Some Properties of Bilayer Graphene Nanoribbons
在这项工作中，紧束缚模型计算进行了AA-双层石墨烯纳米带作为双层系统的一个例子。边缘，NNN跳跃，和一个单一的层的杂质的影响，数值上引入的直接对角化方法中出现的相关块对角矩阵的元素的变化。通过引入层间跳跃强度的非对角分块矩阵，利用广义直接对角化方法构造了上下单层之间的直接层间跳跃.
2013-06-17 cond-mat.mes-hall
Enhanced thermoelectric efficiency of zigzag bilayer phosphorene nanoribbon; edge states engineering
从理论上研究了锯齿型双层磷烯纳米带的热电性质。我们首先将SSH阶梯与ZBPNR边缘态类比，解析地得到了它们的能带结构和波函数。然后，通过应用能量过滤方法，我们表明，电功率和热电效率的ZBPNR可以显着提高中间隙边缘状态的存在。我们还讨论了如何通过在边界施加周期性点势来设计边缘模式，以进一步优化系统的热电功率和效率。
2022-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Electrical observation of a tunable band gap in bilayer graphene nanoribbons at room temperature
我们研究了室温下双层石墨烯纳米带的输运性质。该器件采用传统的CMOS兼容工艺制造。通过分析在电荷中性点的电阻作为垂直于石墨烯表面施加的电场的函数的依赖性，我们表明，在态密度的带隙打开，达到有效值约sim50 meV。这证明了双层石墨烯在常规CMOS环境中作为FET沟道材料的潜力。
2010-01-28 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
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
Enhanced thermoelectric performance of twisted bilayer graphene nanoribbons junction
采用第一性原理计算，结合Landauer-Buttiker和Boltzmann理论，研究了扭曲双层石墨烯纳米结（TBGNRJ）在$0^o$、$21.8^o$、$38.2^o$和$60^o$旋转角下的电子输运和热电性质.结果表明，在$\pm$ 0.2 V偏压下，TBGNRJ在$21.8^o$和$38.2^o$旋转角上呈现负微分电阻（NDR）.更重要的是，在300 K下，在$21.8^o$旋转角下可以获得2.0、2.7和6.1的三个峰值ZT值。TBGNRJ出色的ZT值被解释为在优化的角度下降低的热导率和增强的电导率的组合。
2018-11-04 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-plane electric polarization of bilayer graphene nanoribbons by interlayer bias voltage
我们从理论上表明，在AB堆叠的双层石墨烯纳米带扶手椅边缘的层间偏置电压诱导沿带的电极化的强度。紧束缚和从头计算一致表明，当偏置电压是弱的，极化显示相反的迹象取决于带宽度模三。这种非平凡的依赖性解释使用两个波段的有效模型。紧束缚模型中偏置电压的一个强极限为三分之一极化或零极化，这与拓扑论证一致。
2015-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bilayer graphene nanoribbons junction with aligned holes exhibiting high ZT values
采用非平衡格林函数的第一性原理计算研究了扶手椅型石墨烯纳米管（AGNR）、双层石墨烯纳米管结（BGNRJ）和带空穴的双层石墨烯纳米管结（BGNRJ-H）的热电性能。发现BGNRJ-H在300 K时具有9.65和5.55的高ZT值。这些显著大于先前观察到的ZT值的原因已被计算出，由于降低的热导率和增强的电导率。低热导率来自两个石墨烯层之间的范德华（vdW）相互作用。增加的电导率可以归因于两个层中的对准孔的耦合效应。分析结果表明，BGNRJ-H的电子传输能力比普通BGNRJ强得多，从而导致了其较高的电导率和显著的ZT值。
2019-09-05 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of armchair AA-stacked bilayer graphene nanoribbons
基于紧束缚模型，我们分析研究了扶手椅型AA堆叠双层石墨烯纳米带（BLGNRs）在几个区域的电子能带结构。我们应用硬壁边界条件，以确定在封闭方向上的布洛赫波函数的离散主导。首先，我们考虑一个理想的情况下，完美的纳米带没有任何边缘变形，并表明它们的电子性质是强烈的尺寸依赖。我们发现窄扶手椅AA堆叠的BLGNRs（类似于单层石墨烯纳米带）可以是金属的或半导体的，这取决于它们的宽度，所述宽度由跨带宽度的二聚体线的数量确定，而宽带是金属的。然后，我们表明，当考虑到边缘变形的影响，所有窄扶手椅AA堆叠BLGNRs成为半导体，而宽带保持金属。我们还调查的电场施加垂直的纳米晶层的影响，并显示它可以用来调整这些纳米带的电子性质，导致在一个临界值的电场，这取决于纳米晶的宽度的金属相变。此外，在所有制度，我们计算相应的波函数，可用于调查和预测这些纳米带的各种属性。
