过化学气相沉积（CVD）完全封装在六方氮化硼中。该结构是由先进的干范德华转移方法制造的，并表现出高达300万cm $^2$ /（Vs）的载流子迁移率。通过测量十字形和方形器件的弯曲电阻，探讨了电荷传输的弹道性质。与温度相关的测量进一步证明，直到200 K，弹道输运保持超过1 μm。
2016-01-12 cond-mat.mes-hall
Full counting statistics in disordered graphene at Dirac point: From ballistics to diffusion
研究了光滑无序条件下未掺杂石墨烯中电荷输运的全计数统计。在Dirac点，在清洁和扩散极限下，石墨烯样品的输运性质由传输概率的普适Dorokhov分布描述。在交叉制度，从普遍性发生偏差，可以分析研究弹道和扩散方面。在弹道制度中，我们使用矩阵格林函数的图解技术。对于扩散系统，应用西格玛模型。我们的结果与最近的无序石墨烯中电子输运的数值模拟结果吻合得很好。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall
Towards ballistic transport in graphene
石墨烯是探索基础科学问题的迷人材料，也是新型电子应用的潜在构建块。为了实现这种材料的全部潜力，石墨烯器件的制造技术仍处于起步阶段，需要改进以更好地将石墨烯层与环境隔离。我们目前的研究结果从外部因素对石墨烯器件的质量，包括材料缺陷，光刻，金属引线和衬底掺杂的影响。主要发现是与衬底相关的被捕获的库仑散射体是降低石墨烯器件质量的主要因素。提出了一种制造方案，以生产高质量的石墨烯器件的依赖性和可重复性。在这些装置中，输运性质接近弹道输运的理论预测。
2009-01-11 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport properties across nonuniform strain barriers in graphene
我们研究了单轴应变对石墨烯中应变诱导势垒的透射率和电导率的影响。与传统的研究，考虑尖锐的障碍，我们认为一个更现实的，光滑的障碍，其特征在于由一个不均匀的，连续的应变分布。我们的研究结果有助于更好地理解波纹石墨烯的输运性质。
2011-12-16 cond-mat.mes-hall
Fabrication of ballistic suspended graphene with local-gating
在这里，我们讨论了弹道悬浮石墨烯纳米结构的制造补充局部门控。使用原位电流退火，我们表明，可以在这些设备中获得异常高的迁移率。详细描述了底部和不同的顶栅结构的制造，其使得能够实现复杂的石墨烯结构。我们已经详细研究了基本的构建块，pn结，在那里观察到一个惊人的振荡模式，这可以追溯到法布里-珀罗振荡，是本地化的电子腔形成的本地门。最后，我们展示了一些例子，该方法如何可以扩展到将多终端结或成形的石墨烯。这里讨论的结构使得能够在弹道石墨烯中进行电子光学实验。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall
A ballistic pn junction in suspended graphene with split bottom gates
我们已经开发了一种制造具有局部底栅的悬浮石墨烯器件的工艺，并通过在近2微米长的悬浮石墨烯单层上实现静电控制的PN结对其进行了测试。作为栅极电压，磁场，偏置和温度的函数的测量表现出特征的法布里-珀罗振荡在由PN结和每个接触形成的腔中，与发生在弹道制度的运输。我们的研究结果表明，实现高度控制超净悬浮石墨烯层的局部电子性质的可能性，这是实现新的石墨烯纳米结构的一个关键方面。
2013-04-25 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport in graphene beyond linear response
定量描述了在石墨烯中由电场相干产生粒子-空穴激发的过程，超越了线性响应。我们利用紧束缚模型计算了在弹道机制下电场E的电流密度、电子对数目和能量的演化。而对于小的弹道飞行时间，电流在E中是线性的并且与时间无关，对于较大的弹道飞行时间，电流增加，并且最终在更大的时间处发生布洛赫振荡。它示出的对的数量如下的二维广义的Schwinger的创建率仅在某些时间段上的前因子不同，使用渐近公式。
2009-09-15 cond-mat.mes-hall
Graphene on hexagonal boron nitride (hBN) can exhibit a topological phase via mutual crystallographic alignment. Recent measurements of nonlocal resistance ($R_{nl}$) near the secondary Dirac point (SDP) in ballistic graphene/hBN superlattices have been interpreted as arising due to the quantum valley Hall state. We report hBN/graphene/hBN superlattices in which $R_{nl}$ at SDP is negligible, but below 60 K approaches the value of $h/2e^{2}$ in zero magnetic field at the primary Dirac point with a characteristic decay length of 2 $μ$m. Furthermore, nonlocal transport transmission probabilities…
