Measurement of Ultrafast Carrier Dynamics in Epitaxial Graphene
使用超快光泵浦-探测光谱，我们已经测量了SiC晶片上生长的外延石墨烯层的载流子弛豫时间。我们发现两个不同的时间尺度与非平衡光生载流子的弛豫。在70-120 fs范围内的初始快速弛豫瞬态之后是0.4-1.7 ps范围内的较慢弛豫过程。较慢的弛豫时间被发现是成反比的石墨烯层中的结晶无序的程度，如通过拉曼光谱测量。我们与测量的快，慢的时间常数载流子和载流子声子带内和带间散射过程中的石墨烯。
2007-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-momentum locking and Majorana fermions in charge carrier hole epitaxial wires
具有载流子空穴的外延半导体纳米线可以表现出无限大的空穴质量和自旋锁定，这是由于手征光谱在动量和自旋上是线性的。在这些耦合到s型超导体的量子线中出现拓扑超导性和Majorana费米子的判据与拓扑绝缘体中相同，而与自旋-轨道相互作用下具有抛物谱的量子线中出现Majorana模的判据相反。
2019-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weak localization scattering lengths in epitaxial, and CVD graphene
使用通过在SiC上外延生长和在薄金属膜上CVD生长产生的器件，研究了石墨烯中的弱局域化作为载流子密度在从1 x $10^{11}$\，cm $^{-2}$到1.43 x $10^{13}$ \，cm $^{-2}$的范围内的函数。理论分析了散射长度L $_φ$、L $_i$和L $_*$与载流子密度的关系.我们发现没有显着的L $_φ$的载流子依赖性，一个弱的降低L $_i$随着载流子密度的增加，刚刚超过一个大的标准误差，和n $^{-\frac{1}{4}}$ L $_*$的依赖性。我们证明了在较小的器件中需要低至0.01nA的电流，以避免在测量电导率的量子校正时出现热电子伪影。
2013-05-10 cond-mat.mes-hall
Enhanced Performance in Epitaxial Graphene FETs with Optimized Channel Morphology
这封信报道了表面形态对在SiC衬底上合成的外延石墨烯膜上形成的石墨烯FET的载流子传输和RF性能的影响。这种石墨烯表现出宽度在3-5 μm之间的长平台结构和高度为10 \pm 2 nm的台阶。虽然在室温下在单个石墨烯平台域中获得了在1 e12 cm-2的载流子密度下高于3000 cm 2/Vs的载流子迁移率，但是台阶边缘可以导致~21 kΩ.μm的邻近台阶电阻。通过定向晶体管布局，使得整个沟道位于单个石墨烯平台内，并且降低与沟道的未选通部分相关联的接入电阻，对于沟道长度为210 nm的石墨烯FET，实现了高于200 GHz的截止频率，这是迄今为止在外延石墨烯上报道的最高值。
2011-11-07 cond-mat.mes-hall
Improvement of Morphology and Free Carrier Mobility through Argon-Assisted Growth of Epitaxial Graphene on Silicon Carbide
在氩气气氛和高真空条件下，在4 H-和6 H-SiC（0001）的C-和Si-面上外延生长石墨烯。生长后，样品进行了成像与Nomarski干涉衬度和原子力显微镜，它被发现，在氩气下生长导致改善的C面膜的形貌，但Si面膜没有显着的影响。自由载流子输运的研究进行了通过霍尔效应测量，和载流子迁移率被发现增加和片载流子密度被发现降低在氩气下生长的薄膜相比，高真空条件。改进的迁移率和同时减少片载流子密度表明减少在氩气下生长的薄膜中的散射。
2009-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of the quantum Hall effect in epitaxial graphene on SiC(0001) with oxygen adsorption
