Interface states at the boundary between ABC and ABA multilayer graphene structures
我们研究了多层石墨烯中ABC和ABA区域之间的界面，特别是我们考虑了ABA和ABC结构之间的过渡是由于锯齿形界面的石墨烯层之一的局部压缩而产生的区域，以及扶手椅界面的原子的局部剪切。当我们考虑一个无限的带状配置，我们发现，界面带形成在这些地区，更明显的扶手椅型接口。我们注意到这些状态不是拓扑的。对于完全有限尺寸的结构，连续的界面带转换成一组量化的水平。
2021-06-29 cond-mat.mes-hall
Silicon intercalation into the graphene-SiC interface
在这项工作中，我们使用LEEM，XPEEM和XPS来研究在石墨烯-真空界面处的过量Si如何在高温下重新排序。我们表明，在室温下沉积在SiC（000['1]）上生长的多层石墨烯薄膜上的硅在加热至1020以上的温度时迅速扩散到石墨烯-SiC界面。在一系列沉积中，我们已经能够将~ 6 ML的Si插入石墨烯-SiC界面中。
2011-11-12 cond-mat.mes-hall
Nano-Objects Developing at Graphene/Silicon Carbide Interface
我们使用扫描隧道显微镜和光谱学来研究在C面4 H-SiC（000-1）衬底上生长的外延石墨烯。结果揭示了石墨烯/SiC界面处的惊人纳米物体，导致电子界面态。它们的高度分布表明，这些物体是由垂直限制并在SiC表面形成台面的填充碳纳米管制成的。我们还发现了石墨烯层覆盖的纳米裂纹，令人惊讶的是，它没有破裂，没有电子界面状态。因此，与上述纳米物体不同，这些裂纹不应影响载流子迁移率。
2009-11-11 cond-mat.mes-hall
Titanium Nitride Film on Sapphire Substrate with Low Dielectric Loss for Superconducting Qubits
介质损耗是超导量子比特的主要退相干源之一。当代高相干超导量子比特是由衬底上的超导薄膜组成的低介电损耗的材料系统构成的，其中损耗主要来源于表面和界面。在多种候选材料系统中，氮化钛（TiN）膜和蓝宝石衬底的组合具有良好的潜力，因为其抗氧化的化学稳定性和界面处的高质量。在这项工作中，我们报告了TiN薄膜沉积到蓝宝石衬底上实现低介电损耗的材料界面。通过系统表征一系列由相同批次TiN基底层、不同几何结构的量子比特分流电容器以及不同材料界面参与率制备的transmon量子比特，定量提取了1 nm无序层中衬底-金属界面处小于$8.9 \times 10^{-4}$的损耗角正切值.通过优化transmon量子位的界面参与率，我们可重复地实现高达300 $μ$ s的量子位寿命和接近800万的品质因数。我们证明了蓝宝石衬底上的TiN薄膜是高相干超导量子比特的理想材料体系。我们的分析进一步表明，电路的约瑟夫森结部分周围的界面介电损耗可能是最先进的transmon量子比特的寿命的主要限制。
2022-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Towards pristine graphene-metal interface and microstructures: Laser assisted direct patterning on Epitaxial graphene
石墨烯-金属接触电阻由内在和外在因素决定。实际上，狄拉克点附近的态密度瓶颈和石墨烯-金属界面处的载流子反射两者导致高接触电阻。此外，石墨烯表现出平面外导电的绝缘行为。在标准光刻处理期间由光致抗蚀剂残留物或不同吸附物质引入的外部表面污染通过不受控制的掺杂和增加的散射而改变石墨烯的固有性质，这导致高且不一致的接触电阻。在这里，我们展示了飞秒激光辅助直接图案化的石墨烯微结构，使我们能够研究石墨烯-金属界面上的内在和外在影响。我们表明，一个干净的石墨烯-金属界面是不足以获得接触电阻接近固有的限制所设定的量子电阻。我们还证明，与CVD石墨烯不同，在SiC（0001）上生长的石墨烯的情况下，边缘状态传导（或端接触）不是通过金属沉积自发形成的。我们的结论是，对于外延石墨烯，有意的端接触形成是必要的，以获得接近量子接触电阻极限的接触电阻。
2014-11-19 cond-mat.mes-hall
Tuning the pn junction at a metal-graphene interface via H2 exposure
结合实验和理论，我们研究了石墨烯和金属接触处自然产生的异质结如何通过与分子氢（H2）的相互作用进行调制。由于静电相互作用，Cr/Au电极在石墨烯中诱导PN结，导致载流子（电子和空穴）之间的不对称电阻。通过考虑PN结处的优先电荷散射，这种不对称性被很好地建模，并且我们表明，通过将H2暴露于金属-石墨烯界面，它可以以可逆的、选择性的和不对称的方式被调制。我们的研究结果对于理解金属-石墨烯界面的性质是有价值的，并展示了氢传感器应用的新途径。关键词：石墨烯，接触电阻，
2017-05-01 cond-mat.mes-hall
First Principles Study of Metal Contacts to Monolayer Black Phosphorous
