Tailoring Drug Mobility by Photothermal Heating of Graphene Plasmons
我们提出了一种理论方法来定量确定光热驱动的增强红外激光照射下的石墨烯-吲哚美辛混合物的分子流动性。石墨烯等离子体吸收入射的电磁能量并将其消散为热量。吸收的能量取决于石墨烯等离子体的光学性质，这是敏感的结构参数，和浓度的等离子体纳米结构。利用理论模型，计算了不同浓度石墨烯等离子体激元作用下，药物本体的温度梯度。从这些，我们确定的结构分子松弛和扩散的吲哚美辛的温度依赖性，并找到如何加热过程显着提高药物的流动性。
2021-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Atomic-Scale Tailoring of Chemisorbed Atomic Oxygen on Epitaxial Graphene for Graphene-Based Electronic Devices
本研究利用STM研究化学吸附原子氧对外延石墨烯电子性质的影响，发现氧原子可在狄拉克点引入带隙，并可通过STM偏压扫描实现原子精度的脱附或跳跃调控，为石墨烯基原子尺度电子器件开发提供了新途径。
2023-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tailoring interfacial nanostructures at graphene/transition metal dichalcogenide heterostructures
二维（2D）范德华（vdWs）材料与非二维材料的集成以实现混合维异质结构具有创造现有材料无法达到的功能器件的潜力，并且长期以来一直是材料科学界的追求。在这里，我们报告了单层/双层过渡金属二硫属化物（TMD）纳米结构的图案化与纳米精度，可调的尺寸和网站在石墨烯/TMD异质结构的界面。我们的实验表明，TMD纳米结构可以创建在选定的位置的接口使用扫描隧道显微镜光刻，更重要的是，界面的TMD纳米结构的尺寸可以调整与纳米级的精确合并相邻的TMD纳米结构或通过进一步的剪裁。明确观察到从体TMD中的六方相到界面纳米结构中的单斜相的结构相变，这在石墨烯上局部引入了定义明确的静电势。这些结果不仅使高质量的图案化pn结的vdWs异质结构的创建，但也提供了一个新的路线，实现定制设计的混合维异质结构。
2022-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shape tailoring to enhance and tune the properties of graphene nanomechanical resonators
纳米机械谐振器的形状深刻地影响其机械性能，并决定其适用于各种应用，如超灵敏质量和力检测。尽管二维纳米机械系统在这样的应用中有希望，但尚未实现对悬浮的二维材料（例如石墨烯）的形状的完全控制。我们提出了一种有效的，一步的方法来形成预悬浮的石墨烯纳米机械谐振器与任意的几何形状，导致增强的性能相比，传统的鼓面。我们的技术采用聚焦离子束铣削，实现了从几十纳米到几微米的特征尺寸，同时获得了近乎完美的产量。我们比较了成形装置与未改性鼓面的机械性能，发现低张力、单夹持的石墨烯杠杆显示机械品质因数（Q）增加20倍，机械阻尼减少100倍。重要的是，我们实现了这些结果，同时去除了质量，这使得石墨烯机械谐振器在室温下具有最先进的力灵敏度。我们的方法在石墨烯纳米力学中开辟了一个独特的，目前无法实现的制度，其特征在于低应变，低频率，小质量和高Q，并有助于定制由石墨烯和其他2D晶体组成的机械结构中的非线性和阻尼。
2018-10-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Tailoring the atomic structure of graphene nanoribbons by STM lithography
纳米级电子学的实际实现面临着两个主要挑战：构建模块的精确工程和将其组装成功能电路。尽管碳纳米管具有特殊的电子特性，但通过耗时的过程，仅实现了基本的演示设备。这主要是由于缺乏纳米管的选择性生长和可靠的组装工艺。然而，石墨烯提供了一种有吸引力的替代品。在这里，我们报告了石墨烯纳米带（GNRs）和弯曲结的图案化，具有纳米精度，明确的宽度和预定的晶体取向，使我们能够使用扫描隧道显微镜（STM）光刻完全设计其电子结构。利用STM和隧道谱研究了带的原子结构和电子性质。开放的限制间隙高达0.5 eV，允许室温下操作的GNR为基础的设备，报告。这种方法避免了组装纳米级组件的困难，并允许实现完整的集成电路，作为室温弹道电子器件工作。
2008-06-10 cond-mat.mes-hall
Tailoring the opto-electronic response of graphene nanoflakes by size and shape optimization
石墨烯的长自旋扩散长度、自旋寿命和优异的光吸收系数为构建纳米范围内的光电器件以及基于自旋的逻辑提供了极好的平台。在这项研究中，通过采用密度泛函理论及其随时间变化的版本，我们提供了一个详细的分析如何的大小和形状的石墨烯纳米片可以用来改变它们的磁性结构和光学性能。由于已知锯齿形石墨烯纳米带的边缘反铁磁性地对齐，并且扶手椅型纳米带通常是非磁性的，因此可以使用纳米片几何形状中的两者的组合来优化基态磁性结构并定制决定铁磁性或反铁磁性边缘磁性的交换耦合，从而提供优化切换磁性排序所需的外部场的可能性。最重要的是，我们表明，磁状态改变的薄片导致光自旋电子学应用的可能性的光学响应。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the band structure of twisted double bilayer graphene with pressure