在这封信中，我们报告的SiC（0001）与氧吸附的外延石墨烯的运输测量。在$50\times 50 μ\mathrm{m^2}$大小的霍尔棒中，我们观察到半整数量子霍尔效应，其具有在$ν= 2$周围的填充因子处量化的横向电阻平台，这是单层石墨烯的证据。我们发现低电子浓度的$9\times 10^{11} \textrm{cm}^{-2}$，我们表明，掺杂的$10^{13}\textrm{cm}^{-2}$，这是本征外延石墨烯的特性，可以通过真空退火恢复。氧吸附对载流子密度的影响通过局部角分辨光电子能谱测量得到证实。这些结果对于理解外延石墨烯上的氧吸附及其在需要低载流子浓度的计量学和介观物理学中的应用是重要的。
2012-07-12 cond-mat.mes-hall
Hall Effect Mobility of Epitaxial Graphene Grown on Silicon Carbide
在真空中通过硅升华从4 H-SiC和6 H-SiC的（000 - 1）和（000-1）面生长外延石墨烯膜。在300 K和77 K下测量了薄膜的霍尔效应迁移率和面载流子密度，数据依赖于生长面。约40%的样品表现出孔作为主要载体，独立的面。一般来说，迁移率随着载流子密度的降低而增加，与载流子类型和衬底多型体无关。讨论了散射机制对薄膜电导率的影响。结果表明，对于在300 K下的近本征载流子密度，外延石墨烯迁移率在（000-1）面上为约150，000 cm 2 V-1 s-1，在（0001）面上为约5，800 cm 2 V-1 s-1。
2009-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fabrication and Study of Large Area QHE Devices Based on Epitaxial Graphene
为了开发量子霍尔效应电阻标准，研制了基于外延石墨烯薄膜的量子霍尔效应（QHE）器件。霍尔器件中的石墨烯-金属接触区域已被改进并使用双金属化工艺制造。测试的器件具有（0.6 - 10）*10^11 1/cm ^2的初始载流子浓度，并且在相对低（3 T）的磁场下显示出半整数量子霍尔效应。光化学选通方法的应用和样品的退火提供了一种方便的方法来调节载流子密度到最佳值。在中等磁场强度（<7 T）下，石墨烯和GaAs器件的量子霍尔电阻（QHR）的精确测量结果显示，相对一致性在6*10^-9以内。
2014-12-08 cond-mat.mes-hall
The effect of bilayer domains on electronic transport properties of epitaxial graphene on SiC
对在碳化硅上的纯单层外延石墨烯（SiC/G）上制造的霍尔条器件的磁输运测量显示出载流子浓度和迁移率在晶片尺寸维度上的非常紧密的分布。相比之下，含有双层石墨烯域的SiC/G器件显示出与双层含量的量相关的电子性质的变化。
2015-02-06 cond-mat.mes-hall
Bottom-gated epitaxial graphene suitable for half-integer quantum metrology ?
我们证明了在SiC衬底的C面上生长的外延石墨烯器件的载流子浓度被掩埋栅极有效地调制。栅极是通过在表面以下200 nm的SiC晶体中注入氮原子来制造的，并且在40 K-80 K的中间温度下工作良好。狄拉克点是观察到在适度的栅极电压（1- 20 V）取决于表面制备。对于低于40 K的温度，栅极是低效的，因为掩埋沟道被冻结。然而，石墨烯中的载流子浓度保持非常接近于T \sim 40 K处设定的值。在T \sim 4 K下，在不同浓度下观察到的半整数量子霍尔效应证明了平行导电的存在。这些观测结果为更好地理解外延石墨烯的固有特性铺平了道路，并有望用于量子精密测量等应用。
2011-07-13 cond-mat.mes-hall
Minimal Single-Particle Hamiltonian for Charge Carriers in Epitaxial Graphene on 4H-SiC(0001)
我们提出了一个最小但至关重要的微观理论，在4 H-SiC（0001）表面上外延石墨烯和石墨烯纳米带-原型材料，以探索大规模的石墨烯的物理性质。粗粒度模型哈密顿量是基于系统的原子和电子结构从第一性原理计算。从理论中，我们明确地揭示了几个有趣的实验观察的起源，如狄拉克点周围的对称性破缺状态和整个布里渊区产生的新能带，从而建立了子状态在修改石墨烯的电子性质中的作用。我们还预测，扶手椅型石墨烯纳米带的表面上有一个单一的能隙为0.2 eV时，它们的宽度是超过15 nm，在鲜明的对比，他们通常的家庭行为。
