Screening limited switching performance of multilayer 2D semiconductor FETs: the case for SnS
制作了厚度在50 ~ 100 nm之间的p型多层锡硫化物（SnS）场效应晶体管（FET）器件，并对其性能进行了研究。该器件显示出各向异性的面内电导和室温场效应迁移率~5 - 10 cm $^2$ /Vs。然而，该器件在室温下显示出可观的关断态电导和~10的开-关比。SnS器件在耗尽区的弱栅极调谐行为是由有限载流子屏蔽长度效应引起的，该效应导致SnS中本征缺陷诱导的空穴形成导电表面层。通过刻蚀和Cs2 CO 3的n型表面掺杂来减少/补偿SnS片顶面附近的不可选通的空穴，器件的通断比和空穴霍尔迁移率都得到了一个数量级的提高，室温下的霍尔迁移率约为100 cm $^2$ /Vs。这项工作表明，为了获得有效的开关和低关断状态功耗，二维（2D）的半导体为基础的耗尽型场效应晶体管应限制其厚度内的德拜屏蔽长度的半导体中的载流子。
2017-03-21 cond-mat.mes-hall
Excitonic gaps and exciton binding energies in multilayer phosphorene quantum dots
介电屏蔽对于精确计算二维材料中激子的结合能是非常重要的。在这项工作中，我们使用密度泛函理论计算多层（最多三层）磷烯片的介电函数和二维极化率。二维极化率，然后使用在多层磷烯量子点的激子相互作用的介电屏蔽。在大量子点的限制，激子间隙显示出非常好的协议与国家的最先进的测量沉积在不同的基板上的多层磷烯片的光学间隙。
2017-08-01 cond-mat.mes-hall
Screening and interlayer coupling in multilayer graphene field-effect transistors
为了提高纳米石墨烯场效应晶体管的性能和可靠性，首次对多层石墨烯场效应晶体管中的电荷和电流分布进行了系统的实验研究。我们发现一个非常特殊的厚度依赖性离子，Ioff，和离子/Ioff比，并提出了一个电阻网络模型，包括筛选和层间耦合来解释实验结果。特别是，我们的模型不调用多层情况下的石墨烯的线性能带能带结构的修改。实验证明了纳米级少层石墨烯晶体管中的噪声降低，并且也可以在该模型中理解。
2009-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crystal Field Effect and Electric Field Screening in Multilayer Graphene with and without Twist
我们解决了内在的极化和屏蔽的外部电场在一个广泛的有序和扭曲的配置的多层石墨烯，使用从头算方法结合密度泛函理论和Wannier函数形式主义。我们表明，多层石墨烯是固有的极化由于晶体场效应，这种效应往往被忽略的紧束缚模型的扭曲双层石墨烯和类似的系统。这种高达几十meV的量级的固有极化在有序和扭曲的石墨烯多层膜中具有不同的面外对准，而在扭曲系统中发现面内电势调制要强得多。我们进一步研究了相同多层石墨烯结构在不同电场强度下的介电常数$\varepsilon$。我们的研究结果建立了一个深刻的洞察内在和外在的极化在石墨烯多层膜，并提供必要的参数，建立这些系统的精确模型。
2021-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmons and screening in monolayer and multilayer black phosphorus
黑磷显示出高度的能带各向异性。然而，我们发现，它的面内静态屏蔽仍然是相对各向同性的动量相关的弹性长程散射过程。另一方面，系统中的集体电子激发表现出很强的各向异性。带的非抛物线性导致等离子体频率，其按$n^β$和$β<\tfrac{1}{2}$缩放，其中$n^β$是载流子浓度。屏蔽和电荷分布的面外方向也研究了使用非线性的M-Fermi模型。
2014-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gap generation in ABC-stacked multilayer graphene: screening vs band flattening
我们计算了非掺杂ABC堆叠n层石墨烯的动力学极化函数，并在无规相位近似下求解了自洽能隙方程。我们发现，在三层石墨烯的间隙是最大的，并单调减少$n \ge 4$，因为在间隙方程中的屏蔽效果赢了那些与电子带的平坦化，随着n的增加。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Nonequilibrium, spatio-temporal formation of the Kondo screening-cloud on a lattice