扭曲二维结构在能带结构工程中开辟了新的可能性。在魔扭角处，出现了平带，这给强关联物理领域带来了新的动力。在扭曲的双双层石墨烯中，双门控允许改变费米能级，从而改变电子密度，并且还允许调节层间电势，从而进一步控制带隙。在这里，我们证明，通过施加静水压力，额外的控制的能带结构成为可能，由于层之间的隧道耦合的变化。我们发现，平带和间隙分离它们可以急剧变化的压力高达2 GPa，与我们的理论模拟。此外，我们的测量表明，在有限的磁场由于压力的拓扑非平凡的带隙开放的电荷中性点在零位移场。
2021-10-30 cond-mat.mes-hall
Tailoring giant quantum transport anisotropy in disordered nanoporous graphenes
本文通过大规模量子输运模拟证明，纳米多孔石墨烯中的电学各向异性不仅对无序具有鲁棒性，还可被无序显著增强，为系统化设计高效量子器件提供了新思路。
2023-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring magnetic insulator proximity effects in graphene: First-principles calculations
我们报告了一个系统的第一性原理调查的影响，不同的磁性绝缘体上的磁邻近效应在石墨烯诱导。四种不同的磁性绝缘体被认为是：两个铁磁铕硫族化物，即EuO和EuS和两个亚铁磁绝缘体钇铁石榴石（YIG）和钴铁氧体（CFO）。得到的交换分裂从几十到几百meV不等。我们还发现了由YIG和铕硫族化物衬底引起的电子掺杂，分别将费米能级移动到0.78 eV和1.3 eV，而由CFO产生的空穴掺杂高达0.5 eV。此外，我们研究了提取的交换和紧束缚参数随EuO和EuS厚度的变化。我们表明，这些参数是强大的厚度变化，使一个单层的磁性绝缘体可以诱导一个大的磁性邻近效应的石墨烯。这些发现为通过邻近效应实现石墨烯自旋门的工程化铺平了道路，特别是考虑到最近的实验进展。
2016-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring supercurrent confinement in graphene bilayer weak links
约瑟夫森效应是凝聚态物理中研究最多的宏观量子现象之一，也是近几十年来量子技术发展的重要组成部分。它已经用于许多应用，如磁力测量、计量学、量子计算、探测器或电子制冷。然而，开发可以在空间和幅度上监测诱导超导性的设备仍然是一个严峻的挑战。在这项工作中，我们已经使用了本地门控制的限制，振幅和密度分布的超电流诱导的一维纳米压缩，定义在双层石墨烯六方氮化硼范德华异质结构。电阻门图，平衡输运，磁干涉测量，分析和数值模拟的结合使我们能够探索高度可调的超导弱连接。我们的研究为基于该原理设计更复杂的超导电路开辟了道路，例如电子干涉仪或过渡边缘传感器。
2017-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tailoring mechanically-tunable strain fields in graphene
有许多基于石墨烯和其他二维材料的应变工程的理论建议，然而，这些系统中应变场的纯机械控制仍然是一个重大挑战。这两种方法大多使用到目前为止，要么耦合的电气和机械性能的系统，同时或引入一些不必要的干扰，由于基板。在这里，我们报告硅微机械梳状驱动致动器可控和可重复地诱导应变在一个悬浮的石墨烯片，在一个完全机械的方式。我们使用空间分辨共焦拉曼光谱来量化诱导的应变，我们表明，不同的应变场可以通过工程的夹紧几何形状，包括高达1.4%/ $μ$ m的可调应变梯度。我们的方法还允许多轴应变，并且同样适用于其他二维材料，为研究其机械和机电性能打开了大门。我们的测量还清楚地识别出石墨烯片边缘的缺陷，这些缺陷是导致其机械故障的弱点。
2017-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tailoring the structural and electronic properties of graphene-like ZnS monolayer using biaxial strain
我们的第一性原理全势密度泛函理论（DFT）计算表明，单层的ZnS（ML-ZnS），这是预测采用石墨烯样的平面蜂窝结构与直接带隙，经历应变引起的修改时，其结构和带隙面内均匀双轴应变（$δ$）。ML-ZnS在大于0.92%的压缩应变下发生屈曲;屈曲参数$Δ$（= 0.00 Ω\，对于平面ML-ZnS）随着压缩应变的增加而线性增加（$Δ= 0.435$ Ω\，在$δ= - 5.25$ %下）。当拉伸应变为2.91%时，ML-ZnS的直接带隙转变为间接带隙。在我们考虑的$|δ| < 6%$的应变值内，带隙显示出随拉伸（压缩）应变线性减小（非线性增大以及减小）的变化。这些预测可能在未来的应变传感器和其他纳米器件，如纳米机电系统（NEMS）的潜在应用。
2014-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inclined junction in monolayer graphene: A gateway toward tailoring valley polarization of Dirac fermions
本文提出在单层石墨烯中引入倾斜PN结，通过各向异性手性输运实现谷对比度和谷分辨输运，同时保持高迁移率，为调控狄拉克费米子谷极化开辟了新途径。
2024-02-22 cond-mat.mes-hall
Tailoring topological band properties of twisted double bilayer graphene: effects due to spin-orbit coupling
本研究基于低能量连续介质模型，探讨了小角度扭曲双层石墨烯在栅极电压和自旋-轨道耦合作用下的拓扑相变，发现SOC可诱导系统从谷霍尔绝缘体转变为量子自旋霍尔绝缘体，并构建了揭示扭曲角与拓扑相关系的相图。