2020-12-17 cond-mat.mes-hall
Quantifying inhomogeneous magnetic fields at the micron scale using Graphene Hall-Effect sensors
本文数值研究石墨烯霍尔传感器对上方偶极子非均匀磁场的响应，表明弹道器件在近距纳米磁强测量中具有更高校正精度和取向选择性，并通过微磁模拟验证其磁滞回线测量优势。
2024-10-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Ballistic transport in disordered graphene
建立了弹道几何条件下无序石墨烯中电子输运的解析理论。我们考虑一个大的宽度W的样品和分析的电导，散粒噪声的演变，并在狄拉克点和在一个有限的栅极电压的电荷转移随着长度L的增加的全部统计。采用转移矩阵方法，结合无序微扰理论和重整化群。我们还讨论了交叉的扩散制度，并构建了一个“阶段”的各种运输制度的石墨烯。
2008-09-22 cond-mat.mes-hall
Charge transport and shot noise in ballistic graphene sheet
当横向波矢量的量化不是必需的时，在石墨片中的电流和散粒噪声在弹道机制中针对引线与片之间的任意电压降在片宽度与其长度的无限纵横比的限制下进行分析。比较了相干和非相干弹道输运的情况。在高电压下，与相干输运的差异并不重要。但在低电压下，非相干输运的电导和Fano因子依赖性变得非单调，使得电导具有最小值，而Fano因子在非零电压偏压下具有最大值。
2008-05-07 cond-mat.mes-hall
Guiding of Electrons in a Few Mode Ballistic Graphene Channel
在石墨烯中，极快的载流子可以通过电子光学元件（例如波导）来控制，其中transmittance通过波长来调谐。在这项工作中，载流子被引导在一个悬浮的弹道少模式石墨烯通道，由静电门控定义。通过耗尽沟道，观察到电导中的模数和阶跃的减少，直到沟道完全排空。的测量支持紧束缚运输计算，包括完整的样品的静电。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall
Terahertz radiation induced ballistic electron transport in graphene
我们研究了石墨烯中的超快载流子动力学与近红外瞬态吸收测量后，强烈的半周期太赫兹脉冲激发。太赫兹电场有效地驱动载流子，在近红外区域中诱导大的透明度。使用玻尔兹曼输运方程的理论计算定量再现的实验结果。这种良好的一致性表明，强太赫兹场应促进显着的碰撞电离过程，这导致光学声子发射的抑制，并导致有效的载流子输运在石墨烯中。
2012-06-07 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport properties in pristine-doped-pristine graphene junctions
我们研究了位于两个干净的石墨烯引线之间的具有构型平均杂质的单层石墨烯中的弹道电子输运。结果表明，电子的透射率强烈地依赖于杂质的浓度和入射能量。反过来，使用Landauer形式主义计算的电导显示出类似的行为，在实验工作中发现的作为施加电压的函数的不同浓度的杂质在低温的限制。在零偏压的极限下，电导出现一个极小值，当杂质浓度较高时，电导降至零。这些结果对于探索电子在掺杂石墨烯中的隧穿机制具有重要意义。
2014-05-27 cond-mat.mes-hall
We analyze the operation of the graphene n+-i-n-n+ field-effect transistors (GFETs) and lateral diodes (GLDs) with the injection of ballistic electrons into the n-region. The momentum transfer of the injected ballistic electrons could lead to an effective Coulomb drag of the quasi-equilibrium electrons in the n-region and the plasma instability in the GFETs and GLDs. The instability enables the generation of terahertz radiation. The obtained results can be used for the optimization of the structures under consideration for different devices, in particular, terahertz emitters.