原子薄的层状黑磷（BP）由于其较低的载流子有效质量，最近已经出现作为过渡金属二硫族化物的替代物用于MOS晶体管中的未来沟道材料。研究涉及金属和二维材料的源极/漏极接触的电子性质是必要的，因为它影响晶体管的性能。在本文中，我们进行了系统和严格的研究，以评估欧姆性质的侧接触形成的单层BP（mBP）和金属（金，钛和钯），这是常用的实验。采用密度泛函理论（DFT）分析了优化结构中金属-mBP界面的势垒、电荷转移和原子轨道重叠，以了解如何有效地将载流子从金属接触注入mBP沟道。我们的分析表明，金形成肖特基接触，在界面处具有更高的隧道势垒相比，钛和钯。发现mBP与钯的接触是纯欧姆的，而钛接触表现出中间行为。
2014-11-21 cond-mat.mes-hall
Atomic-scale model for the contact resistance of the nickel-graphene interface
我们进行第一性原理计算的电子输运通过镍-石墨烯界面。四种不同的几何形状被认为是，其中的接触面积，石墨烯和镍的表面取向和终止石墨烯边缘的钝化是不同的。我们发现石墨烯层和镍表面之间形成共价键，与其他理论研究一致。我们计算了四个系统的能量依赖电子传输，发现系统具有非常相似的边缘接触电阻，与镍和石墨烯之间的接触面积无关，并且与最近的实验数据非常吻合。一个简单的模型，其中石墨烯与金属表面键合，结果是通用的共价键合的石墨烯，和最小可达到的边缘接触电阻是石墨烯的理想边缘量子接触电阻的两倍。
2012-04-03 cond-mat.mes-hall
Comparison of Dielectric Loss in Titanium Nitride and Aluminum Superconducting Resonators
有耗量子线是超导量子线路中退相干的重要来源。在这份报告中，我们的模型和比较的介电损耗在体和界面的氮化钛（TiN）和铝（Al）超导共面波导（CPW）谐振器。我们制造各向同性沟槽谐振器，以产生一系列的设备的几何形状，强调一个特定的介电区域的谐振器品质因数的贡献。虽然每个介电区域对TiN器件中的损耗有显著贡献，但金属-空气界面主导Al器件中的损耗。此外，我们评估了每个TiN谐振器几何结构的品质因数，具有和不具有后处理氢氟酸（HF）蚀刻，并且发现其减少了来自衬底-空气界面的损耗，从而改善了品质因数。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Interface traps in graphene field effect devices: extraction methods and influence on characteristics
研究了近界面氧化物陷阱对石墨烯栅结构C-V和I-V特性的影响。描述和讨论了从电容-电压测量中提取石墨烯场效应器件中界面陷阱能级密度的方法。已经发现，电子-电子或空穴-空穴相互作用和电子-空穴水坑的影响可以在C-V特性中混合，从而在石墨烯中的界面陷阱密度的唯一确定的提取的方式中设置障碍。描述了界面陷阱对石墨烯场效应结构的直流和交流电容和电导特性的影响。结果表明，不同样品的电阻率峰宽的变化可以用不同的界面陷阱电容值来解释。
2014-05-22 cond-mat.mes-hall
Surface plasmons at the interface between graphene and kerr-type nonlinear medium
研究了石墨烯与克尔型非线性介质界面上三维局域表面等离子体激元的性质。与金属表面的表面等离子体激元相比，由于不可避免的非线性折射效应，等离子体激元的约束可以提高到没有非线性贡献的石墨烯等离子体激元的三倍，但相对传播长度几乎相同。此外，石墨烯等离激元的色散关系和传播距离可以通过改变石墨烯的费米能级、温度和弛豫时间来控制。我们的研究结果表明，一个简单的，但有用的潜在应用，精密的非线性材料传感器使用石墨烯等离子体。
2011-12-07 cond-mat.mes-hall
Edge states and enhanced spin-orbit interaction at graphene/graphane interfaces
我们研究了石墨烯和石墨烷之间的界面。如果界面是沿锯齿形方向取向，边缘状态被发现表现出强烈的放大效应相关的自旋轨道相互作用。边缘态的增强的自旋分裂允许谷极化和自旋极化之间的转换在一开尔文附近的温度。我们发现，这些边缘状态引起量子自旋和/或谷霍尔效应。
2009-10-28 cond-mat.mes-hall
Negligible electronic contribution to heat transfer across intrinsic metal/graphene interfaces
尽管金属接触的高热导率（即，低热阻）对于石墨烯器件的热管理很重要，但先前报道的金属/石墨烯界面的热导率都相对较低，仅为20-40 MW m $^{-2}$ K $^{-1}$。改善金属/石墨烯界面的热导率（$G$）的一种可能途径是通过电子的额外热传导，因为石墨烯可以容易地被金属掺杂。在本文中，我们评估的电子热传导金属/石墨烯界面通过测量Pd/transferred graphene（trG）/Pd界面的热导率，无论是热蒸发或射频（rf）磁控溅射制备，在80至500 K的宽温度范围内。我们发现，对于热蒸发法制备的样品，Pd/trG/Pd的热导率为42 MW m $^{-2}$ K $^{-1}$ .热导率仅微弱地取决于温度，这表明热主要由声子携带穿过本征Pd/石墨烯界面。然而，对于Pd/trG/Pd样品的顶部Pd膜沉积的射频磁控溅射，我们观察到一个显着的增量的热导从42 MW m $^{-2}$ K $^{-1}$的固有值为300 MW m $^{-2}$ K $^{-1}$，和$G$大致成正比于$T$。我们将热导的增强归因于在溅射过程中通过在石墨烯中形成的原子级针孔由电子进行热传输的附加通道。因此，我们得出结论，电子在金属和原始石墨烯的本征界面之间的热传导中起着微不足道的作用，并且电子的贡献只有在石墨烯被损坏时才是实质性的。