2009-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot electron attenuation of direct and scattered carriers across an epitaxial Schottky interface
本文用弹道电子发射显微镜（BEEM）研究了不同NiSi_2厚度的NiSi_2/n-Si（111）外延界面上直接和散射载流子的热电子输运。我们发现在NiSi_2中散射热电子的BEEM透射率在所有厚度下都明显低于直接热电子的BEEM透射率。有趣的是，散射热电子的衰减长度被发现是两倍大于直接热电子。散射热电子的BEEM透射率较低是由于注入热空穴的非弹性散射，而散射热电子的衰减长度较大是由于注入和散射热电子的能量分布不同以及在较低能量下直接热电子在NiSi_2中的衰减长度增加所致。
2013-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling doping in graphene through a SiC substrate: A first-principles study
通过掺杂控制载流子的类型和密度是发展石墨烯电子学的关键步骤。然而，石墨烯的直接掺杂是相当大的挑战。基于第一性原理计算，提出了一种通过衬底来克服石墨烯掺杂困难的概念，发现在碳化硅衬底上外延生长的石墨烯中，掺杂可以得到强烈的增强。与自支撑石墨烯相比，掺杂剂的形成能可以降低多达8eV。外延石墨烯层的载流子的类型和密度可以通过合适的掺杂剂和表面钝化来有效地控制。更重要的是，与石墨烯的直接掺杂相比，由于掺杂剂与导电沟道之间的空间分离，外延石墨烯层中的载流子被掺杂剂弱散射。最后，我们表明，类似的想法也可以用来控制磁性，例如，诱导半金属状态的外延石墨烯没有磁性杂质掺杂。
2011-07-23 cond-mat.mes-hall
Ultrafast terahertz conductivity in epitaxial graphene nanoribbons: an interplay between photoexcited and secondary hot carriers
FZU - Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院）
研究发现石墨烯窄带中光电导性随泵浦能量变化呈现非单调特性，由光激发载流子与二次热载流子的相互作用主导。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Transport Across Metal Silicide-Silicon Interfaces: An Experimental Comparison between Epitaxial and Non-epitaxial Interfaces
硅化物由于其低电阻率、与硅的低接触电阻以及其工艺兼容性而广泛用于纳米和微型器件中。本文采用时域热反射法研究了TiSi $_2$、CoSi $_2$、NiSi和PtSi的界面热导。利用Si（111）衬底上形成的大多数硅化物是外延生长的，而Si（100）衬底上的大多数硅化物不是外延生长的事实，我们研究了外延的影响，并表明对于各种各样的界面，外延和非外延硅化物/硅界面的热界面电导没有差异。衬底载流子浓度的影响也研究了在很宽的范围内的p-和n-型掺杂，并被发现是独立的载流子浓度，无论界面是否是外延的，无论硅化物类型。在外延CoSi $_2$的情况下，温度依赖的实验数据进行了比较与两个详细的计算模型，使用（1）全色散扩散失配模型（DMM），包括近界面应变的影响和（2）原子格林函数（AGF）的方法，集成近界面的原子间力常数的变化，通过密度泛函微扰理论获得。在100 K以上的温度下，AGF方法大大低估了CoSi $_2$数据，而DMM预测与数据匹配良好。全色散DMM也被发现密切预测实验观察到的温度依赖的界面电导外延NiSi/Si和非外延TiSi $_2$ /Si接口。在外延PtSi/Si界面的情况下，全色散DMM显着overpredicts的实验数据。
2017-01-26 cond-mat.mes-hall
Energy loss rates of hot Dirac fermions in epitaxial, exfoliated and CVD graphene