2021-10-20 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport of graphene pnp junctions with embedded local gates
我们制作了石墨烯pnp器件，通过在硅衬底的氧化表面层中嵌入预定义的局部栅极。在石墨烯上既没有电介质材料沉积也没有电子束照射的情况下，我们获得了高质量的石墨烯pnp器件，即使在局部栅极区也没有载流子迁移率的降低。相应的增加的平均自由程导致观察到的弹道和相位相干传输通过130 nm宽的本地门，这是约一个数量级比以前报道的更广泛。此外，在我们的方案中，我们证明了独立控制的载流子密度在本地栅极区域，与电导图非常独特的顶栅器件。这是由于从全局背栅产生的电场被嵌入式局部栅强烈屏蔽而引起的。我们的方案允许实现理想的多极石墨烯结与弹道载流子输运。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall
Ballistic interferences in suspended graphene
石墨烯是一种二维（2D）碳同素异形体，其原子排列在蜂窝晶格中。这种二维晶体中的低能电子激发由无质量的狄拉克费米子描述，狄拉克费米子具有类似于光子的线性色散关系。利用这种类似光学的电子动力学，已经提出了用于工程弹道石墨烯中的电子的通用光学元件，如透镜、分束器和波导。这些元件的调谐依赖于在限定区域中调整载流子浓度的能力，包括创建相反电荷的双极区域（p-n区域）的可能性。然而，弹道输运和复杂静电门控的结合仍然具有挑战性。在这里，我们报告的制造和表征的完全悬浮的石墨烯pn结。通过局部静电选通，可以定义谐振腔，从而在单极和双极区中产生复杂的法布里-珀罗干涉图案。所观察到的电导振荡的幅度说明了在超过1微米的长距离上弹道传播的电子的量子干涉。我们还证明了在p-n界面处的Klein准直增强了干涉图样的可见性。这一发现为更复杂的门控弹道石墨烯器件铺平了道路，并使石墨烯中的电子光学更接近现实。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall
Suspended Graphene Ballistic Josephson Weak Links
石墨烯和超导的相互作用对于理解二维狄拉克费米子物理和超导器件应用引起了极大的兴趣。在以前的工作中，在标准SiO2衬底上制造的石墨烯-超导体结是高度无序的。由于载流子散射和电势波动，石墨烯与超导体结合的预期固有性质仍然难以通过实验观察。我们提出悬浮石墨烯超导结作为一个有效的解决方案的问题。在这里，我们展示了高质量悬浮单层石墨烯-NbN约瑟夫森结的制造和表征，其具有大于150，000 cm 2/Vs的器件迁移率，最小载流子密度低于1 e10 cm-2，并且在高于2 K的温度下形成超电流。狄拉克电子的超相对论性能带结构的一种表现。这一工作为进一步研究本征狄拉克费米子超导邻近效应和新型石墨烯-超导体混合结奠定了基础。
2013-05-09 cond-mat.mes-hall
Short Ballistic Josephson Coupling in Planar Graphene Junctions with Inhomogeneous Carrier Doping
我们报告短弹道（SB）约瑟夫森耦合结嵌入在平面异质结构的石墨烯。弹道约瑟夫森耦合证实了结临界电流$I_c$的法布里-珀罗型干涉。接近$2Δ_0/e$的异常大的$I_cR_N$产物（$R_N$ ;正常状态结电阻，$Δ_0$ ;零温度超导能隙）是SB强约瑟夫森耦合的指示。$I_c$的温度依赖性与传统的短结行为不一致; $I_c(T)$曲线系统地偏离标准Kulik-Omel'yanchuk预测。我们认为，这一功能源于石墨烯结的平面性质，这是容易受到非均匀载流子掺杂的影响，以及在石墨烯附近的超导接触。
2017-12-28 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport in graphene antidot lattices
如果衬底和环境的影响最小化，石墨烯样品可以具有非常高的载流子迁移率。将石墨烯片嵌入到两侧具有六方氮化硼（hBN）的异质结构中被证明是实现高体迁移率的特别有效的方式。纳米图案化石墨烯可以增加额外的损伤，并通过边缘无序大大降低样品的迁移率。在hBN衬底而不是SiO2的顶部制备蚀刻的石墨烯纳米结构是没有补救措施的，因为传输特性仍然由边缘粗糙度主导。在这里，我们表明，在纳米级上蚀刻完全封装的石墨烯更温和，并且可以保留高迁移率。为此，我们准备了石墨烯antidot晶格，我们观察磁输运功能源于弹道输运。由于我们的样品的晶格周期很短，我们还可以探索经典和量子输运机制之间的边界。
2015-09-17 cond-mat.mes-hall
Selective transmission of Dirac electrons and ballistic magnetoresistance of \textit{n-p} junctions in graphene