我们研究了自旋屏蔽云的非平衡形成，它伴随着浸没在零温度费米海中的局部磁矩的淬灭。基于相互作用单杂质Anderson模型的高精度密度矩阵重整化群结果，利用时间演化块抽取方法讨论了杂质-库杂化量子猝灭后的实时演化.我们报告出现的长度和时间尺度的时空结构的非本地关联函数的自旋和电荷密度通道。在平衡时，我们的数据的关联函数和提取的长度尺度显示出良好的协议与现有的结果，因为本地时间相关的观测在杂质。在随时间变化的数据中，我们确定了一个主要的信号，它定义了一个“光锥”移动的费米速度和铁磁组件在其唤醒。在光锥内部，我们发现非平衡关联函数的结构出现在两个时间尺度上。最初，关联函数的定性结构在晶格费米速度下迅速发展。随后自旋关联在更大的时间尺度上收敛到平衡结果。这个过程设定了一个动态能量尺度，我们确定它与近藤温度成正比。在光锥外，我们观察到关联函数在空间中的两种不同的幂律衰减，其指数与时间和相互作用强度无关。
2015-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dirac spectrum in gated multilayer black phosphorus nanoribbons
我们研究了垂直电场对锯齿形和扶手椅形边缘的多层磷烯纳米带的影响。在紧束缚模型的背景下，我们探索这些系统的电子性质，强调Dirac-like光谱的出现，当与所施加的位移场相关的门密度大于临界值$n_c$时发生的过渡。我们发现，在这样的系统中的限制性能和屏蔽效应起着重要的作用，$n_c$的测定，提出了一个计划，以确定多层磷烯纳米带的厚度，宽度和边缘取向。我们还探讨了这种转变如何影响这些系统的电子输运性质。
2018-06-08 cond-mat.mes-hall
Large negative transconductance in multilayer graphene: The role of intersubband scattering
我们计算了多层石墨烯的输运性质，考虑了在高密度区多子带散射的影响，其中较高的子带被载流子占据。为了计算多层石墨烯的电导率，我们使用耦合多带玻尔兹曼输运理论，同时充分考虑多带散射效应。我们发现，允许的散射通道，屏蔽效应，手性性质的电子结构，和类型的杂质散射决定的多层石墨烯的输运行为。我们发现当载流子开始占据较高的子带时，多层石墨烯的电导率会发生突变，因此随着载流子密度的变化，会出现较大的负负阻（NTC）。这些现象主要是由子带间散射和带接触处态密度的变化引起的。基于我们的研究结果，有可能利用多层石墨烯中的大NTC来构建新型器件。
2017-05-11 cond-mat.mes-hall
Electric charge and potential distribution in twisted multilayer graphene
从理论上分析了置于带电基底之间的多层石墨烯薄膜的电荷屏蔽和静电势空间分布特性。它示出，通过改变衬底上的面电荷密度和/或石墨烯堆叠的厚度，可以调整掺杂载流子在系统上的分布。当衬底上的电荷密度较低时，载流子分布和静电势分布符合石墨烯的半金属特性。然而，当所给予的电荷的量足够大时，发生向石墨烯层的类金属行为的转变。预测的过渡实验观察的可能性进行了讨论。
2013-11-03 cond-mat.mes-hall
Theory of interaction-induced renormalization of Drude weight and plasmon frequency in chiral multilayer graphene
我们发展了一个掺杂的多层石墨烯的光学电导率的理论，包括电子-电子相互作用的影响。应用量子动力学的形式主义，我们制定了一套赝自旋布洛赫方程，支配的动力学的非平衡密度矩阵驱动的外部\emph{a.c.}电场的影响下的库仑相互作用。这些方程揭示了一个动力学机制，耦合德鲁德和带间响应所产生的手征性的赝自旋纹理在多层石墨烯系统。我们表明，这导致在相互作用引起的增强的德鲁德重量和等离子体激元频率强烈依赖于赝自旋缠绕数。使用双层石墨烯作为一个例子，我们还研究了更高的能量带的影响，并发现它们贡献了相当大的重整化效应，而不是由一个低能量的两个带的描述。我们认为，这种增强的德鲁德重量和等离子体频率一般发生在材料的特征在于电子手性。
2016-09-25 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetic Phase in Nonequilibrium Quantum Dots
通过非微扰方法求解非平衡Anderson双杂质模型，在强关联极限下，发现了一个强铁磁相，它可以抑制反铁磁相，并在有限的偏置和失谐能量下控制相图. FM交换作用起源于电子输运过程中泡利不相容原理导致的被动平行自旋排列。在很低的温度下，FM相的磁矩的近藤屏蔽在磁化率、光谱函数和电流中引起了一些非平衡近藤效应。在弱关联极限下，AFM相仍然是稳定的，因此，通过连续的FM-AFM相变可以预期自旋态的无磁场内部控制。