2025-02-04 cond-mat.mes-hall
Tailoring the Electronic and Magnetic Properties of Peculiar triplet-ground-state Polybenzoid Triangulene
在本工作中，我们采用密度泛函理论研究了最近合成的难以捉摸的独立三角烯的结构和电子性质。三角烯是一种石墨烯量子点，是具有偶数个电子和原子的分子，但分子的结构使得不可能将所有这些电子配对。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall
Tailoring the dielectric screening in WS$_2$-graphene heterostructures
本文通过外部介电屏蔽研究了二维半导体 WS$_2$ 中带隙和激子束缚能的调控，发现其随 WS$_2$-石墨烯层间距离呈倒数依赖关系，且屏蔽有效性可通过电场效应控制。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring Dirac fermions by in-situ tunable high-order moire pattern in graphene-monolayer xenon heterostructure
近年来，人们在扭曲双层石墨烯（tBLG）和其他莫尔超晶格中发现了许多新的量子相，包括相关绝缘体、超导、磁性和拓扑态等。这些现象对莫尔超晶格非常敏感，它几乎不能快速或强烈地改变。在这里，我们报告的实验实现的一个高阶莫尔图案（高阶干涉图案）在石墨烯单层氙异质结构（G/magnesium），与莫尔周期在原位调谐从几个纳米到无穷大，通过改变晶格常数的magnesium通过不同的退火温度和压力。我们使用角分辨光电子能谱直接观察到石墨烯狄拉克锥的复制品出现，并在动量空间中相互靠近，因为莫尔图案在实空间中不断扩展。当莫尔周期接近无穷大时，两个复制品最终相互重叠，在狄拉克点处观察到谷间耦合引起的能隙，这是凯库勒畸变的表现。我们构造了一个连续的莫尔哈密顿量，它可以很好地解释实验结果。在G/mT下，莫尔哈密顿量的形式与tBLG下的莫尔哈密顿量的形式相似，并且在G/mT下，莫尔带的带宽较窄。然而，莫尔哈密顿耦合狄拉克费米子从不同的谷在G/mills，而不是从不同层的tBLG。我们的工作为研究莫尔条纹的连续演化及其对电子结构的调制效应提供了一个新的平台，为剪裁具有可调谷间耦合的狄拉克费米子提供了一种前所未有的方法。
2022-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-Harmonic Generation from Engineered Graphene for Polarization Tailoring
本文研究单轴应变下石墨烯高次谐波的偏振调控，发现低阶谐波偏振面旋转可表征应变，高阶谐波呈椭圆偏振，为应变工程调控偏振特性开辟新途径。
2024-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Graphene re-knits its holes
纳米孔，在电子束下在室温下在单层石墨烯片中蚀刻，作为它们与金属杂质相互作用的结果，被示出通过填充非六边形、石墨烯状或完美的六边形2D结构而自发愈合。扫描透射电子显微镜捕捉愈合过程和研究原子的再生长结构。这些纳米级蚀刻和重新编织过程的组合可能会导致新的石墨烯定制方法。
2012-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Preparing local strain patterns in graphene by atomic force microscope based indentation
通过光刻技术将石墨烯图案化成各种介观器件，例如纳米带、量子点等，使得能够引导和操纵石墨烯的Dirac型载流子。石墨烯具有明确的应变模式，具有类似丰富的物理特性，同时避免了难以控制光刻制备设备的边缘配置所产生的问题。为了通过机械变形来设计石墨烯的特性，需要多功能的新技术来以受控的方式图案化应变分布。在这里，我们提出了一种方法，通过该方法可以在衬底支撑的石墨烯层中产生应变。我们基于原子力显微镜的技术开辟了利用机械应变定制石墨烯特性的新可能性。
2017-06-08 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of disordered graphene antidot devices
我们计算的电子和热输运性质的设备的基础上有限的石墨烯antidot晶格（GAL）连接到完美的石墨烯引线。我们使用原子的方法的基础上的$π$紧束缚模型，布伦纳潜力，并采用递归格林函数。我们考虑了随机无序对电子和热输运性质的影响，并研究了通过剪裁无序的热电价值的潜在增益。我们提出了几种路线来优化GAL系统的传输特性。最后，我们说明了如何量子热输运可以解决分子动力学模拟，并比较的GAL系统的弹道极限的格林函数的结果。
2012-09-14 cond-mat.mes-hall
Directed self-organization of graphene nanoribbons on SiC
后CMOS石墨烯电子器件的实现需要生产半导体石墨烯，这是一个劳动密集型过程。我们提出了通过常规光刻和微电子处理来定制碳化硅晶体，以使得能够在4 H-SiC {1- 10 n}（n = 8）晶面而不是常规的{0001}平面上模板化石墨烯生长。这允许石墨烯纳米带的自组织生长，其尺寸由刻面的尺寸限定。通过拉曼光谱和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）测量证实了优先生长，并给出了原型石墨烯器件的电学特性。在0.24 cm 2 SiC芯片上制造> 10，000个顶栅石墨烯晶体管证明了该工艺的可扩展性，并代表了迄今为止报道的石墨烯器件的最高密度。