2014-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural dependence of quantum transport properties on topological nodal-line semimetal bilayer borophene
该研究构建四轨道紧束缚模型，考察双层硼烯纳米带在不同边界、宽度及应变下的节线、边缘态与电导行为。
2025-02-05 cond-mat.mes-hall
Noncollinear magnetism and half-metallicity in biased bilayer zigzag graphene nanoribbons
本文研究了锯齿形终端的偏压Bernal堆叠双层石墨烯纳米管的边缘极化及其后果。根据边缘极化之间的层间耦合和层内耦合对磁态进行了分类，并给出了掺杂对偏置电压的磁相图。发现了共面磁相，并研究了其磁结构随偏压的变化。对于所有的磁态，我们也讨论了半金属态的可能性，对于具有完美锯齿边缘的带，我们预测了七种半金属态，它们具有不同的磁结构和沿带的量子化电导。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fast and slow edges in bilayer graphene nanoribbons: Tuning the transition from band- to Mott-insulator
我们发现，门控双层石墨烯锯齿形带具有快速和缓慢的边缘，其特征在于边缘状态的速度不同，由于不可忽略的下一个最近邻跳跃元素。通过玻色化和重整化群方法，我们发现慢边可以获得一个相当大的相互作用诱导的带隙，这是通过一个外部栅极电压V_{g}可调。与体材料中的栅感应能隙不同，相互作用感应能隙非单调地依赖于在位电势V。
2010-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic structure and layer-resolved transmission of bilayer graphene nanoribbon in the presence of vertical fields
由于其特殊的手征性质和激发载流子分散性，双层石墨烯的电子性质与传统的二维电子气和单层石墨烯不同。研究了应变对双层石墨烯纳米结构的电子结构、边缘态和零温下电荷输运的影响。我们证明了在垂直磁场作用下，双层石墨烯在偏压下会产生谷极化量子霍尔效应。在该系统中，通过调节面间应变，可以发生从量子谷霍尔到谷极化量子霍尔相的拓扑相变。此外，我们研究了层分辨输运性质，通过计算层极化量，使用递归格林函数技术，并表明所得到的层极化值确认所获得的相位。这些预测可以通过实验来验证，我们的结果表明，在电子和valleytronics设备的外部场的存在下，利用应变双层石墨烯的可能性。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge states of zigzag bilayer graphite nanoribbons
在紧束缚近似下，研究了不同带宽$N$的锯齿形双层石墨纳米带（Z-BGNR）的电子结构。忽略层间跳跃幅度$γ_4$（它比其它层间跳跃参数$γ_1$和$γ_3$小一个数量级），存在两个与带宽无关的固定费米点$\pm k^*$，在$k^*$附近有特殊的能量色散，称为$\ve (k) \sim \pm (k-k^*)^N$ .通过研究Z-BGNR的边缘态，我们注意到双层石墨烯片的三角翘曲反映在边缘态结构上。有限标度法表明，随着$γ_4$的引入，上述两个费米点不再固定，而是随着$N$宽度的增加而向狄拉克点附近漂移，色散特性也向抛物色散特性转变.边缘磁性的Z-BGNR也检查通过使用Hartree-Fock近似求解半满的Hubbard哈密顿量的带状。我们已经表明，在同一侧的边缘，边缘自旋铁磁对齐的实验相关的参数集。
2008-06-16 cond-mat.mes-hall
Edge disorder and localization regimes in bilayer graphene nanoribbons
对锯齿型和扶手型双层石墨烯纳米带的磁电性质进行了理论研究。利用递归格林函数方法，研究了均匀垂直磁场中BGN的能带结构，并讨论了相应洁净系统的零温电导。对于锯齿形边缘，电导量化为2（n+1）G_，对于扶手椅形边缘，电导量化为nG_0，其中G_{0} =2e^2/h是电导单位，$n$是整数。特别注意的是边缘无序的影响。在单层石墨烯纳米带（GNR）的情况下，一个小程度的边缘无序已经足以诱导周围的中性点的传输间隙。我们进一步对双层和单层纳米带的输运能隙E_g和局域化长度进行了比较研究。虽然对于GNR，E_{g} ^{GNR}与1/W成比例，但双层带的相应输运带隙E_{g} ^{BGN}显示出随着带宽度W的增加而更快速地减小。我们还证明了局域化长度与费米能量的演化表现出两个不同的制度。在输运能隙内，xi基本上与能量无关，并且BGN中的状态比相应的GNR中的状态明显更不局域化。在输运能隙之外，随着费米能的增加，电子能迅速增长，并且对于BGN和GNR变得非常相似。