我们发现，静电产生的n-p结分离的电子和空穴气体区域的石墨烯单层传输只有那些准粒子接近它几乎垂直的n-p界面。通过单个n-p结的载流子的这种选择性传输将在这种结的阵列中的非局部磁阻效应中表现出来，并且确定了石墨烯中n-p结通用的电流噪声中的不寻常的Fano因子。
2006-03-23 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric and thermospin transport in a ballistic junction of graphene
我们从理论上考虑一个宽的石墨烯带，其两端连接到通常具有不同温度的电子库。假设石墨烯带沉积在衬底上，这导致Rashba类型的自旋-轨道耦合。我们计算的热诱导电荷电流的弹道输运制度，以及热电电压（塞贝克效应）。除此之外，我们还考虑了石墨烯带的热诱导自旋电流和自旋极化。自旋电流一般有两个组成部分，一个平行于温度梯度，另一个垂直于这个梯度。后者对应于由于自旋能斯特效应而产生的自旋流。此外，我们还考虑了由于电子的转移，在水库之间的热流。
2015-04-16 cond-mat.mes-hall
Quasiclassical Theory of the Josephson Effect in Ballistic Graphene Junctions
在准经典格林函数理论的框架下研究了弹道石墨烯系统中的稳态约瑟夫森效应。反映了石墨烯最终的二维性，包含石墨烯片的约瑟夫森结体现了我们所说的平面约瑟夫森结，其中超导电极部分覆盖二维石墨烯层，实现与其平面接触。在有效质量近似下，我们导出了约瑟夫森电流的一般公式，揭示了平面约瑟夫森结中超导邻近效应的特征。相同类型的分析同样适用于单层、双层和任意$N$层情况。
2012-08-16 cond-mat.mes-hall
Resonant high harmonic generation in a ballistic graphene transistor with an AC driven gate
我们报告了一个弹道石墨烯场效应晶体管的时间依赖性输运的理论研究。我们建立了一个基于Floquet理论的模型，描述了Dirac电子通过谐波驱动势垒的传输。光子辅助隧穿导致在势垒处的准束缚态的激发。在共振条件下，准束缚态的激发导致高阶边带的提升和源漏电导的高次谐波的增强。在主传输通道中的共振是Fano形式，而它们的Breit-Wigner形式的边带。我们讨论了在未来的弹道高频设备，特别是频率倍增器中利用共振的可能性。
2015-06-10 cond-mat.mes-hall
Boundary Scattering in Ballistic Graphene
我们报告的磁输运测量弹道石墨烯/六方氮化硼介观导线的电荷载流子的平均自由程是可比的线宽$W$。由于扩散边界散射，磁阻曲线显示出特征峰结构，其中峰值场与回旋半径$R_\textrm{c}$和线宽度$W$的比率成比例为$W/R_\textrm{c} = 0.9 \pm 0.1$。所获得的$R_\textrm{c}$和$W$之间的比例常数不同于其中$W/R_\textrm{c} = 0.55$的经典半导体2D电子系统。
2012-05-23 cond-mat.mes-hall
Gate tuneable beamsplitter in ballistic graphene
我们提出了一个分束器在一个悬浮的，弹道，多端，双层石墨烯设备。通过使用局部底栅，可以形成相对于电流方向倾斜的p-n界面。我们表明，p-n界面作为一个半透明的反射镜在双极制度和p-n界面的反射率和透射率可以调整的栅极电压。此外，通过研究磁场中出现的电导特征，我们证明了p-n界面的位置可以移动$1\,μ$ m。本文提出的分束器装置可以形成石墨烯中的电子光学干涉仪的基础。
2015-11-12 cond-mat.mes-hall
Going Ballistic: Graphene Hot Electron Transistors
本文综述了利用石墨烯制成的二维基极接触的弹道热电子晶体管（即石墨烯基极晶体管（GBT））的实验和理论现状。早期的性能预测表明THz操作的潜力今天仍然适用，即使改进了考虑非理想因素的模型。实验结果清楚地证明了基本功能，开/关电流切换超过几个数量级，但需要进一步的发展，以充分利用GBT器件系列的潜力。特别是，石墨烯和半导体或石墨烯之间的界面远非完美，因此限制了实验设备的完整性，可靠性和性能。
2015-09-03 cond-mat.mes-hall
Low-temperature ballistic transport in nanoscale epitaxial graphene cross junctions
我们报道了在SiC（0001）上外延生长的石墨烯纳米交叉结中的惯性-弹道输运的观测结果。弹道输运由负弯曲电阻R12表示，43 ~ 170 ohm，在4.2 K时在非局部四端结构中测量，当温度升高到80 K以上时，它消失。