2017-05-16 cond-mat.mes-hall
Reversible control of interface-water induced carrier density in graphene-on-SiO$_2$ by thermal cycling under gate-voltage
除了栅极电场之外，石墨烯载流子密度的可逆处理对于石墨烯的存储器应用是期望的。我们的实验表明，在SiO $_2$上的石墨烯中由于界面水/氧而通常观察到的载流子密度滞后在低于250 K的温度下消失。这些物质的状态，这会影响石墨烯载流子密度，在低温下可以通过在不同的栅极电压下热循环到室温来可逆地控制。此外，用相对干燥的界面制备的器件，因此在室温下显示出可忽略的滞后，在高于室温的加热下显示出滞后的显著增加。因此，在高温和栅电压下的热循环提供了对载流子密度的可逆处理。这些结果进行了讨论的氧化还原反应动力学的温度和界面水密度的依赖性。
2017-06-15 cond-mat.mes-hall
Valley isospin of interface states in a graphene $pn$ junction in the quantum Hall regime
在存在交叉电场和磁场的情况下，石墨烯带具有沿着样品边缘以及沿着$p$掺杂区域和$n$掺杂区域之间的边界延伸的手性状态。在这里，我们考虑的边缘状态的散射到界面状态，这发生在任何地方的$pn$界面穿过样品边界，以及相反的过程。对于具有扶手椅边界的石墨烯带，边缘态到界面态和{ \em反之亦然}的演化由谷区同位旋守恒决定。虽然谷的同位旋是不保守的简化模型中的带状锯齿形边界，我们发现，参数的基础上的同位旋守恒可以应用到一个更现实的建模的石墨烯带，它考虑到电子-空穴简并度的提升。量子化磁场作用下石墨烯$pn$结的界面态的谷区同位旋是决定其电导的重要因素。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall
Tailoring Intercalant Assemblies at the Graphene-Metal Interface
利用低温扫描隧道显微镜研究了石墨烯对插层材料组装的影响。在Pt（111）上的单层石墨烯下的Pt的嵌入引起衬底重构，其与由Pt（111）上的金属沉积引起的晶格重排以及具体地，Pt的同质外延性质上不同。碱金属Cs和Li被用作Ru（0001）上的单层和双层石墨烯的插层剂。原子分辨的形貌数据显示，在升高的碱金属覆盖率下，$(2\times 2)$ Cs和$(1\times 1)$ Li嵌入物结构相对于石墨烯晶格形成。
2019-02-27 cond-mat.mes-hall
Hot-carrier photocurrent effects at graphene-metal interfaces
石墨烯的光激发导致一系列有趣的现象，其中一些可以在基于石墨烯的光电子器件中利用。特别地，具有升高的电子温度的电子分布的高效且超快的生成以及在破介界面处的光热电电压的伴随生成对于光感测和光捕获是感兴趣的。在这里，我们实验研究了石墨烯-金属界面处产生的光电流，重点是时间分辨光电流，光子能量，费米能量和光偏振的影响。我们表明，一个单一的框架的基础上光热电光电流的产生解释了所有的实验结果。
2014-11-20 cond-mat.mes-hall
Interface states in bilayer graphene and valleytronics
我们研究了导电和绝缘双层石墨烯（BLG）之间的界面附近的状态，并表明它们具有非常不寻常的特性，在传统系统中没有类似的。此外，属于BLG的布里渊区中的两个独立谷的状态显示出对比的性质，其允许相对更容易的实验实现谷电子学中期望的各种基于谷的功能，而不需要任何复杂的技术。
2011-04-19 cond-mat.mes-hall
Fluctuation-induced friction and heat transfer at the water-multilayer graphene interface
利用声子和辐射摩擦传热理论计算了水-多层石墨烯界面的摩擦传热。声子对摩擦和热传递的贡献比辐射贡献大许多个数量级。声子摩擦和热传递随着石墨烯层$N$的数量的增加而略微增加，并且在$N>5$处达到饱和，这与通过界面的声子透射系数的增加和在垂直于表面的方向上的有限声子平均自由程相关联。辐射贡献几乎与$N$无关，因为对于石墨烯中的层间距离量级的水和石墨烯之间的距离，倏逝波与多层石墨烯的相互作用受到第一石墨烯层的限制。声子贡献的结果与使用MD模拟获得的Kapitsa电阻的结果以及在水-单层石墨烯界面处获得的摩擦系数的实验数据一致。电势差导致摩擦和热传递的辐射贡献的强烈增加，其在$\sim 10$ V的电势差处变得比声子贡献大大约一个数量级。
2022-03-06 cond-mat.mes-hall
Photo-Thermoelectric Effect at a Graphene Interface Junction
利用光电流显微镜研究了单层石墨烯和双层石墨烯形成的石墨烯界面结的光电响应。我们测量的极性和幅度的PC，而不同的费米能级通过调整栅极电压。这些测量表明，PC的产生是通过光电效应。与室温相比，PC在低温下显示出约10倍的增加。假设热电功率对温度具有线性依赖性，则从温度依赖性测量推断的石墨烯热导率具有低于~100 K的T^{1.5}依赖性，这与最近的理论预测一致。
2009-07-18 cond-mat.mes-hall