2010-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering deterministic, tunable, and reversible folds in graphene with the use of ultrafast laser micro-patterned stretchable polymer substrate
本研究利用超快激光在可拉伸聚合物基底上制造微腔，实现石墨烯单层折叠的确定性、可调谐且可逆控制，为应变敏感器件开发奠定基础。
2025-06-23 cond-mat.mes-hall
Graphene-Enhanced Single Ion Detectors for Deterministic Near-Surface Dopant Implantation in Diamond
本研究提出一种带偏置表面石墨烯电极的金刚石单离子探测方案，利用电荷脉冲标识注入事件，结合AFM纳米模板或聚焦离子束定位，实现确定性近表面单离子注入，为构建有序色心阵列、制备单片量子器件奠定基础。
2023-06-14 cond-mat.mes-hall physics.ins-det quant-ph
1/f noise spectroscopy and noise tailoring of nanoelectronic devices
在本文中，我们回顾了1/f型噪声特性的纳米电子器件集中在三个示范平台：电阻开关存储器，石墨烯纳米间隙和单分子纳米线。这样的超小型设备的功能被限制在一个非常小的体积，在那里的噪声散装考虑松散的有效性：波动的相对贡献在很大程度上取决于它的距离从设备瓶颈，和噪声特性是敏感的纳米尺度的设备的几何形状和大多数非经典的传输机制的细节。所有这些都反映在噪声特性对有源器件体积（和相关器件电阻）、频率或施加电压的高度系统特定依赖性上。因此，1/f型噪声测量作为一个丰富的指纹的相关运输和噪声产生机制的研究纳米电子系统。最后，我们证明了1/f型噪声分析不仅推动了基本的理解和有针对性的噪声抑制，而且新型概率计算硬件平台也在大量寻找可定制的纳米电噪声源。
2021-06-04 cond-mat.mes-hall
Strain-engineered wrinkles on graphene using polymeric actuators
石墨烯的电子和光学性质可以通过生成应变特征的确定性排列来精确地调节。在本文中，我们报告了形成广泛的和受控的屈曲脱层的单层石墨烯沉积在六方氮化硼促进了显着挤压的石墨烯片和聚合物微致动器诱导。这种方法的灵活性提供了一个有前途的技术，以创建任意屈曲几何形状和阵列的皱纹，也可以进行迭代折叠展开周期。这种方法的进一步发展可以为调整其他几种二维材料的性质铺平道路，例如过渡金属二硫属化物，通过定制它们的表面形貌。
2022-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Deterministic fabrication of graphene hexagonal boron nitride moiré superlattices
本研究通过拉曼和二次谐波表征实现石墨烯与hBN近0度扭转角的确定性对齐，并用TFM和低温输运验证，为探索莫尔异质结构扭转角效应奠定基础。
2024-05-28 cond-mat.mes-hall
Tailoring spontaneous symmetry breaking in engineered van der Waals superlattices
Peter Grünberg Institut (PGI-3), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Jülich Aachen Research Alliance, Fundamentals of Future Information Technology（亚琛于利希研究联盟）；Institut für Experimentalphysik II B, RWTH Aachen（亚琛工业大学）；Institut für Theoretische Physik und Astrophysik and Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ctd.qmat, Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Department of Materials, University of Oxford（牛津大学）；John A Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学）；Institute of Physics II, Universität zu Köln（科隆大学）；Institut für Theorie der statistischen Physik, RWTH Aachen（亚琛工业大学）；Max Pl（马克斯普朗克）
本文通过工程化范德瓦尔斯异质结构中的超晶格设计，展示了利用基底电子序定制超势的方法，通过石墨烯中的两种不同近正交超晶格，实现了狄拉克锥的折叠，揭示了结构不稳定性导致的对称破缺机制。
2026-03-16 cond-mat.mes-hall
Topological design of graphene
拓扑缺陷（例如五边形、七边形和五边形-七边形对）已经在大规模石墨烯中被广泛观察到，并且已经被认识到在定制二维材料的机械和物理性质中通常起重要作用。经过近几年的深入研究，通过拓扑结构设计优化石墨烯的性能已经成为一个新的、有前途的研究方向。在本章中，我们回顾了一些最新的进展，在实验，计算和理论研究的拓扑缺陷对石墨烯的机械和物理性能的影响和拓扑设计的石墨烯的应用。讨论涵盖了平面外效应，设计拓扑缺陷分布的逆问题，使石墨烯片符合目标三维表面，石墨烯强度的晶界工程，用于韧性增强的弯曲石墨烯以及在工程能源材料，多功能材料和与生物系统的相互作用中的应用。尽管在实验和模拟的快速发展，我们对石墨烯和其他二维材料的拓扑缺陷和机械和物理性能之间的关系的理解仍然处于起步阶段。这里的目的是提请研究界注意在这一领域的一些开放的问题。