2017-09-03 cond-mat.mes-hall
Phase-channel dynamics reveal the role of impurities and screening in a quasi-one-dimensional charge-density wave system
我们研究了准一维电荷密度波（CDW）在$\mathrm{K}_{0.3}\mathrm{Mo}\mathrm{O}_3$中的低能相位激发，通过直接探测红外激活的CDW晶格模式（相位声子）的超快太赫兹光谱。这两个非平衡响应和温度依赖性的频带是通过概括的时间依赖性的金斯堡-朗道理论，超越以前应用到振幅声子，包括杂质的影响，而光致蓝移归因于减少的电子-声子耦合诱导的长寿命的自由载流子人口。
2016-11-21 cond-mat.mes-hall
Chiral and topological superconductivity in isospin polarized multilayer graphene
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；California Institute of Technology（加州理工学院）
研究提出库仑排斥导致手性p波超导的微观机制，用于菱形多层石墨烯的自旋和谷极化态，分析超导不稳定性、临界温度及拓扑相变等，结果与相关实验观测相符。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two Problems in Spin-Dependent Transport in Metallic Magnetic Multilayers
在垂直于层几何结构的平面的电流中的磁性多层膜的输运性质由层的本体中的扩散散射以及跨界面的扩散散射和弹道散射来定义。由于金属中的屏蔽长度较短，当在每层中求解宏观输运方程（玻尔兹曼方程或扩散方程）时，多层的逐层处理是可能的，同时通过边界条件考虑界面散射的细节。嵌入的弹道和扩散界面散射的扩散散射在大部分的层的框架是统一的想法背后的问题，在这项工作中解决的问题：在多层结构中找到的界面电阻的问题和电流感应磁化切换的问题。
2004-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-energy band structure and even-odd layer number effect in AB-stacked multilayer graphene
原子是如何获得三维体积特性的是材料科学的基本问题之一。在回答这个问题之前，原子层如何变成大块晶体可能会给答案一个提示。虽然原子薄膜已经在有限的材料范围内进行了研究，但最近的一项发现显示了如何机械剥离大块晶体，这开辟了研究各种材料的原子层的领域。在这里，我们通过测量磁阻的量子振荡来显示具有一到七层的高迁移率石墨烯的能带结构的系统变化。朗道扇形图显示了反映能带结构差异的明显结构，就好像它们是多层石墨烯的指纹。特别是，一个奇偶层的数量效应被清楚地观察到，与带的数量增加了一个每两层和狄拉克锥观察到的奇数层。电子结构受到与栅极电场相关的载流子屏蔽产生的势能的显著影响。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall
Renormalized Magic Angles in Asymmetric Twisted Graphene Multilayers
本文研究层间狄拉克点不对称（如费米速度不同）对扭转石墨烯多层膜魔角平带的影响，发现平带现象依然存在，且魔角可通过屏蔽或外层扭转角调控并数值增大。
2022-06-08 cond-mat.mes-hall
Layer-Number-Controlled Symmetry Breaking and Surface-State Transport in Rhombohedral Graphene Multilayers
State Key Laboratory of Micro-nano Engineering Science, Key Laboratory of Artificial Structures and Quantum Control (Ministry of Education), Tsung-Dao Lee Institute and School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Department of Quantum Matter Physics, University of Geneva（日内瓦大学量子物质物理系）；Department of Physics, University of Seoul（首尔大学物理系）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国家材料科学研究所电子光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国家材料科学研究所材料纳米架构研究中心）；Department of Smart Cities, University of Seoul（首尔大学智慧城市系）