Electric-field induced penetration of edge states at the interface between monolayer and bilayer graphene
在紧束缚模型下研究了单层和双层石墨烯杂化系统的边缘态。当施加垂直电场时，单层和双层石墨烯界面一侧的边缘态穿透到单层区域，而没有施加电场时，边缘态局限在双层区域.在界面另一侧的边缘态局域在双层区，与电场无关。这种边缘态的场致穿透可以应用于开关器件。在单层和双层石墨烯的边界处，我们还发现了一种新的边缘态。
2011-10-24 cond-mat.mes-hall
Heat transfer at the van der Waals interface between graphene and NbSe2
石墨烯已被广泛用于构建与其他二维（2D）材料的低电阻范德华（vdW）接触。然而，在电流下石墨烯的电子温度的上升在许多应用中没有被认真考虑。由于其小的电子热容和电子-声子耦合，石墨烯的电子温度可以容易地通过施加电流来提高。石墨烯内产生的热量通过vdW界面传递到接触的2D材料，并可能影响它们的性能。在这里，我们比较了两种不同电流施加方法下NbSe 2薄片的超导临界电流：通过热蒸发制造的Au/Ti电极和通过vdW界面与NbSe 2薄片接触的石墨烯电极。通过NbSe 2超导性的变化来检测石墨烯对NbSe 2传热的影响。我们发现，NbSe 2的临界电流显着降低时，施加电流与石墨烯电极相比，从传统的Au/Ti电极。此外，由于石墨烯中的电子加热表现出双极背栅调制，我们证明了电场调制的临界电流时，在NbSe 2与石墨烯电极施加电流。这些结果归因于从石墨烯电极到NbSe 2通过vdW界面的显著热传递。
2018-07-19 cond-mat.mes-hall
Graphene channels interfaced with an array of individual quantum dots
表面石墨烯波导与单个半导体量子点的阵列连接，其位置与光导模式相称。表面引导用作场效应晶体管（FET）的沟道，而点被放置在石墨烯沟道和栅电极之间形成的电容器内。我们报告的负微分光相关电导下的光和减少荧光效应作为偏压的函数。我们认为，猝灭的荧光可能会受到阻碍，在某种程度上，通过将量子点在谐振器，这是调谐到发射波长。
2017-05-16 cond-mat.mes-hall
Tuning the Electronic Properties of Two-Dimensional Lepidocrocite Titanium Dioxide Based Heterojunctions
本文通过密度泛函理论研究了二维TiO2与MoSSe构成的范德华异质结，发现界面原子终止类型可调控电荷转移和能带排列，使其呈现II型或III型对齐，为相关应用提供了理论依据。
2024-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-layer metallicity and interface magnetism of epitaxial graphene on SiC(000$\bar{1}$)
利用密度泛函理论计算了4 H-SiC（000 $\bar{1}$）上外延石墨烯的结构和电子性质。使用相称的超级电池，最大限度地减少非物理应力，我们表明，在与Si面外延膜，形成在C面的SiC的第一个石墨烯层是纯金属的$π$带部分保存。典型的自立式特性通过第二石墨烯层完全恢复。此外，我们讨论的界面上的磁性和费米能级钉扎效应的情况下，可以允许一个合理的设备操作从关闭状态开始。
2011-03-04 cond-mat.mes-hall
An Origin of Dzyaloshinskii-Moriya Interaction at Graphene-Ferromagnet Interfaces Due to the Intralayer RKKY/BR Interaction
提出了邻近效应诱导的石墨烯中磁矩与铁磁薄膜之间的巡游载流子介导的RKKY相互作用和虚激发介导的Bloembergen-Rowland（BR）相互作用的理论.我们表明，RKKY/BR相互作用由海森堡，伊辛，和Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）条款。在最近距离的情况下，我们估计了石墨烯/Co界面的RKKY/BR相互作用的DM项约为0.13 meV，这与DM相互作用$0.16 \pm 0.05$ meV的实验结果一致.我们的计算表明，层内RKKY/BR相互作用可能是一个可能的物理起源的DM相互作用在石墨烯-铁磁体界面。这为理解石墨烯/铁磁体体系中的DM相互作用提供了一个新的视角。
2020-07-02 cond-mat.mes-hall
High density carriers at a strongly coupled graphene-topological insulator interface
我们报道了一种强耦合双层石墨烯（BLG）- \bise \器件，其结电阻小于1.5 k $Ωμ$ m $^2$ .该器件在界面处表现出独特的行为，在没有另一种材料的情况下，这不能归因于任何一种材料。我们观察到量子振荡的结的磁阻，表明存在良好的解决朗道水平由于空穴载流子的来源不明，具有非常大的费米面。可以想象，这些仅在界面处发现的载流子可能是由于双层石墨烯的显着空穴掺杂而产生的，其中电荷转移约为2 $\times$ 10 $^{13}$ cm $^{-2}$，或者由于扭曲角相关的迷你带传输。
2018-03-22 cond-mat.mes-hall