石墨烯中的热载流子的能量损失率已被测量，使用石墨烯通过外延生长SiC，剥离和化学气相沉积（CVD）。结果表明，高场阻尼Shubnikov-de Haas振荡测量的能量损失率的温度依赖性，和温度依赖性的弱本地化峰接近零场相关性好，与高场测量低估的能量损失率相比，低场结果的$\sim$ 40%。所有石墨烯样品的能量损失率在低温下遵循$T_{e}^4$的普遍缩放，并且弱地依赖于载流子密度$\propto$ n $^{-1/2}$，这是由于CVD样品中的无序而导致的能量损失率增强的证据。
2012-12-20 cond-mat.mes-hall
Phase-space for the breakdown of the quantum Hall effect in epitaxial graphene
我们报道了由聚合物栅控外延石墨烯在SiC（SiC/G）上的量子霍尔效应击穿所定义的相空间作为温度、电流、载流子密度和磁场的函数，最高可达30 T。在2K击穿电流（$I_c$）几乎两个数量级以上的GaAs器件进行观察。无耗散态（$ρ_{xx}=0$）的相边界显示出（1- $(T/T_c)^2$）依赖性，并且在29 T下持续到$T_c>45K$。在磁场下，发现$I_c$增加$\propto B^{3/2}$和$T_c \propto B^{1.88}$。当费米能接近狄拉克点时，由于载流子密度的强磁场依赖性，$ν=2$量子化霍尔平台从低至1 T直到至少19 T连续出现。
2013-04-17 cond-mat.mes-hall
Field-effect Modulation of Anomalous Hall Effect in Diluted Ferromagnetic Topological Insulator Epitaxial Films
采用分子束外延技术在热处理过的SrTiO 3（111）衬底上生长了高质量的Cr掺杂三维拓扑绝缘体（TI）Sb 2 Te 3薄膜。我们报告说，狄拉克表面状态是不敏感的Cr掺杂，和一个完美的鲁棒性的长程铁磁秩序被揭开在外延Sb 2-xCrxTe 3薄膜。与传统稀磁半导体（DMS）中的铁磁性相反，通过施加底栅来调制异常霍尔效应，这里的磁势场不随载流子密度的降低而显著改变。非载流子依赖的铁磁性预示着Sb_（2-x）Cr_xTe_3薄膜是实现量子反常霍尔效应的基础候选材料。这些结果也表明了在未来TI基磁电子学和自旋电子学中控制反常霍尔电压的潜力。
2015-09-22 cond-mat.mes-hall
Large-scale five- and seven-junction epitaxial graphene devices
在毫米级石墨烯pn结器件上利用多个电流端子使得能够测量i=2平台处的量化霍尔电阻的许多非典型分数倍。这些分数取a/b R_H的形式，并且可以通过解析和模拟来确定。这些实验验证使用的LTspice电路模拟器或分析框架，最近在类似的工作。此外，生产的几个设备与大规模的结证实了使用简单的紫外光刻获得足够的清晰度的交界处的方法。
2022-03-26 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium transport in epitaxial CsPbBr3 single crystals
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Philipps Universität Marburg（马尔堡菲利普斯大学）；Rutgers University（罗格斯大学）
通过瞬态显微镜研究外延CsPbBr3钙钛矿单晶中光激发载流子的输运，发现近室温下符合准平衡图像，但在低温（<60 K）下平衡模型失效，观察到热激子气体和准局域态两种耦合布居，表明输运与热化不可分离。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall
Observation of quantum Hall plateau-plateau transition and scaling behavior of the zeroth Landau level in graphene p-n-p junctions