2009-04-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Enhancement of the Seebeck effect in bilayer armchair graphene nanoribbons by tuning the electric fields
由于这些结构的无间隙特性，已经观察到单层和双层石墨烯片中的塞贝克系数是适度的。在这项工作中，我们证明了这个系数是显着高的准一维结构的双层扶手椅型石墨烯纳米带（BL-AGNRs）由于量子限制效应引起的开放的间隙。我们还发现BL-AGNR的Seebeck系数也可分为3组3 p，3 p + 1，3 p + 2作为能隙。对于12条二聚体线宽的半导体BL-AGNR，Seebeck系数高达707 uV/K，在垂直电场的作用下，Seebeck系数增加到857 uV/K。而在14条二聚体线宽的半金属结构中，Seebeck系数从40 uV/K显著提高到555 uV/K，提高了14倍。此外，由于塞贝克系数总是随着施加电势的增加而增加，因此它揭示了一个吸引人的结果。这种BL-AGNR似乎是非常有前途的应用下一代的电子和热电器件应用的电动门。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
Tunable Interlayer Excitons in Bilayer Graphene Nanoribbons
本研究通过激发态密度泛函计算，证明扶手椅型双层石墨烯纳米带中存在强层间激子耦合，发现其具有室温长寿命辐射特性，并指出通过堆叠顺序工程可调控激子响应与寿命。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exchange interaction of magnetic impurities in biased bilayer phosphorene nanoribbon
研究了垂直电场作用下锯齿形双层磷烯纳米带（ZBLPNR）中的交换作用。我们评估的空间和电场依赖性的静态自旋磁化率在真实空间中的各种配置的磁性杂质在零温度。还得到了ZBLPNR在栅压作用下的电子性质。与其他二维材料如石墨烯和硅烯相比，ZBLPNR在费米能级处具有两个几乎简并的准平坦边缘模，与体态隔离。研究了带宽和垂直电场对ZBLPNR带隙的调制。由于费米能级上准平带的存在，在没有电场的情况下，可以看到RKKY相互作用的尖峰。如图所示，可以通过使用RKKY相互作用来探索ZBLPNR中这些准平坦边缘模式的特征。当两个杂质位于ZBLPNR内时，在大偏压下，RKKY振荡出现拍频模式。电调谐RKKY耦合的ZBLPNR预计将有重要的后果偏置ZBLPNR的自旋电子学应用。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall
Electric-field-induced spin spiral state in bilayer zigzag graphene nanoribbons
我们研究了双层锯齿形石墨烯纳米带在电场作用下铁磁边缘态的自旋螺旋基态的出现。为了做到这一点，我们采用了广义布洛赫定理，在约束方案方法内为边缘处的所有碳原子的磁矩创建平坦的螺旋排列。小的带宽可以保持铁磁基态，而大的带宽则显示出从一定的电场值开始的螺旋基态。我们还指出，螺旋基态是由自旋刚度的降低引起的。在这种情况下，能量标度表现出一种微妙的性质，只能在低温下考虑。对于最后的讨论，我们还发现，自旋螺旋基态出现更迅速，当厚度增加。因此，我们证明了大的带宽和大的厚度可以在电场的作用下产生许多螺旋态。
2021-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bloch oscillations in the magnetoconductance of twisted bilayer graphene
我们确定了二维（2D）电子输运在最小扭曲的石墨烯双层和一维量子行走，其中一个空间维度起着时间的作用之间的映射。在该映射中，垂直于双层的磁场B映射到电场上。由于在一维布洛赫带中的周期性运动而引起的布洛赫振荡可以在纯DC输运中观察到，作为具有由布洛赫频率设置的周期性的磁导振荡。
2022-11-01 cond-mat.mes-hall
Flat band localization in twisted bilayer graphene nanoribbons
本研究通过缩放紧束缚模型分析魔角附近扭曲双层石墨烯纳米带的电子结构，发现边缘平带局域化对锯齿型和扶手椅型边缘终止高度敏感，并揭示了体态平带对边界变化的不敏感性。
2023-09-12 cond-mat.mes-hall
Multilayer graphene nanoribbon under vertical electric field
研究了垂直电场对多层扶手椅型石墨烯纳米结构（aGNR）电子性质的影响。在电场作用下，双层aGNR的能带结构发生了有趣的变化，如电子速度、电子有效质量的符号、带隙、带隙在动量空间中的位置等的变化。根据aGNR的宽度和所施加的电场，aGNR的带隙可以增加或减小。当所施加的电场高于临界值时，双层aGNR的带隙与双层石墨烯的带隙相同，而与宽度无关。我们还表明，对于半导体多层aGNR与两个以上的层，带隙随电场的增加而减小，导致在一个半导体金属过渡。这可以用于增强基于石墨烯的晶体管器件的性能。