2009-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Aperiodic conductivity oscillations in quasi-ballistic graphene heterojunctions
我们观察到电导振荡与非周期性的间距，只有一侧的隧道电流在双栅石墨烯场效应晶体管与n-p-n型势垒。发现这些晶体的间距和宽度与纯Farbry-Perot型干涉不一致，但与将其归因于通过准束缚杂质态的共振隧穿的理论预测定量一致。这一观察结果可以被理解为石墨烯异质结中克莱因隧穿的另一个特征，并且对于基于石墨烯的纳米电子器件的未来开发和建模具有重要意义。
2010-09-08 cond-mat.mes-hall
Transition from ballistic to diffusive behavior of graphene ribbons in the presence of warping and charged impurities
利用Landauer理论和紧束缚p轨道哈密顿量研究了长程无序势和翘曲对石墨烯带电导率和迁移率的影响。我们表明，作为结构的长度增加的系统经历了从弹道扩散制度的过渡。这反映在计算的电导率和迁移率的电子密度依赖性中。特别地，我们表明石墨烯带的迁移率随μ（n）n^（-λ）变化，其中0<λ <0.5。指数λ取决于系统的长度，其中λ =0.5对应于弹道制度中的短结构，而扩散制度λ =0（当迁移率与电子密度无关时）对于足够长的结构达到。我们的结果可以用于解释实验数据时，λ的值可以用来区分系统的传输制度（即弹道，准弹道或扩散）。根据我们的研究结果，我们讨论了现有的实验结果。
2009-09-30 cond-mat.mes-hall
Micrometer-scale ballistic transport in encapsulated graphene at room temperature
由封装在六方氮化硼中的石墨烯制成的器件表现出显著的负弯曲电阻和异常霍尔效应，这是对于宽范围的载流子浓度在微米尺度上的室温弹道输运的直接结果。封装使得石墨烯实际上不受环境气氛的影响，同时允许使用氮化硼作为顶部栅极电介质。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Ballistic Graphene Cooper Pair Splitter
我们报道了在弹道输运机制下，基于石墨烯的封装多端结中库珀对分裂的实验研究。我们的器件由两个横向结组成，即超导体/石墨烯/超导体和正常金属/石墨烯/正常金属结。在这种情况下，通过一个结的电子输运可以通过沿另一个结施加的偏压来调节。我们观察到明确的签名库珀对分裂的本地以及非本地电子输运测量。我们的实验数据可以很好地描述使用修改的Octavio-Tinkham-Blonder-Klapwijk模型和三端分束器模型。
2020-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic transport experiment detects Fermi surface anisotropy of graphene
单层石墨烯和双层石墨烯具有显著不同的性质。其中一个区别是费米面的形状。虽然各向异性能带结构可以在光学测量中检测到，但迄今为止，它们在二维材料的输运实验中难以检测。在这里，我们描述了一个弹道输运实验，使用高品质的石墨烯，揭示了费米表面各向异性的磁阻。费米面的形状与实空间中的回旋轨道密切相关。在三角晶格的样品中，电子的轨迹依赖于费米面的各向异性。我们发现，这导致磁阻依赖于反点晶格的晶体取向，这表明双层石墨烯的各向异性费米表面是一个三角形弯曲的圆形。而在单层膜中，磁电阻的形状与反点晶格的取向无关，表明费米面为圆形。弹道输运实验是探测二维电子系统中各向异性电子能带结构的一种新方法。
2019-01-18 cond-mat.mes-hall
Transport through evanescent waves in ballistic graphene quantum dots
我们研究了不同几何形状的石墨烯量子点中的倏逝波输运。当引线附接到相同多数子晶格的边缘时，传输被抑制。否则，传输在矩形点中以指数方式依赖于引线之间的距离，在圆形点中以幂律方式依赖于引线之间的距离。通过传输和反射电流属于与入射电流相反的谷的结的传输取决于距离与原子间距相当的晶格结构的细节。
2008-09-19 cond-mat.mes-hall