我们报道了通过金属接触的受控扩散制备的石墨烯p-n-p结的独特磁输运性质。在大多数情况下，沉积在石墨烯表面上的材料引入大量载流子散射，这大大降低了本征石墨烯的高迁移率。然而，我们发现，氧化物层仅微弱地干扰载流子输运，这使得能够通过一步和无抗蚀剂的方法制造高质量的石墨烯p-n-p结。测量的电导-栅压$(G-V_G)$曲线可以用金属接触模型很好地描述，这证实了由于氧化层的电荷密度脱钉。石墨烯p-n-p结样品表现出明显的量子霍尔效应、零朗道能级（LL）的明确跃迁点和标度行为。从作为温度的函数的第零LL宽度的演变获得的标度指数表现出相对较低的值$κ=0.21\pm0.01$。此外，我们还根据坪-坪跃迁点的分布计算了LL的能级，进一步验证了QH坪-坪跃迁的LL指数的赋值。
2016-01-06 cond-mat.mes-hall
Weak localization measurements of electronic scattering rates in Li-doped epitaxial graphene
早期的实验表明，碱金属掺杂的石墨烯的掺杂原子显著改变了石墨烯的导电性，因为额外的载流子增强了导电性，而库仑散射抑制了导电性。然而，导电性探测了整体散射率，因此与长程库仑散射相关的主导通道将掩盖较弱的短程通道。我们提出了弱本地化测量的外延石墨烯与锂吸附原子，分别量化内和谷间散射率，然后比较该系统的预期率的紧束缚计算的测量。的intravalley率强烈增强Li沉积，符合库仑散射的Li吸附原子。谷间散射的同时增强的部分原因是额外的载流子在石墨烯与残余无序相互作用。但是在高Li覆盖率下测量的和计算的速率之间的差异可能表明吸附原子引起的对能带结构的修改超出了应用模型。最近在ARPES中观察到了类似的吸附原子诱导的石墨烯带的修饰，但对这些效应的完整理论理解仍在发展中。
2019-10-31 cond-mat.mes-hall
Hot carrier diffusion in graphene
我们报道了石墨烯中电荷输运的光学研究。利用高空间分辨率的超快泵浦-探测技术研究了热载流子在外延石墨烯和还原氧化石墨烯样品中的扩散。热载流子的时空动力学的点状激发后进行监测。在外延石墨烯和还原氧化石墨烯样品中分别测量到11，000和5，500平方厘米每秒的载流子扩散系数，载流子温度为3，600 K。所展示的光学技术可用于石墨烯输运性质的非接触和非侵入性原位检测。
2011-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
How Graphene-like is Epitaxial Graphene? \\Quantum Oscillations and Quantum Hall Effect
我们研究了在6 H-SiC（0001）衬底上外延生长的高质量单层石墨烯的输运性质。我们已经测量了传输特性，特别是载流子密度，迁移率，电导率和大样品以及亚微米大小的霍尔酒吧是完全躺在原子级平坦的衬底平台的磁导。结果显示高迁移率，独立于样品尺寸和Shubnikov-de Haas效应与单层石墨烯的朗道能级谱。当门控接近狄拉克点时，迁移率大幅增加，并且发生石墨烯类量子霍尔效应。这证明外延石墨烯由先前在剥离的石墨烯中观察到的相同的伪相对论物理学支配。
2009-08-13 cond-mat.mes-hall
Acoustoelectric transport at gigahertz frequencies in coated epitaxial graphene
通过硅升华从SiC表面制备的外延石墨烯（EG）由于其良好的电子性质和在半导体衬底上大面积的可用性而成为用于电子应用的材料。在这方面的贡献，我们报告的电荷载流子在EG SiC上使用高频（$>$ 1 GHz）表面声波（SAW）的运输。在我们的器件中，EG涂覆有氢倍半硅氧烷、SiO $_2$和ZnO层。这允许SAW的有效生成并且与金属顶栅的沉积兼容。频率和时间分辨的功率散射参数的测量确认SAW的产生和传播的频率高达7 GHz以上。此外，ZnO涂层增强了声电电流的两个数量级相比，我们以前的未涂覆的样品。这些结果是在千兆赫频率下对石墨烯中的载流子进行动态声学控制的重要一步。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect and Quantum Point Contact in Bilayer-Patched Epitaxial Graphene
我们研究了外延单层石墨烯双层夹杂物通过磁输运测量和扫描门显微镜在低温下。我们发现，双层夹杂物可以是金属或绝缘的初始和门控载流子密度的依赖。金属双层作为边缘电流的等电位短路，而紧密间隔的绝缘双层引导电子在单层收缩，这是局部门控使用扫描门探针的流动。