2011-07-26 cond-mat.mes-hall
Twisted bilayer zigzag-graphene nanoribbon junctions with tunable edge states
堆叠二维层状材料，如石墨烯和过渡金属二硫属化物与非零层间扭转角最近已成为有吸引力的，因为新的物理性能的出现。一维纳米材料的堆叠提供了横向堆叠偏移作为用于调制所得材料性质的附加参数。在这里，我们报告的扭曲双层锯齿形石墨烯纳米带（TBZGNRs）的边缘状态可以调整与扭曲角和堆叠偏移。通过密度泛函理论（DFT）计算首次揭示了在堆积区的强边态变化。利用扫描隧道显微镜在Au（111）表面构建并表征了扭曲双层锯齿形石墨烯纳米颗粒（TBZGNR）体系。三个典型的正交TBZGNR结表现出不同的堆叠偏移通过扫描隧道光谱的详细分析揭示了新兴的近零能量状态。通过与密度泛函理论计算结果的比较，我们得出结论：边缘态的产生是由于平带的形成，平带的能量和自旋简并度随堆叠偏移量的变化是高度可调的。我们的工作突出了2D和1D twistronics之间的根本区别，并刺激进一步调查扭曲的一维系统。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge detection in a bilayer graphene quantum dot
我们展示了一个双层石墨烯量子点与集成的电荷检测器的测量。焦点在于使得能够利用位于岛直径约为100 nm的双层石墨烯量子点旁边约35 nm处的30 nm宽的双层石墨烯纳米颗粒进行电荷检测。纳米粒子中的局部共振可以成功地用于检测点中的单个充电事件，即使在量子点库仑峰不能通过常规技术测量的情况下。
2011-10-26 cond-mat.mes-hall
Effects of transverse electric fields on Landau subbands in bilayer zigzag graphene nanoribbons
利用Peierls紧束缚模型研究了准一维锯齿形石墨烯纳米带的磁电性质。准朗道能级（QLL）是指在k空间某个区域内的无色散朗道子带，是磁约束效应和量子约束效应相互竞争的结果。在双层系统中，层间相互作用导致两组QLL，一组发生在费米能级，另一组发生在更高的能量。横向电场能使能谱发生畸变，使两组QLL发生倾斜，并引起超导体-金属的相变。从波函数的角度探索了电子的分布，清晰地讨论了朗道态在电场影响下的演化。更有趣的是，能谱中的能带混合现象与态混合有关，态混合在波函数中可以明显地看到。最后给出了可以通过表面检测和光学实验（如扫描隧道光谱和吸收光谱）验证的态密度。
2013-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The edge engineering of topological Bi(111) bilayer
拓扑绝缘体是一种新型的量子态，其特征在于具有受量子保护的非平凡边缘/表面态。我们的第一性原理模拟显示了化学修饰对拓扑Bi（111）双层纳米结构边缘态的显著影响，去除了平凡的边缘态，恢复了拓扑边缘态的Dirac线性色散.通过比较有无化学修饰的边缘态，Bi（111）双层纳米结构提供了一个简单的系统来评估边缘态的电导波动。化学修饰还可以改变边态的穿透深度和自旋织构。提出了一个低能有效模型来解释Bi（111）双层纳米结构独特的自旋织构，它打破了沿扶手椅边缘的自旋-动量正交性。
2014-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable phonon-induced transparency in bilayer graphene nanoribbons
在三能级原子系统的电磁感应共振现象中，通过光抽运，直接跃迁和间接跃迁的相消干涉，消除了偶极允许跃迁处的线性极化率。EIT不仅导致光在原本不透明的原子跃迁频率处传输，而且导致光群速度减慢和光学非线性增强。在这封信中，我们报告了一个类似的行为，表示为声子诱导的透明度（PIT），在AB堆叠的双层石墨烯纳米带。在这里，由于等离子体激元激发的光吸收由于与红外活性Γ点光学声子的耦合而被抑制在窄窗口中，其功能在这里类似于原子系统的EIT中的亚稳能级的功能。我们进一步表明，PIT在双层石墨烯是积极可调的静电门控，并估计在声子频率为1580 cm-1的最大慢光因子约为500，基于测量的光谱。我们的演示开辟了一条途径，探索少光子非线性光学和慢光在这种新型的二维材料，没有外部光泵和室温。
2013-10-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum Capacitance of Graphene Sheets and Nanoribbons
在这一章中，半解析模型计算的量子电容的单层和双层石墨烯及其纳米带，提出。由于电子-空穴水坑是所有石墨烯样品中的实验事实，因此它们已被纳入我们的计算中。还研究了电荷中性点附近的量子电容的温度依赖性，所获得的结果与最近在单层和双层石墨烯器件上的量子电容测量中观察到的许多特征一致。同时考虑了石墨烯纳米带能带结构中的边缘键弛豫和第三近邻相互作用，研究了有限尺寸效应和边缘效应对石墨烯纳米带量子电容的影响.