2018-03-01 cond-mat.mes-hall
Controlled Growth of a Line Defect in Graphene and Implications for Gate-Tunable Valley Filtering
石墨烯的原子精确剪裁可以实现不寻常的传输路径和新的纳米级功能器件。在这里，我们描述了一个配方的控制生产的高度规则的“5-5-8”线缺陷的石墨烯通过同时电子辐射和焦耳加热所施加的电流。高分辨率透射电子显微镜揭示了生长过程的各个步骤。延伸早期的理论工作，提出谷判别能力的石墨烯5-5-8线缺陷，我们进行第一性原理计算的运输，并发现一个强大的能量依赖性的谷极化的载流子在整个缺陷。这些发现启发我们提出一个紧凑的静电门控“谷阀”设备，谷电子的关键组成部分。
2014-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum transport in chemically functionalized graphene at high magnetic field: Defect-Induced Critical States and Breakdown of Electron-Hole Symmetry
非常规的磁输运指纹在量子霍尔制度（施加磁场从一个到几十特斯拉）在化学功能化的石墨烯的报告。在化学吸附的单原子氧（从0.5%到很少的杂质），朗道能级的电子-空穴对称性被打破，而双峰电导率在低能量的发展，从形成的临界状态由随机网络的缺陷诱导的杂质状态。标度分析暗示存在一个额外的零能量量子化霍尔电导平台，这是不连接到朗道能级的亚晶格对称性破坏的简并提升。这与通常的解释形成了鲜明的对比，并揭开了一个新的游乐场定制的基本特征的量子霍尔效应。
2014-05-15 cond-mat.mes-hall
Photonic band gap of a graphene-embedded quarter-wave stack
在这里，我们提出了一种机制，用于定制的光子能带结构的四分之一波长堆叠，而不改变其物理周期通过嵌入导电片。石墨烯被用作一个现实的，二维的导电片和研究。在石墨烯嵌入的四分之一波长堆叠中，布拉格散射和石墨烯电导贡献的协同作用在降低的布里渊区的中心处打开光子带隙，这在传统的四分之一波长堆叠中不存在。这种光子带隙在固定的较低的带隙边缘处显示出巨大的、与损耗无关的光学态密度，其特征频率为四分之一波长堆叠的偶数倍。这种新型的导电片诱导的光子带隙为增强光与物质的相互作用提供了一个新的平台。
2013-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tailored plasmons in pentacene/graphene heterostructures with interlayer electron transfer
范德华异质结构是由各种二维材料通过精密组装而成的，具有许多新颖的性质和功能。在这里，我们报告了一个纳米等离子体研究的VDW异质结构，通过沉积有序的分子层并五苯顶部的石墨烯。我们发现，通过纳米红外（IR）成像，表面等离子体激元形成的狄拉克费米子在石墨烯的集体振荡是高度敏感的相邻并五苯层。特别地，等离子体激元波长随着并五苯厚度的增加而系统地但非线性地下降。进一步的分析和密度泛函理论（DFT）计算表明，所观察到的特殊的厚度依赖性主要是由于从并五苯到石墨烯的隧道型电子转移。我们的工作揭示了一种新的方法来剪裁石墨烯等离子体，并加深了我们的理解有趣的纳米光学现象，由于层间耦合在新型vdW异质结构。
2023-01-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Pressure-induced commensurate stacking of graphene on boron nitride
将原子级薄的范德华材料结合到异质结构中为设计电子器件的创建提供了强大的途径。相邻层之间的相互作用强度，最容易通过它们的层间分离控制，可以对这些复合材料的电子性质具有显着的影响。在这里，我们展示了前所未有的控制层间相互作用，通过局部修改石墨烯和氮化硼之间的层间分离，我们通过施加压力与扫描隧道显微镜尖端实现。对于氮化硼上的对齐或接近对齐的石墨烯的特殊情况，石墨烯晶格可以局部拉伸和压缩以补偿两种材料之间的轻微晶格失配。我们发现，修改层间分离直接调谐的晶格应变，并诱导相称的尖端下方的堆叠。我们的研究结果激励未来的研究定制的范德华异质结构的电子特性，通过控制整个设备的层间分离，使用静水压力。
2017-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable transmission of quantum Hall edge channels with full degeneracy lifting in split-gated graphene devices
量子霍尔机制中的载流子通过沿二维电子气边缘形成的一维导电通道传播。通过门可调收缩（也称为量子点接触（QPC））控制它们的传输是许多相干传输实验的基础。然而，在石墨烯中，由于在栅电极下方形成pn结，电子和空穴边缘沟道沿着所述结共同传播和混合，从而使收缩部短路，因此定制具有静电栅极的QPC仍然具有挑战性。在这里，我们表明，由于朗道能级的完全简并提升，这种电子-空穴混合在高迁移率氮化硼/石墨烯/氮化硼范德华异质结构中急剧减少，从而实现具有全沟道夹断的QPC操作。我们证明了门可调的选择性传输的量子霍尔边缘通道通过QPC，无论是在整数和分数量子霍尔制度。石墨烯范德瓦尔斯异质结构中边缘通道传播的这种门控打开了石墨烯的整数和分数量子霍尔制度中的量子霍尔干涉和电子量子光学实验的大门。