2014-10-27 cond-mat.mes-hall
Topological Surface Transport in Epitaxial SnTe Thin Films Grown on Bi2Te3
采用分子束外延技术在Bi_2Te_3缓冲层上外延生长了拓扑晶体绝缘体SnTe。在30 nm厚的SnTe薄膜中，发现p型和n型载流子共存，Shubnikov-de Haas振荡数据表明，n型载流子是驻留在SnTe（111）表面上的狄拉克费米子。由于自由SnTe表面上的向下能带弯曲，这种在p型拓扑晶体绝缘体中的拓扑表面状态的传输观察成为可能，这似乎是内在的起源。
2014-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Mobility Few-Layer Graphene Field Effect Transistors Fabricated on Epitaxial Ferroelectric Gate Oxides
用Pb（Zr0.2Ti0.8）O3（PZT）单晶外延层代替SiO2衬底后，少层石墨烯（FLG）场效应晶体管的载流子迁移率μ提高了10倍。在FLG的纯电子区，当n = 2.4x10^12/cm^2时，μ在300 K时达到7x10^4 cm^2/Vs，是由纵向声学（LA）声子设定的本征极限的70%;在低温时增加到1.4x10^5 cm^2/Vs。随温度变化的电阻率ρ（T）揭示了LA声子散射的清晰特征，产生变形势D = 7.8+/-0.5 eV。
2008-10-24 cond-mat.mes-hall
High Electron Mobility in Epitaxial Graphene on 4H-SiC(0001) via post-growth annealing under hydrogen
我们研究了在4 H-SiC（0001）上外延单层石墨烯的磁输运性质，该石墨烯是通过在Ar中常压石墨化，然后进行H2插层而生长的。我们直接证明了在石墨烯/SiC（0001）界面处饱和Si悬挂键以实现高载流子迁移率的重要性。成功消除Si悬空键后，载流子迁移率在0.3 K时从3 000 cm^2/Vs增加到> 11 000 cm^2/Vs。此外，石墨烯的电子浓度往往会从几个10^12 cm^-2下降到小于10^12 cm^-2。对于一个典型的大（30 × 280 μ m^2）霍尔棒，我们报道了在朗道能级填充因子nu = 2，6，10，14时，在0.3 K下观察到的整数量子霍尔态，其横向电阻平台发展良好. 42和Shubnikov de Haas振荡。在这样的器件中，在nu=2、19 T和0.3 K下的霍尔态量子化可以是非常鲁棒的：对于高达250 uA的测量电流，电子传输中的耗散可以保持非常低，纵向电阻率低于5 mOhm。这在计量学应用方面是非常有前途的。
2014-03-20 cond-mat.mes-hall
Coherent Hopping Transport and Giant Negative Magnetoresistance in Epitaxial CsSnBr$_{3}$
单晶无机卤化物钙钛矿在量子器件应用中引起了人们的兴趣。在这里，我们提出了低温量子磁输运测量薄膜器件的外延单晶CsSnBr $_{3}$，表现出二维莫特可变范围跳跃（VRH）和巨负磁阻。这些研究结果所描述的不同定向跳跃路径之间的量子干涉模型，我们提取的温度依赖的跳跃长度的载流子，他们的本地化长度，和他们的相位相干长度的下限为~100 nm在低温下。这些观察结果表明，外延卤化物钙钛矿器件正在成为低维量子相干传输器件的材料类别。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect and zero plateau in bulk HgTe
本文研究 1000 nm 栅控 HgTe 薄膜中的量子霍尔效应，揭示电荷中性点附近由手性电子—空穴边缘通道形成的零平台，并阐明二维积累层与体相载流子库导致的反常标度。
2024-09-14 cond-mat.mes-hall
Extraordinary Phase Coherence Length in Epitaxial Halide Perovskites