Interface Landau levels in graphene monolayer-bilayer junction
在有效质量近似下研究了磁场中石墨烯单双层结的电子结构。能谱的特征在于界面朗道能级，即，在边界附近出现局部平坦带，导致局域态密度的一系列特征峰。它们的能量与边界类型无关，如锯齿形或扶手椅形。在原子尺度下，由于扶手椅型边界的谷混合效应，局域态密度呈现凯库勒型，而锯齿型边界的局域态密度不呈现凯库勒型。
2010-08-27 cond-mat.mes-hall
Graphene-Complex-oxide Nanoscale Device Concepts
石墨烯与复合氧化物异质结构如LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$的集成提供了将氧化物界面的多功能性质与石墨烯的电子性质相结合的机会。通过石墨烯控制界面传导的能力以及了解它如何影响氧化物界面的固有特性对于新型多功能器件的技术开发至关重要。在这里，我们展示了几个设备原型，其中电子输运在氧化物界面调制使用图案化的石墨烯顶栅。纳米尺度的设备制造在氧化物界面的导电原子力显微镜（c-AFM）光刻，和运输测量作为石墨烯栅极电压的函数进行。实验是用写在石墨烯栅极附近或正下方的器件进行的。这种方法的独特能力包括创建高度灵活的设备配置的能力，在氧化物界面处调制载流子密度的能力，以及将电子输运控制到单电子隧穿机制的能力，同时保持氧化物界面的固有输运特性。我们的研究结果有利于设计各种纳米器件，结合这两个紧密耦合的二维电子系统的独特的传输特性。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall
Detection of cyclotron resonance using photo-induced thermionic emission at graphene/MoS2 van der Waals interface
我们证明了在石墨烯/MoS 2范德华（VDW）肖特基结使用光致电子发射机制的回旋共振在石墨烯中的检测。在朗道量子化的石墨烯中的回旋共振下，红外线被吸收并且产生电子-空穴对。当光激发电子的能量超过石墨烯/MoS 2界面处的带偏移能量时，发生从石墨烯到MoS 2的导带的电子转移，并且空穴保留在石墨烯中。这在回旋共振下在石墨烯/MoS 2界面处产生电子-空穴分离，并且产生光电压。所提出的方法是一种红外光电探测技术，通过面外运输在vdW结，这是不同于以前报道的方法，使用面内运输在石墨烯的回旋共振的电子检测。尽管我们的器件结构简单，只有一个vdW结，但我们的方法具有非常高的灵敏度，约为10^6 V/W，比以前报道的值提高了三个数量级。因此，所提出的方法显示出很高的潜力回旋共振为基础的红外光电探测器的应用。
2019-10-31 cond-mat.mes-hall
Tunable edge magnetism at graphene/graphane interfaces
我们研究了静电门作用下石墨烯边缘和石墨烯/石墨烯界面的磁性。对于这一点，一个有效的低能量理论的边缘状态，这是来自哈伯德模型的蜂窝晶格，使用。我们首先研究了边缘态模型在平均场近似的哈伯德哈密顿量，并表明它再现了扩展的二维晶格理论的结果。为了检验平均场解的稳定性，本文用玻色化技术处理了有效一维模型平均场论附近的量子涨落。我们发现，在石墨烯/graphane接口的边缘磁性可以打开和关闭通过静电门。我们描述了一个普通的和铁磁Luttinger液体之间的量子相变-实现巡回一维铁磁性。这种机制可以提供手段，以实验区分边缘磁性或无序作为在非常干净的石墨烯纳米带中的传输间隙的原因。
2010-04-25 cond-mat.mes-hall
Ultrahigh refractive index sensitivity of TE-polarized electromagnetic waves in graphene at the interface between two dielectric media
研究了石墨烯中TE和TM电磁波在两个半无限介质界面处的行为。TE波传播的戏剧性的影响，即使在非常小的变化，在两个电介质之间的光学对比度的预测。TE波的频率被发现只躺在由对比度确定的窗口。我们认为这种效果与石墨烯为基础的光学气体传感器的设计。在石墨烯电导率的虚部为零的频率附近，显示出很高的折射率灵敏度和很低的检测限。所考虑的基于石墨烯的光学气体传感器优于现代体积折射率传感器的特性几个数量级。
2013-05-30 cond-mat.mes-hall
Magnetic interface states in graphene-based quantum wires
研究了静电约束势和垂直磁场作用下有限宽石墨烯片的电子态。的限制电位移位的朗道水平内的井，并创建载流状态或接近的界面处的障碍，除了边缘状态所造成的有限宽度的片。详细的能谱作为量子线参数的函数。在有限和零磁场条件下，计算了量子态密度对禁闭势的依赖关系。
2006-10-09 cond-mat.mes-hall
Role of remote interfacial phonon (RIP) scattering in heat transport across graphene/SiO2 interfaces