Graphene nanoribbons (GNRs) are natural waveguides for electrons in graphene. Nevertheless, unlike micron-sized samples, conductance is nearly suppressed in these narrow graphene stripes, mainly due to scattering with edge disorder generated during synthesis or cut. A possible way to circumvent this effect is to define an internal waveguide that isolates specific modes from the edge disorder and allows ballistic conductance. There are several proposals for defining waveguides in graphene; in this manuscript, we consider strain folds and scalar potentials and numerically evaluate these proposal…
2022-08-01 cond-mat.mes-hall
Probing barrier transmission in ballistic graphene
我们从石墨烯中的传输势垒和边缘周围的巡回状态和边界状态推导出局部状态密度，并表明巡回状态导致介观尺度波动，可用于探测其平衡时的散射特性，而不需要横向传输测量。这一发现将有助于审查扩展的结构缺陷，如晶界或线缺陷作为可切换石墨烯共振隧穿晶体管的传输势垒。我们还表明，障碍可以表现出双极小值，远离高反射障碍和边缘的电荷密度的规模为$x^{-2}$。
2014-12-29 cond-mat.mes-hall
Observation of the quantum valley Hall state in ballistic graphene superlattices
在石墨烯超晶格中，体拓扑电流可以导致长程电荷中性流和狄拉克点附近的非局域电阻。这些现象的弹道版本从未被探索过。在这里，我们报告弹道石墨烯超晶格的输运性质。这使我们能够研究和利用巨大的非本地电阻与一个大的谷霍尔角没有磁场。在低温状态下，会发生一种新的物质状态的交叉，称为量子谷霍尔态（qVHS），它是没有磁场的量子霍尔态的模拟。此外，一个非本地的电阻平台，这意味着刚性的qVHS，出现作为磁场的函数，并观察到该平台的崩溃，这被认为是谷/赝自旋磁性的表现。
2018-05-30 cond-mat.mes-hall
Pseudomagnetic fields and ballistic transport in a suspended graphene sheet
我们研究了一个悬浮的石墨烯片受到下面的栅极的电场。我们计算了薄片的弹性形变和相应的有效规范场，它改变了电子输运。在一个干净的系统中，样品的两端电导降低到弹道极限以下，并且在张力下样品中的低载流子浓度下几乎完全被抑制。剩余的无序恢复了一个小的有限导电性。
2008-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
2$Φ_{0}$-periodic magnetic interference in ballistic graphene Josephson junctions
我们研究了在弹道石墨约瑟夫森结中测量的作为磁场的函数的超电流干涉图案。在高掺杂下，观察到预期的$Φ_{0}$周期性“Fraunhofer”图案，表明均匀的电流分布。在狄拉克点附近，我们发现了具有明显的2 $Φ_{0}$周期性的异常干涉图案，类似于携带$e$而不是$2e$电荷的拓扑Andreev束缚态的预测。该特征随着温度的升高而持续，排除了非正弦电流-相位关系。它也存在于结中，其中尖锐的真空边缘被消除。我们的研究结果表明，所观察到的行为可能源于弹道石墨烯约瑟夫森结的固有特性，但确切的机制尚不清楚。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall
We study the ballistic conductivity of graphene bilayer in the presence of next-nearest neighbor hoppings between the layers. An undoped and unbiased system was found in Ref. [1] to show a nonuniversal (length-dependent) conductivity $σ(L)$, approaching the value of $σ_\star=3/π\simeq{}0.95$ for large $L$. Here we demonstrate one-parameter scaling and determine the scaling function $β(σ)=d\ln{}\!σ/d\ln{}\!L$. The scaling flow has an attractive fixed point [$\,β(σ_\star)=0$, $β'(σ_\star)<0\,$] reproducing the scenario predicted for random impurity scattering of Dirac fermions with Coulomb repul…