无机卤化物钙钛矿已经成为从太阳能收集到计算和光发射的广泛应用中的有前途的平台。最近卤化物钙钛矿的外延薄膜生长的出现使得研究基于这类材料的低维量子电子器件成为可能。本研究利用卤化物钙钛矿气相外延的进展进行低温磁输运测量单域碘化铯锡（CsSnI $_3$）外延薄膜。低场磁电阻具有相干量子干涉效应和自旋轨道耦合的特征。这些弱的反局域化测量揭示了该系统中载流子的微米级低温相位相干长度。结果表明，外延卤化物钙钛矿异质结构是研究长相干量子电子效应和自旋电子学及自旋轨道电子学的一个很有前途的平台。
2021-08-12 cond-mat.mes-hall
High-$T_c$ $d^{0}$ ferromagnetism in a doped Mott insulator: the case of hydrogenated epitaxial graphene on SiC(0001)
通过第一性原理计算，我们发现在某些SiC衬底上的电子掺杂氢化外延石墨烯中可以实现高居里温度的$d^{0}$铁磁性（$T_c$）.原始系统被发现是一个莫特绝缘体独立的SiC多型体（2 $H$，4 $H$或6 $H$），然而，在磁相互作用的调制中发挥了重要作用。载流子掺杂通过双交换机制增强了铁磁耦合，实现了反铁磁性到铁磁性的相变。在2 $H$ -SiC上预测了约400 K的$T_c$。我们采用非简并的哈伯德模型来描述SiC在原子内库仑排斥和原子间跳跃相互作用中对界面磁性的影响。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall
Polarization selection rules for inter-Landau level transitions in epitaxial graphene revealed by infrared optical Hall effect
我们报告的偏振选择规则间朗道能级跃迁使用反射型光学霍尔效应测量从600至4000 cm-1的碳化硅热分解生长的外延石墨烯。我们观察到对称和反对称签名在我们的数据中，由于偏振保持和偏振混合朗道能级跃迁，分别。从依赖于场的测量，我们确定，在去耦的石墨烯单层的过渡是由极化混合选择规则，而在耦合的石墨烯单层的过渡是由极化保持选择规则。这些选择规则可以用朗道能级间跃迁与自由载流子磁光等离子体振荡的不同耦合机制来解释。
2013-08-28 cond-mat.mes-hall
Efficient n-type Doping in Epitaxial Graphene through Strong Lateral Orbital Hybridization of Ti Adsorbate
近年来，通过原子取代和吸附，已经证明了用于外延石墨烯的各种掺杂方法。在这里，我们观察角分辨光电子能谱（ARPES）的耦合诱导狄拉克锥重整化时，沉积少量的钛到外延石墨烯上的SiC。我们获得了一个显着的高掺杂效率和一个容易调谐的载流子速度简单地通过改变沉积的Ti的量。第一性原理理论计算表明，强的横向（非垂直）轨道耦合导致通过将石墨烯的2 pz轨道和Ti吸附物的3d轨道杂化而有效掺杂石墨烯，所述Ti吸附物附着在石墨烯上而不产生任何陷阱/散射态。这种Ti诱导的杂化是吸附物特异性的，并且对于有效掺杂以及石墨烯中的载流子输运的吸附物诱导的改性的应用具有重要后果。
2016-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant plateau in the THz Faraday angle in gated Bi2Se3
我们报告门太赫兹法拉第角测量外延Bi2Se3薄膜覆盖In2Se3。在法拉第角的实部中观察到一个平台，在起始栅极电压对应于没有带弯曲的表面处，其持续到积累。平台是两个数量级平坦的步长预期从一个单一的朗道水平在低频率限制，量化的精细结构常数的单位。在8T下，平台在跨越大于量子通量密度14倍的电子密度的栅极电压范围上延伸。法拉第角的虚部和透射率测量都表明与平台相关联的耗散离轴和纵向电导率通道。
2012-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of a thermoelectric Hall plateau in the extreme quantum limit
热电霍尔效应是在存在磁场的情况下施加电场时产生横向热流。在这里，我们证明了热电霍尔电导率$α_{xy}$在三维狄拉克半金属ZrTe $_5$收购一个强大的平台在极端的量子极限的磁场。平台值与场强、无序强度、载流子浓度或载流子符号无关。我们从理论上解释了这个平台，并表明这是一个独特的签名三维狄拉克或外尔电子在极端的量子极限。我们进一步发现，其他热电系数，如热电势和能斯特系数，大大提高了他们的零场值，即使在相对较低的领域。