2017-03-05 cond-mat.mes-hall
Kagome electronic states in gradient-strained untwisted graphene bilayers
针对扭转同质双层石墨烯制备中莫尔无序问题，提出梯度应变法在未扭转双层石墨烯构建莫尔超晶格，通过计算发现其类Kagome结构及应变可调Kagome电子能带，为研究奇异电子相提供新平台。
2025-02-12 cond-mat.mes-hall
Momentum microscopy of Pb-intercalated graphene on SiC: charge neutrality and electronic structure of interfacial Pb
插层是用于定制外延石墨烯的电子结构的已建立的技术。此外，由于界面量子限制，它能够合成与其体版本相比具有独特物理特性的元件的不稳定的二维（2D）层。在这项工作中，我们提出了均匀的Pb插层准独立单层石墨烯在SiC上，这证明是基本上是电荷中性的，具有前所未有的$p$型载流子密度，只有$(5.5\pm2.5)\times10^9$ cm $^{-2}$。通过动量显微镜探测整个第一表面布里渊区的低能电子结构，我们清楚地辨别出与界面处的金属2D-Pb相关的附加带。低能电子衍射进一步揭示了相对于石墨烯的$10\times10$莫尔超周期性，其对应物不能在可用的能带结构数据中直接识别。我们的实验证明了重元素超导体的二维层间限制和相关的能带结构形成，为石墨烯/SiC界面处的强自旋轨道耦合效应甚至二维超导性铺平了道路。
2022-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring magnetism of nanographenes via tip-controlled dehydrogenation
Empa—Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科技研究院）；Technical University of Dresden（德累斯顿工业大学）；University of Zurich（苏黎世大学）；University of Bern（伯尔尼大学）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微观结构物理研究所）
本研究利用扫描隧道显微镜针尖对Au(111)衬底上的纳米石墨烯进行位点特异性脱氢，通过形成Au-C键消除未配对π电子，实现了对其磁性的高效精确操控。
2023-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Grain boundary-induced variability of charge transport in hydrogenated polycrystalline graphene
本文通过数值模拟研究氢化多晶石墨烯，发现氢吸附物局限于晶界时电荷输运几乎不受影响，而均匀分布会降低迁移率，揭示选择性氢功能化可调控电输运。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit proximity in MoS$_2$/bilayer graphene heterostructures
该研究在MoS$_2$/双层石墨烯异质结构中实验确认Ising与Rashba两种SOC，并发现临界位移场附近的非单调电导及磁电导尖峰。
2024-03-25 cond-mat.mes-hall
Contact effects on thermoelectric properties of textured graphene nanoribbons
在紧束缚模型和格林函数方法的框架下，研究了不同耦合强度的有限织构石墨烯纳米带（t-GNRs）与电极连接后的输运和热电性质.由于缩进边缘引起的量子收缩，这种t-GNR表现得像串联耦合的石墨烯量子点（SGQD）。这些类型的SGQD可以通过定制之字形GNR（ZGNR）或扶手椅GNR（AGNR）来形成。通过改变量子点的尺寸和锯齿边缘处的颈部宽度，可以设计它们的带宽和带隙。计算了缺陷和接触结对t-GNRs的电导、塞贝克系数和电子热导的影响。当缺陷发生在织构ZGNRs（t-ZGNRs）的内部位置时，中心带隙内或带边附近的最大功率因数被发现对缺陷散射不敏感。此外，我们发现由t-ZGNRs形成的SGQD由于t-ZGNRs中透射系数的改进的函数形状而具有比纹理化ANGR的SGQD显著更好的电功率输出。通过适当的接触设计，t-ZGNR的最大功率因数（品质因数）可以达到理论极限的$90\%$（$95\%$）。
2022-09-24 cond-mat.mes-hall
Engineering Plasmons in Oxide/Graphene Heterostructures via Interfacial Charge Transfer
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Ames National Laboratory, U.S. Department of Energy（艾姆斯国家实验室，美国能源部）
本研究利用散射型扫描近场光学显微镜，通过界面电荷转移调控氧化物/石墨烯异质结构的等离激元，发现MoOx可增强等离激元响应且稳定性优异，为红外器件提供了稳健制备平台。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall
Lattice-corrected strain-induced vector potentials in graphene
石墨烯中应变的电子含义可以通过伪矢量势在低能量下捕获，伪矢量势可以产生伪磁场。这些应变诱导的矢量势产生于紧束缚框架中电子跳跃幅度的局部扰动。在这里，我们完成的应变诱导矢量位，它只占跳跃扰动的标准描述，明确包括晶格变形，或等效的，布里渊区的变形。这些修正在应变上是线性的，并且在每个应变的、不等价的狄拉克点上是不同的，因此对于确定矢势的精确大小同样是必要的。这种效应在应变分布不均匀的情况下是相关的，其中电子运动取决于局部费米表面之间的重叠量。特别是，它会影响由不均匀的应变配置引起的伪磁场分布，并可能导致新的机会，在定制的最佳应变场为某些所需的功能。