2015-12-03 cond-mat.mes-hall
Electronic Bloch oscillation in bilayer graphene gradient superlattices
利用转移矩阵方法研究了双层石墨烯梯度超晶格中的电子Bloch振荡。通过引入两种沿电子传输方向的方势垒梯度势，我们发现在电子传输方向上可以产生高达太赫兹的布洛赫振荡。Wannier-Stark阶梯是Bloch振荡的对应物，它是由一系列等距离的透射峰组成，电子波函数的局域化也是Bloch振荡的特征. Bloch振荡的周期随势垒梯度的增大而线性减小。
2014-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Bloch Theorem and Reentrant Flat Bands in Twisted Bilayer Graphene at $2π$ Flux
布洛赫定理是拓扑能带理论的核心，它本身就定义了量子材料研究的一个时代。然而，布洛赫定理被一个垂直的磁场打破，使得研究强磁通中的拓扑系统变得困难。莫尔材料首次使这个问题与实验相关，其解决方案是这项工作的重点。在无限边界条件下，我们构造了磁平移群在$2π$磁通下的规范不变的不表示，从而给出了磁Bloch哈密顿量、非阿贝尔威尔逊圈和多体形状因子的Siegel θ函数的解析表达式.我们使用一个简单的正方形晶格模型和扭曲双层石墨烯的Bistritzer-MacDonald哈密顿量来说明我们的形式主义，在库仑相互作用下获得了$2π$通量下的重入基态。
2022-08-30 cond-mat.mes-hall
Ferroelectrics Manipulate Magnetic Bloch Skyrmions in a Composite Bilayer
理论研究表明，复合双层（即，手性磁性/铁电双层）提供了电诱导磁性Skyrmions的可能性[Phys. Rev. \textbf{94}，014311（2016）]。在这篇文章中，我们提出了一个微磁模型，物理操纵的手征磁性薄膜与极化的铁电驱动系统通过逆磁电效应必不可少的磁性布洛赫Skyrmions传播。不同的传播速度、薄膜尺寸和磁电耦合强度所引起的效应强烈地影响着磁Skyrmions的质量和数量。
2016-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport through bilayer graphene flakes
我们研究了双层石墨烯片与两个单层纳米带接触时的电子输运性质。这种有限尺寸的双层薄片可以通过重叠两个半无限带或通过将单层薄片沉积到无限纳米颗粒上来构建。这两种结构具有互补的性质，我们用紧束缚方法和连续介质Dirac模型对它们进行了研究和分析。我们已经发现，对于某些能量范围和几何形状，这些系统的电导显着振荡之间的零和电导的最大值，允许机电开关的设计。我们对双层薄片中电子传输的理解可能提供一种测量双层石墨烯中层间跳跃的方法。
2010-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Bloch Skyrmion Transport by Electric Fields in a Composite Bilayer
研究了在手性磁性（CM）/铁电（FE）双层复合膜中施加电场来操纵磁性Bloch Skyrmions的力学方法。界面处的磁电耦合允许电场刺激磁有序。因此，它提供了生成Skyrmions的可能性[Phys. Rev. B 94，014311（2016）]。在这里，我们设计了一个可移动的和本地化的电场源，驱动skyrmion沿双层运输。必须仔细选择电场源的移动速度，以显示该过程的稳定性和效率。将讨论高速操作的影响。
2016-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré edge states in twisted graphene nanoribbons
众所周知，基于石墨烯的系统的边缘物理对边界处的原子结构高度敏感，其中仅在晶格的Z字形终止上发现局部零模式边缘状态。在这里，我们证明了石墨烯扭曲双层支持额外的一类边缘状态，即（i）发现所有边缘几何形状，因此对边缘粗糙度是鲁棒的，（ii）发生在与扭曲诱导的范霍夫奇异性相一致的能量在散装和（iii）拥有强烈调制的莫尔晶格的电子密度。有趣的是，这些“莫尔边缘状态”只存在于某些晶格畸变中，因此扭曲双层的边缘物理与体相形成鲜明对比，并不是唯一由扭曲角决定的。
2018-01-19 cond-mat.mes-hall
Band-gap engineering and ballistic transport in corrugated graphene nanoribbons
我们在紧束缚$p$轨道模型的框架下计算了周期性波纹石墨烯纳米带的能带结构和电导。我们认为波纹结构的基础上，主机带扶手椅和锯齿形边缘和三种不同类型的波纹（扶手椅边缘，锯齿形边缘以及一个矩形的波纹）。我们证明，扶手椅主机带，根据不同类型的电子束，带隙或低速迷你带附近的电荷中性点出现。对于更高的能量，允许的布洛赫状态带变得由小阻带分开。相比之下，对于具有Z字形主机的波纹带，波纹既不引入带隙也不引入阻带（除了矩形波纹的情况）。根据有限波纹带的能带结构，分析了有限波纹带的电导。对于一个足够大的波纹数的电导如下相应的传播布洛赫状态的数量，并显示出明显的振荡，由于在波纹段的法布里-珀罗干涉。最后，我们证明了边缘无序强烈影响波纹带的电导。我们的研究结果表明，观察在波纹带中形成的迷你带将需要干净的，边缘无序的自由样品，特别是对于扶手椅主晶格的情况下。