石墨烯和极性氧化物（例如SiO2）的界面之间的热传递可以通过直接声子耦合以及与远程界面声子（RIP）的电子耦合来介导。为了了解每个组件的相对贡献，我们开发了一种新的泵浦-探测技术，称为电压调制热反射（VMTR），精确地测量界面热导的变化下的静电场。我们在石墨烯场效应晶体管的顶栅上采用VMTR，发现在<0.2 V nm-1的静电场下，SiO2/graphene/SiO2界面的热导率增加到ΔG=0.8 MW m-2 K-1。我们提出了两种可能的解释所观察到的ΔG。首先，由于所施加的静电场在石墨烯中诱导载流子，因此我们的VMTR测量可能源于石墨烯中的载流子与SiO2中的RIP之间的热传递。第二，热传导的增加可能是由于石墨烯界面在由诱导的载流子施加的静电压力下的更好的一致性。不管观察到的ΔG的起源如何，我们的VMTR测量建立了通过RIP散射从无偏石墨烯到SiO2衬底的热传递的上限;即，即使在载流子浓度为4 × 10^12 cm-2时，RIP散射也仅促进了<2%的界面热传输。
2016-09-01 cond-mat.mes-hall
Enhancement of spin current to charge current conversion in Ferromagnet/Graphene interface
本研究通过界面修饰增强石墨烯/铁磁界面的自旋电流到电荷电流转换效率，发现高自旋轨道耦合材料Pt作为中间层可显著提升转换性能，为自旋电子器件应用提供潜在方案。
2024-05-25 cond-mat.mes-hall
Spin structure of Graphene/Pt interface for spin current formation and induced magnetization in deposited (Ni-Fe)-nanodots
研究了石墨烯/Pt界面上石墨烯π态和Pt 5d态的自旋电子结构。在这里，我们报告了石墨烯π态的大的诱导自旋轨道分裂（~70-100 meV），在BZ的K点处形成非简并的Dirac-cone自旋态，与费米能级处的自旋极化Pt 5d态交叉，这为创建新的自旋电子学器件开辟了可能性。我们建议使用这种自旋结构形成的自旋电流与自旋锁定垂直的动量诱导重磁化的（Ni-Fe）-纳米点排列在界面上。理论估算了石墨烯/Pt界面处产生的自旋电流和由于自旋轨道矩效应导致的NiFe纳米点面内重磁化的感应内禀有效磁场。通过基于实验观察到的自旋轨道分裂的微磁学模型，我们证明了感应的本征磁场可以有效地用于沉积的（Ni-Fe）纳米点的磁化转换。
2013-12-25 cond-mat.mes-hall
Dirac-Schrodinger transformations in contacted graphene structures
在触点和石墨烯之间的界面处，控制电子传播的数学方程从薛定谔方程转变为狄拉克方程。在这样一个界面上的电流几率守恒条件并不能唯一地决定量子波函数的边界条件。我们讨论了边界条件的可能形式，确定其对接触式石墨烯结构的透射系数的影响，并建议在具有狄拉克点的光子晶体上的光学实验可以帮助识别，在某些情况下，石墨烯-电极界面处的适当边界条件。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Engineering topologically protected zero-dimensional interface end states in antiferromagnetic heterojunction graphene nanoflakes
本文基于修正Kane-Mele模型研究相反反铁磁序石墨烯纳米片异质结，发现并验证了可精确调控、抗多种无序和缺陷的拓扑保护零维界面端态。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall
STM/S study of electronic inhomogeneity evolution with gate voltage in graphene: role of screening and charge-state of interface defects
利用室温扫描隧道显微镜和光谱研究了SiO $_2$上石墨烯电子不均匀性随背栅电压的演化。当石墨烯费米能接近其狄拉克点时，STS图中某些地方的局部对比度的逆转以及地形图和电导图之间的互相关的急剧变化归因于界面缺陷的电荷状态的变化。在电导图中的空间相关性，描述了两个不同的长度尺度和他们的增长过程中的狄拉克点的方法，显示出与石墨烯的屏蔽理论的预测定性协议。因此，在我们的实验中看到的狄拉克点附近的两个长度尺度的急剧变化，被解释为一些界面缺陷的电荷状态的变化。系统地理解和控制缺陷的电荷状态将有助于石墨烯的存储器应用。
2017-06-27 cond-mat.mes-hall
Temperature dependent transport characteristics of graphene/n-Si diodes
实现石墨烯在Si上的最佳肖特基界面是具有挑战性的，因为电输运强烈依赖于石墨烯质量和制造工艺。这种界面对于集成在不同的电子设备中具有越来越大的研究兴趣，因为它们在所有环境中都是热和化学稳定的，不像标准的金属/半导体界面。我们制造这样的界面与n型硅在环境条件下，发现它们的电特性是高度整流，最小的反向漏电流（$<$ 10 $^{-10}$ A）和整流超过$10^6$。我们提取肖特基势垒高度为0.69 eV的剥离的石墨烯和0.83 eV的CVD石墨烯器件在室温下。温度依赖的电特性表明在石墨烯/n-Si界面处的不均匀性的影响。利用Werner和Güttler提出的势涨落模型对肖特基势垒高度的不均匀性进行了定量分析。
2014-12-31 cond-mat.mes-hall
Predicting interface and spin states in armchair graphene nanoribbon junctions