2013-04-12 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
Anomalous Klein tunnelling with magnetic barriers in strained graphene
Escuela Superior de Física y Matemáticas, Instituto Politécnico Nacional（国立理工学院高等物理与数学学院）；Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California（下加利福尼亚自治大学理学院）；Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）；Facultad de Ingeniería Eléctrica, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo（米却肯圣尼古拉斯德伊达尔戈大学电气工程学院）；Centro de Ciencias Exactas, Universidad del Bío-Bío（比奥比奥大学精确科学中心）
本研究通过应变和磁屏障调控石墨烯中异常克莱因隧道效应，实现对电子输运的可调控制。
2026-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
Chemistry at graphene edges in the electron microscope
透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（STEM）是材料表征不可或缺的工具。然而，在典型的（S）TEM实验期间，样品经受可改变其原子结构的许多效应。其中，可能讨论最少的是由于样品周围的非理想真空而引起的化学修饰。对于单层石墨烯，我们表明，即使在许多仪器通常相对较低的压力下，这些过程也会对样品结构产生重大影响。例如，孔生长在约100 μ m的压力下变得快达两个数量级。10^{-6} mbar，与超高真空（UHV; 10^{-10} mbar）相比。更值得注意的是，样品中氧的存在也改变了观察到的原子结构：当在UHV中成像时，近90%的可识别石墨烯边缘构型具有扶手椅结构，而当柱中的氧分压较高时，扶手椅和锯齿形结构几乎同样可能发生。我们的研究结果都引起了人们的注意，经常被忽视的真空组成的显微镜柱的作用，并表明，控制它可以允许原子尺度的剪裁的试样结构。
2020-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning Phononic and Electronic Contributions of Thermoelectric in defected S-Shape Graphene Nanoribbons
热电作为一种利用废热的方式，在电子工业中是必不可少的，但其在工作温度下的低性能使其在实际应用中不合适。定制石墨烯可以改变其特性。在本论文中，我们主要研究了单空位和双空位模型下S型石墨烯结构的输运性质。该结构由一个手性部分，这是一个扶手椅型石墨烯纳米载体，和两个锯齿形石墨烯带组成。我们调查的品质因数的变化，通过塞贝克系数，电子电导，电子和声子电导的空缺，在不同的设备尺寸。利用非平衡格林函数方法研究了体系的输运性质，从而从紧束缚（力常数）模型得到了相应的哈密顿量（动力学矩阵）。所有长度的DV均获得最大品质因数（ZT）。这种系统的物理性质可以通过控制各种参数来调整，例如缺陷的位置和类型以及器件尺寸。研究结果表明，延长结构可以降低声子贡献，单空位比双空位更能区分电子热导行为和电子电导行为。也就是说，空位工程可以显著提高热电性能。在大型器件中，SV可以将ZT提高到2.5倍。
2022-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thin-suspended 2D Materials: Facile, Versatile, and Deterministic Transfer Assembly
我们报道了一种确定性的二维材料（2DM）转移方法来组装任何堆叠顺序的异质结构，包括悬浮的超薄二维材料，如单层石墨烯（SLG）和双层石墨烯（BLG）。转移过程依赖于一个单一的步骤准备硝化纤维素微邮票，它结合了出色的粘附力和柔软性。它允许直接从SiO $_2$衬底干法拾取裸露的2D晶体（石墨烯、MoS $_2$和hBN），并将其精确转移到衬底或沟槽上。光学和拉曼数据表明，没有显着的缺陷时，转移，即使在悬浮SLG和BLG。转移的区域在基底上的范围高达$\sim$ 1000 $μ$ m $^2$。悬浮超薄2DM的高产量转移不需要临界点干燥，面积高达15 $μ$ m $^2$或悬浮高度低至160 nm。为了证明该方法的能力，我们组装的基板上和悬挂的光学腔调谐BLG的拉曼散射强度的19和4倍，分别。这种弹性和快速的2DM转移过程将加速许多异质结构的制造，并允许在双电子学，应变电子学和纳米光电机械系统（NOEMS）的研究中的2DM的通用悬架。
2021-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit and exchange proximity couplings in graphene/1T-TaS$_2$ heterostructure triggered by a charge density wave