本文通过电输运测量发现菱面石墨烯多层膜的相变临界位移场具有特殊层依赖关系，确立层数为调控其关联与拓扑相的关键旋钮，还观测到表面态主导的输运特征。
2026-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Enhanced Hot-Carrier Luminescence in Multilayer Reduced Graphene Oxide Nanospheres
我们报道了一种通过增强载流子散射而不是直接改变多层还原氧化石墨烯（rGO）纳米球中的能带结构来促进石墨烯材料中的光致发光发射的方法。我们有意地卷曲石墨烯层以形成纳米球，通过用球形聚合物模板还原氧化石墨烯来操纵载流子散射。这些纳米球产生热载流子发光，与平面纳米片相比，发射效率提高了十倍以上。随着激发功率的增加，纳米球的热载流子发光表现出异常的光谱红移，其动力学特征与增强的电子-声子耦合有关。这些实验结果可以通过考虑屏蔽库仑相互作用得到很好的理解。随着载流子密度的增加，降低的屏蔽效应促进载流子散射，这增强了来自这种多层rGO纳米球的热载流子发射。这种载波散射的情况下，进一步证实了泵浦探测测量。
2013-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Theory of electron-phonon interaction in a nonequilibrium open electronic system
利用Keldysh路径积分方法研究了与时间无关的非平衡驱动对二维电子气系统的影响。层电子-声子系统被定义在一对三维费米液体引线之间的二维界面处，这对三维费米液体引线既充当粒子泵又充当无限浴。假设引线在两个不同的化学势下热平衡，在层中实现非平衡稳态。这使该层经受面外电压$V$，并驱动垂直于系统的稳态充电电流。计算了零温下小电压（$V\ll\w_D$）对平面内电子-声子散射率和电子有效质量的影响。我们还发现，所获得的非平衡修改的声学声子速度和Escheras-Fermi屏蔽长度揭示了调谐这些量与外部电压的可能性。
2007-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Single-gate tracking behavior in flat-band multilayer graphene devices
研究揭示 Bernal 或菱方堆叠多层石墨烯中，层离域态屏蔽远端栅极对层极化态的作用，从而解释平带石墨结构的单栅控制输运行为。
2025-03-13 cond-mat.mes-hall
Topological flat bands in a family of multilayer graphene moiré lattices
本文提出由M层与N层Bernal堆叠石墨烯薄片构成的新型扭转多层石墨烯家族，通过电位移场分离局域于单层的拓扑平带，为调控关联与拓扑现象提供新平台。
2024-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing quantum nonlinear phononics in multilayer graphene with time-resolved Raman scattering
Max Planck Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体的研究所）；Hamburg University（汉堡大学）
该研究通过对比经典、半经典近似与全量子理论，提出非平衡自发拉曼散射作为探测工具，揭示多层石墨烯中量子非线性声子学效应，扩展了非线性声子学的研究范畴。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
High-field noise in degenerate and mesoscopic systems