Centro de Física de Materiales (CFM) CSIC-UPV/EHU（材料物理中心）
通过分析不同宽度扶手椅型石墨烯纳米带结，提出预测界面态数量需考虑宽度差和键合构型，并利用平均场Hubbard模型研究自旋态，总结出预测局域态数量和磁矩的经验法则。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall
Preferential Gas Adsorption at the Graphene-Water interface
水与石墨烯的接触对于许多有前途的应用具有根本的重要性和极大的兴趣，但是石墨烯如何与水相互作用仍然不清楚。在这里，我们使用原子力显微镜来研究亲水性云母基板，其中一些区域被水中的机械剥离的石墨烯层覆盖。在接近饱和浓度（~40%）的水中，在石墨烯覆盖的区域观察到帽状纳米结构和有序的条纹畴，而在纯云母区域没有观察到。当样品浸入高度脱气的水中时，这些结构并没有出现在石墨烯上，这表明它们的形成是由溶解在水中的气体吸附引起的。因此，即使在20 nm的窄宽度下，原子级薄的石墨烯也会改变高度亲水性基底的局部表面化学。此外，表面疏水性显著影响气体吸附，这对水中的各种现象具有广泛的影响。
2016-04-11 cond-mat.mes-hall
Renormalization of nanoparticle polarizability in the vicinity of a graphene-covered interface
我们研究了由可极化（纳米）粒子和放置在两个纳米粒子之间的界面处的单个石墨烯片组成的超材料的电磁特性。我们表明，粒子的极化率是重整化的，因为电磁耦合到表面等离子体支持的石墨烯，这导致在色散行为，不同的极化率组件对应的诱导偶极矩，平行和垂直的石墨烯片。特别是，这种效果被预测发生的金属颗粒，其裸露的极化率在太赫兹（THz）区域几乎等于其半径的立方（倍$4π\varepsilon_0$）。这打开了在石墨烯中激发表面等离子体并通过简单地使用随机沉积在其顶部的单层金属颗粒来增强其在THz范围内的吸收的可能性，正如我们通过显式计算所示的那样。
2015-06-08 cond-mat.mes-hall
Influence of Interface Traps and Electron-Hole Puddles on Quantum Capacitance and Conductivity in Graphene Field-Effect Transistors
我们从理论上研究了近界面绝缘陷阱和电子空穴坑对栅控石墨烯结构的小信号电容和电导特性的影响。基于自洽静电考虑，考虑界面陷阱电容，得到了载流子密度和量子电容随栅电压变化的解析表达式。这允许从栅极电容测量中提取界面陷阱电容和界面态密度。它表明，界面陷阱电容的自洽帐户，能够调和的差异，在通用量子电容与费米能量提取不同的样品。研究了电子空穴池和界面陷阱对传输I-V特性和电导率的影响。结果表明，不同样品的电阻率峰宽的变化可以用不同的界面陷阱电容值来解释。
2011-06-28 cond-mat.mes-hall
Snake States in Graphene p-n Junctions
我们调查运输在本地门控石墨烯设备，载流子注入和收集沿，而不是跨越，栅极边缘。将密度调谐到p-n区域中显著降低了沿p-n界面的电阻，而跨界面的电阻增加。这提供了蛇态的实验特征，蛇态沿着p-n界面曲折前进，并且当施加的垂直磁场接近零时保持稳定。蛇状态出现在沿p-n界面测量的横向电阻的峰值。蛇态无序石墨烯的一般作用进行了讨论。
2010-12-07 cond-mat.mes-hall
Dispersive hybrid states and bandgap in zigzag Graphene/BN heterostructures
我们研究了由锯齿形石墨烯和BN带构成的面内异质结构的边缘态性质。虽然在纯锯齿形石墨烯纳米带中，无间隙边缘状态几乎是平坦的，并且不能显著地促进导电，但是在BN/石墨烯界面处，这些状态的性质被显著地改变。它们仍然强烈地局限于石墨烯的锯齿形边缘，但它们在B/C界面处表现出高达4.3x10^5 m/s的高群速度，在N-C界面处甚至达到7.4x10^5 m/s。对于给定的波矢，N/C和B/C混合界面态的速度具有相反的符号。另外，在不对称结构BN/石墨烯/BN的情况下，对于5 nm的子带宽度，约207 meV的带隙是开放的。这些特定的性质提出了新的方法来设计和控制石墨烯纳米结构的传输特性。
2015-03-18 cond-mat.mes-hall
Quantifying the intrinsic surface charge density and charge-transfer resistance of the graphene-solution interface through bias-free low-level charge measurement
石墨烯的基于液体的生物应用需要对石墨烯-液体界面的定量理解，其中吸附离子的表面电荷密度、界面电荷转移电阻和界面电荷噪声特别重要。我们通过测量石墨烯电极和不同离子强度的水溶液之间的零偏压法拉第电荷转移，使用可重复的、低噪声的、最小微扰的电荷测量技术来量化这些性质。测量结果表明，吸附的离子具有约-32.8 mC m-2的负表面电荷密度和特定的电荷转移电阻为6.5 pm 0.3 M $Ω$ cm 2。所有测试离子浓度的标准化电流噪声功率谱密度塌陷到1/f特性，其中$α$ = 1.1 pm 0.2。所有的结果都与石墨烯-溶液界面的理论预测非常一致。这种用于在亚pC尺度下监测电荷转移的最小微扰方法具有低噪声和超低功耗（~ fW），使其非常适合用于液体环境中的低水平生物电子学。