石墨烯基范德华异质结构中电子能带的邻近诱导精细特征和自旋织构可以从定制扭曲角的角度来探索。在这里，我们研究的自旋轨道耦合和交换耦合工程的石墨烯状态附近的1 T-TaS $_2$不触发扭曲，但在1 T-TaS $_2$ -一个现实的低温相的电荷密度波。利用密度泛函理论和有效模型，我们发现1 T-TaS $_2$中电荷密度波的出现显着增强了石墨烯中的Rashba自旋轨道分裂，并使自旋纹理倾斜了一个显着的Rashba角--与传统扭转角场景中的方式非常相似。此外，部分填充的Ta $d$ -带在电荷密度波相位导致自发出现的面内磁序，越过通过接近从1 T-TaS $_2$石墨烯，因此，同时叠加沿自旋轨道也交换耦合邻近效应。为了描述这个复杂的邻近景观，我们已经开发了一个有效的模型哈密顿量，并提供了一个最小的参数集，很好地再现了所有的光谱特征预测的第一性原理计算。从概念上讲，电荷密度波提供了一个非常有趣的旋钮来控制电子态的精细特征，并调整叠加的邻近效应一种没有扭曲的双电子学。
2023-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Engineering thermal transport across layered graphene-MoS2 superlattices
分层的二维范德华材料提供了对原子位置的前所未有的控制，这可以在亚纳米尺度上定制振动光谱和热流。在这里，使用空间分辨超快热反射和光谱学，我们揭示了由石墨烯（G）和MoS2（M）单层组装的超晶格中跨平面热传输的设计规则。使用组合的实验方法，我们探测九种不同的堆叠序列：G，GG，MG，GGG，GMG，GGMG，GMGG，GMMG，GMGMG，并确定振动失配，层间粘附和结不对称性对热输运的影响。纯G序列显示准弹道输运的特征，而添加甚至单个M层强烈地破坏热传导。实验数据通过分子动力学模拟得到了很好的描述，其中包括热膨胀，考虑了有限温度对层间距的影响。模拟结果表明，在层分离的变化只有1.5%可以导致近100%的热阻增加。使用这些设计规则，我们实验证明了一个5层GMGMG超晶格具有与空气相当的超低有效跨平面热导率，为一类具有极端性能的新型热超材料铺平了道路。
2021-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable electrochemistry with moiré flat bands and topological defects at twisted bilayer graphene
调整固液界面上的电子转移动力学是电能和化学能相互转换的基础。堆叠具有非常小的方位角取向差的原子级薄层以产生莫尔超晶格，使得能够控制电子能带结构的工程和形成非常平坦的电子能带。在这里，我们报告了在扭曲双层石墨烯电极处的异质电荷转移动力学的强扭曲角依赖性，在“魔角”（~1.1度）附近观察到最大的增强。这种效应是由摩尔纹衍生的平带的角度依赖性调谐驱动的，所述平带调制与溶液相氧化还原对的电子转移过程。结合实验和计算分析表明，在摩尔角的电化学活性的变化控制的摩尔超晶格的原子重构在扭转角<2度，和拓扑缺陷AA堆叠区域产生一个大的异常局部电化学增强，不能单独由升高的局部状态密度。我们的研究结果引入莫尔平带材料作为介导电化学转化的独特可调范例。
2021-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Global strain-induced scalar potential in graphene devices
通过机械扭曲晶格，可以设计材料的电子和光学特性。在石墨烯中，这种扭曲的主要影响之一是狄拉克点的能量移动，通常被描述为标量势。我们演示了如何在整个电子设备上系统地产生这样的标量势，以及如何在传输实验中检测到石墨烯功函数的变化。结合拉曼光谱，我们得到了一个特征标量势与最近的理论估计一致。由于石墨烯中确定性产生的应变而导致的宏观尺度上的标量势的这种直接证据为通过使用外部应变来工程化石墨烯和类似材料的光学和电子特性铺平了道路。
2020-09-07 cond-mat.mes-hall
Internal screening and dielectric engineering in magic-angle twisted bilayer graphene
魔角扭曲双层石墨烯（MA-tBLG）是研究二维Dirac材料框架中电子相互作用、能带结构和晶格自由度的共谋以产生奇异量子多体基态的可调实验场。虽然掺杂或磁场等外部参数的影响可以方便地修改和分析，但准二维电子气的全表面性质及其复杂的内部性质构成了一项具有挑战性的任务，以表征实验中发现的不同绝缘和超导状态的本质。我们分析了内部屏蔽和介电环境对MA-tBLG的本征电子相互作用的影响。我们发现，层间耦合一般增强内部屏蔽。介电环境对有效相互作用强度的影响决定性地取决于MA-tBLG的电子状态。因此，我们提出了实验剪裁的介电环境，例如通过改变覆盖层的成分和厚度，作为一个有前途的追求，以提供进一步的证据，解决隐藏的性质的量子多体状态在MA-tBLG。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhanced exciton-exciton collisions in an ultra-flat monolayer MoSe2 prepared through deterministic flattening
通过经由少层石墨烯覆盖层施加力将气泡和杂质挤出层间空间，导致具有超平坦结构的范德华异质结构，该超平坦结构不受由带电杂质引起的随机静电势的影响。在没有石墨烯覆盖层的情况下，AFM针尖的挤压过程会产生n ~ 2 x 10^12 cm^-2 uN^-1的作用力依赖性电荷，从而在低温下MoSe 2的光致发光光谱中产生强强度的三电子。我们发现用“改进的纳米压缩方法”制备的hBN/MoSe_2/hBN显示出强的激子发射，激子峰的剩余线宽仅为2.2 meV，与均匀极限相当。此外，在这个高质量的样品中，我们发现，由于激子之间的碰撞增强，即使在极低的激发功率（Φ ~ 2.3 x 10^19 cm^-2 s^-1）下也会形成双激子。
2020-06-04 cond-mat.mes-hall