2009-06-15 cond-mat.mes-hall
Symmetry-Guided Design of Quantum Couplers in Dirac materials: AA-Bilayer Graphene Coupler
Nuclear Physics Institute, Czech Academy of Sciences（捷克科学院核物理研究所）；Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Czech Technical University in Prague（布拉格捷克技术大学核科学与物理工程学院）
研究通过理论框架设计能调节传输准粒子极化但不显著扰动传播的量子耦合器，探讨完美传输与受控极化变换条件，提出AA堆叠双层石墨烯纳米带耦合器模型，展示极化态传输可由外部场精细调节。
2026-04-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Robustness of type-II Dirac cones in biphenylene-based structures
本文统一研究双亚苯基纳米带和双层结构，结合第一性原理与紧束缚模型，分析不同堆叠下II型狄拉克锥的鲁棒性，并揭示对称性对边缘态的影响。
2024-07-26 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled conductance through bilayer graphene ribbons
我们研究了单层纳米接触的偏压双层石墨烯片的电导。我们发现，通过双层带的传输强烈地依赖于两层之间施加的偏压和单层接触的相对位置。除了双层上的能隙的打开之外，偏压允许调节双层薄片上的电子密度，使得通过外部参数控制电子传输成为可能。
2010-08-19 cond-mat.mes-hall
Orbital Hall effect in bilayer transition metal dichalcogenides: From the intra-atomic approximation to the Bloch states orbital magnetic moment approach
利用有效Dirac模型，研究了过渡金属双硫族化合物2 H堆积双层膜（2 H-TMD）中的轨道霍尔效应（OHE）.我们使用一阶微扰理论在双层系统的层间耦合，以获得在线性响应制度的轨道霍尔电导率的解析表达式。我们使用轨道角动量（OAM）算子的两种不同的描述：第一种是仅考虑对OAM的内部贡献的原子内近似[Cysne等人，Phys. Rev. Lett. 126，056601（2021）]。第二种方法使用轨道（谷）磁矩的贝里相位公式来描述OAM算子[Bhowal和Vignale，Phys. Rev. B 103，195309（2021）]。这种方法包括对OAM的站点间和站点内贡献。我们的研究结果表明，这两种方法同意定性描述的OHE在双层的2 H-TMDs，虽然他们提出了一些定量的差异。我们还表明，层间耦合起着至关重要的作用，在理解的OHE在无偏双分子层的2 H-TMD。这种耦合导致布洛赫态成为各层状态的成键（反键）组合，要求考虑轨道磁矩的非阿贝尔结构，以发生OHE。正如我们在整个工作中讨论的那样，基于OHE的2 H-TMDs无偏双层中的OAM传输的新图像与基于谷霍尔效应的通常图像非常不同，从而为以前的实验结果提供了新的启示。我们还讨论了双层系统中的栅极电压偏置的影响。我们的工作支持最近的理论预测OHE在二维材料。
2022-05-17 cond-mat.mes-hall
Bloch-Zener Oscillations in Graphene and Topological Insulators
我们表明，基于零间隙半导体，如石墨烯和碲化汞的超晶格表现出特征布洛赫-齐纳振荡，出现从布洛赫振荡和多个齐纳隧道之间的电子和空穴分支的相干叠加。我们证明了这种机制的波包动力学在各种空间周期性调制的纳米带受到外部偏置场。相关的布洛赫频率表现出一种特殊的周期性的偏置依赖，我们解释内的两个波段模型。支持广泛的数值输运计算，我们表明，这种效应引起明显的电流振荡观察到的石墨烯和碲化汞超晶格的I-V特性。
2012-03-22 cond-mat.mes-hall
Thermal conductivity of epitaxial graphene nanoribbons on SiC: effect of substrate
采用非平衡分子动力学方法研究了SiC衬底对外延石墨烯纳米带热导率的影响。结果表明，在热输运过程中，基底与单层GNRs之间存在强相互作用，大大降低了热导率。双层GNR的第二GNR层中，悬浮GNR的热导率特性被很好地保留，其与底层结构具有弱的范德华相互作用。发现面外声子模对由底层结构引起的第二GNR层的热导率变化起关键作用。
2012-02-04 cond-mat.mes-hall
Tuning of Bilayer Graphene Heterostructure by Horizontally Incident Circular Polarized Light