2017-08-29 cond-mat.mes-hall
Nanoscale electronic transport at graphene/pentacene van der Waals interface
本研究制备了不同结构的石墨烯/并五苯范德华界面，结合C-AFM测量与电子输运模型确定界面能垒，揭示了并五苯分子排列方式对界面能垒的调控作用。
2023-05-04 cond-mat.mes-hall
Dynamical spin injection at a quasi-one-dimensional ferromagnet-graphene interface
我们研究了从三维铁磁体到二维单层石墨烯的动态自旋注入。对埋在共面波导中心线下方的铁磁体/石墨烯条带的比较铁磁共振（FMR）研究表明，当石墨烯层远离铁磁体条带横向突出时，FMR线宽展宽最大，这表明自旋电流被注入石墨烯区域远离正被激发的铁磁体下方的区域。我们的研究结果证实，所观察到的阻尼确实是动态自旋注入的签名，其中纯自旋电流从铁磁体的旋进磁化被泵入单层石墨烯。观察到的自旋泵浦效率很难与根据标准自旋泵浦理论和石墨烯的特性所预期的自旋回流相一致，并且构成了二维结构中自旋泵浦的谜团。
2015-01-23 cond-mat.mes-hall
Quantum Transport and Spectroscopy of Two-dimensional Perovskite/Graphene Interfaces
本研究通过SdH振荡和光电阻光谱实验，揭示了二维钙钛矿/石墨烯界面高效电荷转移及有效质量降低，并发现界面终止层影响掺杂，为钙钛矿光电器件界面设计提供参考。
2023-12-21 cond-mat.mes-hall
Inhomogeneous screening of gate electric field by interface states in graphene FETs
利用扫描隧道显微镜获得的局域隧道谱的背栅电压依赖性研究了石墨烯-SiO $_2$界面的电子态及其不均匀性。电导谱显示两个，或偶尔三个，最小值，沿偏置电压轴与背栅电压。这种演变是使用尖端门控和界面状态建模。能量依赖的界面态的密度，$D_{it}(E)$，需要模拟背栅演化的最小值，被发现有显着的不均匀性，在其能量宽度。宽的$D_{it}(E)$导致类似于费米速度降低的效应，而窄的$D_{it}(E)$导致费米能量钉扎在狄拉克点附近，如在某些地方所观察到的，这是由于窄的$D_{it}(E)$增强了栅极电场的屏蔽
2016-12-31 cond-mat.mes-hall
Interface states and anomalous quantum oscillations in graphene hybrid structures
单层和双层石墨烯最近被证明具有新的物理现象，例如非常规的量子霍尔效应和使用外延石墨烯支持非硅技术平台的前景。虽然单层和双层石墨烯都已被广泛研究，但拥有这两个部分的石墨烯的连续片材尚未被探索。在这里，我们报告了这种石墨烯混合结构的研究。在大面积的单层和双层石墨烯以及它们之间的界面的体杂化中，我们发现了两组朗道能级和与界面相关的特征;在大面积的双层石墨烯和窄的单层石墨烯边缘的边缘杂化中，我们观察到了由于单层和双层石墨烯费米能级的锁定和出现的手征界面态导致的量子振荡振幅的异常抑制。这些发现表明了这些杂化结构的重要性，其独特的界面态和相关现象值得进一步研究。
2009-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of electrical properties on thermal boundary conductance at metal/semiconductor interface
Université de Reims Champagne-Ardennes（兰斯香槟-阿登大学）；INSA de Lyon（里昂国立应用科学学院）；Univ. Lille, CNRS, Univ. Polytechnique Hauts-de-France, Junia（里尔大学、法国国家科学研究中心、上法兰西理工学院、朱尼亚学院）；Université de Technologie de Troyes（特鲁瓦技术大学）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Université Claude Bernard Lyon 1-CNRS（里昂第一大学-法国国家科学研究中心）
本研究通过电流调控n型硅/钛界面热边界导纳，发现表面电荷区缩小导致导纳增加40%
2026-02-17 cond-mat.mes-hall physics.class-ph
Carbon rehybridization at the graphene/SiC(0001) interface: Effect on stability and atomic-scale corrugation
我们解决的能量稳定性的石墨烯/SiC（0001）界面和相关的绑定机制，通过研究一系列的低应变相称的界面结构内的密度泛函计划。在应变可忽略的结构中，6 \surd 3 \times 6 \surd 3 R30° SiC周期性显示出最低的界面能，为其频繁的实验观察提供了理论基础。界面的稳定性是由增强的局部反应性的衬底键合的石墨烯原子经历sp2-到-sp3再杂化（重杂化）。通过这种机制，更高稳定性的松弛结构在原子尺度上表现出更明显的石墨烯波纹。
2012-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