我们通过将费米-液体关联直接映射到半经典非平衡态来分析金属系统中的高场电流涨落。我们提出三个应用。首先，对于散装导体，我们表明，有一个独特的非平衡模拟热噪声的波动耗散定理。用它计算了泡利不相容对过剩热电子项的抑制。其次，在简并区，我们认为散粒噪声和热噪声是不相称的。它们不能用光滑的、通用的插值公式连接起来。这是因为他们对库仑屏蔽的反应截然不同。我们提出了一个实验来测试这种不匹配。第三，我们对细观细导线中的高场散粒噪声散粒噪声进行了精确的模型计算。我们表明，一个独特的模式产生的抑制从结构的半经典玻尔兹曼方程在二维和三维。在一个维度上，这种模式并不存在。
1999-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality-dependent phonon-limited resistivity in multiple layers of graphene
我们建立了双层和多层石墨烯中声子限制电阻率$ρ(T)$的温度和密度依赖性理论，并与相应的单层结果进行了比较。对于未屏蔽的情况，我们发现在高温极限下$ρ\approx C T$与$C \propto v_{\rm F}^{-2}$，在低温极限下$ρ\approx A T^4$与$A \propto v_{\rm F}^{-2} k_{\rm F}^{-3}$，其中$v_{\rm F}$和$k_{\rm F}$分别是费米速度和费米波矢。如果考虑屏蔽效应，则高温极限下的$ρ\approx C T$具有重整化的$C$，该重整化的$C$是屏蔽长度的函数，低温极限下的$ρ\approx A T^6$具有$A \propto k_{\rm F}^{-5}$但独立于$v_{\rm F}$。这些关系一般适用于$v_{\rm F}$和$C$中的手性因子，该手性因子由给定密度的特定手性能带结构决定。
2011-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface ferromagnetism in rhombohedral heptalayer graphene moire superlattice
本研究通过引入莫尔超晶格分离菱面体七层石墨烯的表面平带，利用位移场极化表面态，实现了可调的表面铁磁性（表现为反常霍尔效应），确立了该体系作为探索关联表面态的独特3D平台。
2023-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-principles Simulations of a Graphene Based Field-Effect Transistor
我们改进了一种新的方法来进行基于石墨烯的垂直场效应隧穿晶体管的第一原理模拟，该晶体管由石墨烯$|$ { \it h}-BN $|$石墨烯多层结构组成。在密度泛函理论的框架内，我们利用有效屏蔽介质（ESM）方法来适当地处理静电势的边界条件，并研究栅极电压的影响。自洽地计算了顶部和底部石墨烯层的自由载流子分布和能带结构。根据微观介电常数理论，逐层计算了夹在石墨烯层之间的{ \it h}-BN薄膜的介电性能。我们发现BN层的结晶性与{ \it h}-BN的结晶性非常接近。根据界面电荷再分布的分析，与石墨烯的界面对{ \it h}-BN的介电性质的影响是微弱的。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic theory of ultrafast dynamics of carriers photoexcited by THz and near-infrared linearly-polarized laser pulses in graphene
通过求解微观动力学Bloch方程，研究了石墨烯中光激发载流子和非平衡声子的动力学行为。从激光场的泵浦和漂移效应以及相关的散射（包括库仑散射与动态屏蔽）明确包括在内。当抽运光子能量足够高时，漂移项的影响可以忽略不计，并且在所研究的线偏振激光脉冲中，在散射作用下建立了各向同性的热电子费米分布。然而，在具有低泵浦声子能量的情况下，漂移项是重要的，并且导致从电场到电子的净动量转移。由于这种净动量和占主导地位的库仑散射，漂移费米分布不同的静态电场下建立的被发现建立在几百飞秒。我们还表明，俄歇过程中只涉及密度矩阵的对角项的文献中调查的动态屏蔽是禁止的。然而，我们提出了一个俄歇过程涉及带间相干性，并表明它有助于载流子的动力学时，泵浦光子能量低。此外，还研究了线偏振光作用下动量各向异性分辨的热声子温度，揭示了其物理机制。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
3D microwave imaging of a van der Waals heterostructure
针对多层vdW异质结中亚表面量子现象成像的挑战，提出一种量子成像技术，通过毫开尔文微波阻抗显微镜实现层分辨成像，可提取电荷密度图景、揭示层间屏蔽等特征，为相关量子现象研究提供新途径。
2025-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