理论研究了水平圆偏振光照射下双层石墨烯异质结构的Floquet态。光的面内和面外电场分别周期性地扰动层内和层间跳跃。对于圆偏振光，电场的两个分量具有$π/2$相位差，使得两种类型的跳跃被$π/2$相位差周期性地扰动，这修改了有效的层间跳跃。我们重点研究了反铁磁范德华自旋阀异质结构中的双层石墨烯模型。辐照的幅度可以调节体态的带隙和拓扑性质。预言了自旋极化的量子反常Hall相位，其Chern数为1。照射的入射角可以调节锯齿形纳米带的带隙和边缘态的色散。
2021-05-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory for constructing effective models for electrons in generic bilayer graphene
我们提出并详细讨论了制定有效的模型来描述一般双层石墨烯中低能电子的动力学的实用技术。从一个紧束缚模型开始，使用碳原子的$p_z$轨道作为表示基组，我们将其转化为在每个石墨烯层中定义的Bloch态之间的耦合问题。这种方法可以将原来的问题转化为确定两个独立的材料层中的布洛赫态和这些态的耦合规则。我们提出了两种方案参数化耦合布洛赫状态矢量。对于双层石墨烯结构的小扭曲角，其中的长波长近似是适用的，我们表明，有效的哈密顿量可以写在规范形式的动力学项定义的动量算子和位置算子定义的潜在的长期。不同复杂程度的有效模型的有效性和它们在处理各种物理方面的潜在应用进行了数值讨论。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Atomic structure and electronic properties of folded graphene nanoribbons: a first-principles study
采用第一性原理计算研究了折叠石墨烯纳米带（FGNRs）的原子结构、堆积顺序和电子结构.结果表明，所有FGNR的共同构型都是包括一个纳米管状边缘和两个平坦纳米带的球拍状结构。有趣的是，这两个平坦的纳米带可以形成新的堆叠样式，而不是双层纳米带最稳定的AB堆叠序列。FGNRs的稳定性与初始结构的几个因素有关，如两个纳米带的层间距离，堆叠顺序，边缘样式和纳米带的宽度。这些折叠的纳米带只能在宽度分别达到约61 μ m和95 μ m时才能稳定，对于锯齿形和扶手椅形纳米带。此外，折叠的锯齿形石墨烯纳米带的带隙变为约0.17 eV，这提供了打开带隙的新途径。
2016-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge-state transport in twisted bilayer graphene
本文研究1.696°扭曲双层石墨烯，发现超晶格能隙中的边缘局域态可承载接近电导量子的电流并产生非局域电阻，揭示了边缘态输运与纳米带切割方式的关系。
2024-07-05 cond-mat.mes-hall
Bistability of zigzag edge magnetism in graphene nanoribbons induced by electric field
在存在Hubbard相互作用的情况下，石墨烯锯齿形纳米带具有反平行结构的自发边缘磁性，其幅度可以通过横向电场调节。当电场在临界值上增大或减小时，边缘分别被去磁或重新磁化。每个边缘处的磁场确定再磁化的方向。因此，单层石墨烯锯齿形纳米结构中缓慢变化的横向电场和磁场的组合可以驱动量子系统进入双稳态回路。在没有磁场的双层/单层锯齿形纳米结构中也可以诱导出同样的现象，因为非对称超交换相互作用控制了再磁化的方向。通过这种方式，量子系统在基态和具有不同磁性、能带结构和电导的准稳态激发态之间进行了转换。这一特性可用于开发无磁场的石墨烯基自旋电子纳米器件。
2021-05-01 cond-mat.mes-hall
Impossibility of Increasing N$\acute{\textrm{e}}$el Temperature in Zigzag Graphene Nanoribbon by Electric Field and Carrier Doping
我们研究了反铁磁有序锯齿形石墨烯纳米晶中N-$\acute{\textrm{e}}$电致发光温度作为临界温度对电场和空穴-电子掺杂的依赖关系。在平均场近似下，通过平均布里渊区中的磁振子能量来计算温度。我们采用广义布洛赫定理代替超原胞方法来获得磁振子谱，从而大大减少了计算量。我们发现，当增加电场和空穴-电子掺杂时，N $\acute{\textrm{e}}$的el温度降低，因此这些处理不会提高N $\acute{\textrm{e}}$ el温度。
2021-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of graphene nanoribbon by local anodic oxidation lithography using atomic force microscope
我们利用原子力显微镜对单层、双层和多层石墨烯进行了局域阳极氧化（LAO）光刻。绝缘氧化区域的宽度系统地取决于石墨烯层的数量。在单层石墨烯中制造的800 nm宽的条形器件表现出半整数量子霍尔效应。我们还制备了55 nm宽的石墨烯纳米颗粒（GNR）。GNR在电中性点处的电导在低温下被抑制，这表明由于载流子的横向限制而导致能隙的打开。这些结果表明，LAO光刻是一种有效的石墨烯纳米器件的制造技术。