2014-07-07 cond-mat.mes-hall
Absorptive pinhole collimators for ballistic Dirac fermions in graphene
固体中的弹道电子的平均自由程可以远大于通过光刻形成的最小特征。这使得固态电子光学器件的开发和研究成为可能，如分束器和量子点接触，这些器件为我们理解电子流和相互作用提供了信息。最近，高迁移率石墨烯已经成为一种理想的二维半金属，由于其蜂窝状晶格，具有独特的手性电子光学效应。然而，这种手性传输阻止了简单地使用静电门来限定石墨烯中的电子光学器件。在这里，我们提出了一种方法，创建高度准直的电子束在石墨烯的基础上共线的狭缝对，狭缝之间的吸收侧壁。通过这种方法，我们获得了角宽为18度或更窄的光束，并且传输匹配半经典预测。
2016-11-17 cond-mat.mes-hall
Effect of Klein tunneling on conductance and shot noise in ballistic graphene
计算了石墨烯片在弹道体系中的电导和Fano因子。片中的静电势由梯形势垒建模，其允许在斜坡区域（梯形的两个横向侧）中的均匀电场中使用狄拉克方程的精确解。一个特别注意的是致力于相对于栅极电压的符号，这是连接与克莱因隧道和过势垒反射之间的差异的不对称性。发展的理论与实验的比较支持的结论，克莱因隧道实验揭示。
2009-02-24 cond-mat.mes-hall
Significant ballistic thermal transport across graphene layers: effect of nanoholes and lithium intercalation
该研究通过分析多层石墨烯的声子输运特性，揭示倾斜传播声子模式主导跨面弹道热输运，并发现纳米孔抑制而锂插层增强跨面热传导，为范德华材料热管理提供指导。
2025-04-11 cond-mat.mes-hall
Ballistic conductivity of graphene channel with p-n junction on ferroelectric domain wall
采用Wentzel-Kramers-Brillouin近似，研究了异质结构石墨烯/物理间隙/铁电薄膜中铁电畴壁对单层石墨烯沟道弹道电导的影响.异质结中电场和空间电荷动力学的自洽数值模拟和近似解析理论都表明，畴壁与表面的接触在石墨烯沟道中产生了pn结。计算表明，在石墨烯表面附近自发极化突变引起的未补偿铁电偶极子诱导的载流子浓度可达1019 m-2量级，比非铁电衬底上栅掺杂石墨烯的载流子浓度高两个数量级。因此，我们预测具有铁电畴壁引起的pn结的石墨烯沟道将具有相当高的弹道电导率。
2016-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ballistic Properties of Highly Stretchable Graphene Kirigami Pyramid
石墨烯kirigami（图案化切割）可以是改善石墨烯某些机械和电子性能的有效方法。在这项工作中，我们报告了第一次研究的机械和弹道行为的单层和多层石墨烯金字塔kirigami（GKP）。我们进行了全原子反应分子动力学模拟。GPK由于其拓扑结构而呈现出独特的动能吸收，该拓扑结构产生多步耗散机制，从而阻止裂纹扩展。我们的结果表明，即使具有显著更小的质量，GKP在吸收动能方面也可以胜过具有相似尺寸的石墨烯结构。
2020-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Ballistic graphene Josephson junctions from the short to the long regime
我们研究了由封装的石墨烯/氮化硼异质结构制成的弹道约瑟夫森结的临界电流$I_C$。我们观察到一个交叉从短到长的结制度，作为设备的长度增加。在长弹道接头中，发现$I_S$按$\propto \exp(-k_bT/δE)$缩放。提取的能量$δE$是独立的载流子密度和弹道腔的水平间距成正比，从结正常电阻的法布里-珀罗振荡确定。作为$T\rightarrow 0$，长（或短）结的临界电流在由$δE$（或$Δ$）和结的横模数的乘积确定的水平处饱和。
2016-10-11 cond-mat.mes-hall
Shot Noise in Ballistic Graphene
我们研究了石墨烯场效应器件在4.2- 30 K温度范围内低频（$f$ = 600- 850 MHz）的散粒噪声。我们发现，对于我们的石墨烯样品具有大的宽度与长度比$W/L$，Fano因子$\mathfrak{F}$在狄拉克点处达到最大值$\mathfrak{F} \sim$ 1/3，并且随着电荷密度的增加而强烈降低。对于较小的$W/L$，狄拉克点处的Fano因子显著较低。我们的结果是在良好的协议与理论描述的狄拉克点在干净的石墨烯输运产生的倏逝电子态。