2008-11-29 cond-mat.mes-hall
Intrinsic giant Stark effect of boron-carbon-nitride nanoribbons with zigzag edges
采用第一性原理计算研究了锯齿形硼碳氮（BCN）纳米带的电子性质，其中石墨烯纳米带边缘最外层的C原子被B或N原子取代.我们发现，BCN纳米带是金属，因为几个带交叉的费米能级。对于BCN纳米带在一个丰富的H $_2$的环境中，所谓的近自由电子状态出现在费米能级以上，因为固有的巨斯塔克效应，由于内部电场的横向偶极矩。近自由电子态的位置可以通过施加平行于偶极矩的电场来控制。氮原子的氢化是BCN纳米带中巨斯塔克效应出现的必要条件。我们还讨论了双层BCN纳米带中堆积顺序对本征巨斯塔克效应的影响。
2012-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study of edge states and conductivity in spin-orbit coupled bilayer graphene
我们提出了一个精心设计的和系统的研究的曲折双层石墨烯纳米管的电导特性建模的凯恩-梅勒（KM）哈密顿。详细讨论了Rashba和自旋轨道耦合与边缘态、电子能带结构、电荷和自旋输运的相互作用。我们已经解析推导出双层KM nanorigins的边缘状态的条件，并显示这些模式如何衰减的晶格网站内的散装。特别有趣的是，对于有限尺寸的带状物，偶数个Z字形带状物在狄拉克点处具有有限的能隙，而奇数个则没有。这种不对称性在存在和不存在层之间可能存在的偏置电压的情况下都存在。层间Rashba自旋-轨道耦合、层内固有自旋-轨道耦合和层内Rashba自旋-轨道耦合似乎破坏了量子自旋霍尔（QSH）相，其中QSH相通过在零费米能量附近存在电导平台（量级为4 e/h）来识别。平台区对自旋-轨道耦合参数的值很敏感。此外，自旋极化电导数据显示，双层KM带被发现是更有效的自旋电子应用相比，单层石墨烯。最后，通过计算电子的有效质量，进行了实验的快速检验。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Linking interlayer twist angle to geometrical parameters of self-assembled folded graphene structures
在外部驱动力的作用下，薄的粘合剂膜可以从基底上移除、撕裂和折叠成不同的几何形状。然而，在二维材料中，这些过程可以是自驱动的，如先前对通过自发撕裂和从衬底剥离产生的折叠扭曲双层石墨烯纳米带的研究所示。在这里，我们使用原子力显微镜技术来生成和表征自然自生长的折叠纳米结构的几何结构。纳米尺度的宽度和层间分离的测量揭示了类似的扭转角依赖性可能引起的各向异性在双层电位。此外，数据的分析显示了折叠弧边缘的高度（由半径R参数化）与带宽度之间的意外相关性，这表明了由可变横截面形状驱动的自生长过程。这些观测结果很好地描述了一个能量最小化模型，其中包括双层粘附能量密度所代表的距离依赖莫尔斯电位。我们得到了一个解析表达式的半径R与带的宽度，预测重整化弯曲刚度和立场与实验观察。新发现的这些几何参数之间的关系表明了折叠扭曲双层石墨烯的定制生长机制-许多有趣的物理现象的平台。
2019-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pseudospin Electronics in Phosphorene Nanoribbons
锯齿形磷烯纳米带由于边缘态的存在而具有金属性，边缘态的能量位于带隙内，远离体带。我们表明，-通过电子操纵的边缘状态-电子的传播可以被限制到一个带的边缘，或在双层磷烯纳米带的情况下，到一个层。这一发现意味着边缘和层可以被认为是自旋半自由度的可调等效物，即，伪自旋在这两个层和边缘的赝自旋计划，我们提出和表征赝自旋场效应晶体管，它可以产生赝自旋极化电流。此外，我们提出了边缘和层pseudosin阀，类似于传统的自旋阀。在每个赝自旋计划阀的性能基准的伪磁阻（PMR）比。边缘赝自旋阀显示出近乎完美的PMR，对设备参数和无序具有显着的鲁棒性。这些结果可能会引发赝自旋电子学的新发展。
2017-10-23 cond-mat.mes-hall
Magnetic barriers in graphene nanoribbons
对锯齿形和扶手椅形石墨烯纳米带的输运性质进行了理论研究。磁势垒局部地修改纳米带的能谱，这导致电导阶跃向更高能量的能量偏移。磁势垒也会引起法布里-珀罗型振荡，只要势垒的边缘足够尖锐。锯齿形和金属扶手椅型纳米带中存在的最低传播态防止了磁势垒对载流子的限制。纳米带中的无序边缘倾向于使最低传播状态局部化，其在磁势垒区域中离域。因此，与二维石墨烯的情况形成鲜明对比，石墨烯纳米带中的载流子不能被磁势垒限制。我们还提出了一种新的方法，基于格林函数技术的计算在垂直磁场中的石墨烯纳米带的磁子带结构，布洛赫态和磁导率。利用这种方法极大地方便了电导计算，因为，与切除方法相比，本方法不需要自洽计算的表面格林函数。
2008-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