2008-07-01 cond-mat.mes-hall
Current-phase relation of ballistic graphene Josephson junctions
约瑟夫森结（JJ）的电流-相位关系（CPR）决定了超导电流随结内超导相位差的变化规律。了解CPR对于了解JJ对各种外部参数的反应至关重要。尽管对超洁净封装的石墨烯JJ的兴趣越来越大，但这种结的CPR仍然未知。在这里，我们使用完全门可调的石墨烯超导量子干涉器件（SQUID）来确定弹道石墨烯JJ的CPR。SQUID中的两个JJ中的每一个都是由封装在六方氮化硼中的石墨烯制成的。通过独立控制JJ的临界电流，我们可以在对称或非对称配置中操作SQUID。高度不对称的SQUID允许我们对其中一个JJ进行相位偏置，从而直接获得其CPR。CPR被发现是偏斜的，显著偏离正弦形式。偏斜度可以用栅极电压来调谐，并且与弹道石墨烯腔的法布里-珀罗电阻振荡反相振荡。我们比较我们的实验与紧束缚计算，其中包括现实的石墨烯超导体界面，并找到一个很好的定性协议。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall
Ballistic collective group delay and its Goos-Hänchen component in graphene
从理论上研究了石墨烯费米面上所有粒子的弹道集体群延迟（CGD）的实验观测值。首先，我们发现，横向古斯-汉欣（GH）沿势垒界面的变化有助于在个别群延迟（IGD）的固有成分。然后，通过将完整的IGD与自旋进动通过停留时间联系起来，我们提出，在弱磁场下的自旋进动实验中，可以通过电导差静电测量CGD及其GH分量。这种方法对于几乎任意的费米能都是可行的。我们还指出，这是一个一般非零的自干扰延迟，涉及IGD和驻留时间在石墨烯。
2013-04-20 cond-mat.mes-hall
Klein-tunneling transistor with ballistic graphene
如今，室温下的高迁移率石墨烯的可用性使得纳米器件中的弹道输运成为可能。特别是，弹道机制中的p-n-p晶体管提供了克莱因隧穿物理的途径，并允许实现利用狄拉克费米子（DF）的光学行为的设备，如在Vesalego透镜或Fabry Pérot腔中。本文提出了一种基于DF的几何光学的Klein隧穿晶体管。我们考虑的棱镜的情况下，由三角形栅极，其中可能发生全内反射，这导致晶体管传输的可调抑制界定的有源区。我们利用散射理论计算了透射率和电流，并利用非平衡格林函数（NEGF）模拟了有限偏压特性。
2014-09-22 cond-mat.mes-hall
Edge states and ballistic transport in zig-zag graphene ribbons: the role of SiC polytypes
在6 H-SiC面上生长的锯齿形边缘石墨烯带是弹道导体。已经假设在4 H-SiC上生长的锯齿形石墨烯带也将是弹道的。然而，在这项工作中，我们表明SiC多型体很重要;弹道石墨烯带只在6 H SiC上生长。4 H和4 H钝化带是扩散导体。详细的光电子发射和显微镜研究表明，6 H-SiC侧壁锯齿形带是金属与一对n掺杂的边缘状态与不对称的边缘终端，相比之下，4 H-SiC锯齿形带强烈结合到SiC，严重扭曲带的$π$ -带。$\text{H}_2$ -钝化的4 H带返回到金属状态，但没有显示出边缘状态的证据。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron interference in ballistic graphene nanoconstrictions
我们已经实现了在SiC台面结构的侧壁上生长的弹道石墨烯纳米带的纳米尺寸收缩。我们设备的高质量允许观察许多电子量子干涉现象。在不同的温度下，通过原位传输测量来探测法布里-珀罗类共振的传输。共振的能量由收缩的尺寸决定，而收缩的尺寸可以使用STM光刻精确控制。测量的电导的温度和尺寸的依赖性与紧束缚计算定量一致。即使在室温下，这些干扰效应也是可见的，这一事实使得所报道的器件作为未来碳基电子器件的构建模块具有吸引力。
2016-05-04 cond-mat.mes-hall
Metallic proximity effect in ballistic graphene with resonant scatterers
我们研究了共振散射体对带有金属引线的矩形石墨烯结构中局域态密度的影响。我们发现，由于金属邻近效应和杂质散射，狄拉克点附近的态密度具有很强的位置依赖性。这种效应可能会妨碍弱掺杂样品的均匀选通。我们还表明，即使是一个单原子的杂质可能会在本质上改变电子状态，在低掺杂的距离上的顺序的样品尺寸从杂质。
2009-10-13 cond-mat.mes-hall
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