2020-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Coulomb blockade in nanostructured epitaxial bilayer graphene on SiC
我们研究了纳米结构中的电子输运，该纳米结构在SiC上外延生长的双层石墨烯片中作为掺杂、磁场和温度的函数。远离电荷中性的传输仅由局部侧栅引起的载流子浓度变化进行微弱调制。在接近电荷中性的低n型掺杂下，电子输运类似于剥离的石墨烯纳米带中的电子输运，并且通过单个电子穿过库仑阻塞的岛的网络的隧穿来很好地描述。在外部磁场的影响下，库仑阻塞共振围绕平均能量波动，并且间隙作为磁场的函数而收缩。然而，在电荷中性时，传导对外部磁场不太敏感。在这个制度中，我们还观察到一个更强的抑制电导低于$T^*$，我们解释为一个迹象，打破层间对称性或强波动的边缘/潜在的障碍。
2017-03-31 cond-mat.mes-hall
Observation of Resistively Detected Hole Spin Resonance and Zero-field Pseudo-spin Splitting in Epitaxial Graphene
石墨烯中的电子载流子在室温下显示出高的载流子迁移率。因此，该系统被广泛认为是一种潜在的未来基于电荷的高速电子材料，以补充或取代硅。同时，石墨烯的自旋性质表明了基于自旋的电子学或自旋电子学以及基于自旋的量子计算的改进能力。因此，自旋的检测、表征和输运已经成为石墨烯中感兴趣的主题。在这里，我们报告了一个微波光激发的单层和三层石墨烯的输运研究，揭示了一个意想不到的强大的微波诱导的电响应和双微波诱导的共振直流电阻。结果表明，自旋共振的电阻检测，并提供了一个测量的g因子，自旋弛豫时间，和亚晶格简并分裂在零磁场。
2012-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Incoherent Transport in Quantum Wires
当量子线受到弱约束时，随着零磁场中载流子密度的降低，电导平台出现在e^2/h处，并伴随着2e^2/h平台的逐渐抑制。施加面内磁场B||并不改变这种量子化的值;然而，随着B的增加，e^2/h的平台变弱||高达9 T，然后加强进一步增加B||，这也恢复了2e^2/h的平台。我们的结果是一致的自旋非相干输运的一维线。
2008-07-22 cond-mat.mes-hall
Disorder induced Dirac-point physics in epitaxial graphene from temperature-dependent magneto-transport measurements
我们报告了在狄拉克点附近的外延石墨烯的磁输运的无序效应的研究。霍尔效应测量结果表明，载流子密度随温度的平方增加，在良好的协议与理论预测，考虑到本征热激发结合电子空穴水坑引起的带电杂质。我们推断在10.2 $\sim$-31.2毫电子伏的范围内的无序强度，这取决于样品的治疗。我们调查的散射机制和估计的杂质密度为$3.0 \sim 9.1 \times 10^{10}$厘米$^{-2}$为我们的样品。观察到的电子/空穴散射的不对称性，并与SiC衬底上的石墨烯的理论计算是一致的。我们还表明，最小电导率随无序势的增加而增加，与量子力学数值计算结果吻合得很好。
2015-05-14 cond-mat.mes-hall
Puddle-induced resistance oscillations in the breakdown of the graphene quantum Hall effect
我们报告的稳定性的量子霍尔平台宽霍尔酒吧从化学门控石墨烯薄膜生长在SiC。$ν=2$量化平台从场$B \simeq 5$ T出现并持续到$B \simeq 80$ T。在高电流密度下，在击穿制度，纵向电阻振荡的$1/B$周期性和异常的阶段，我们涉及到额外的电子水库的存在。高场实验数据表明，这些水库诱导的载流子密度的连续增加到最高的可用磁场，从而扩大了量子平台。这些面内不均匀性以高载流子密度石墨烯袋的形式调制量子霍尔效应击穿并降低击穿电流。
2016-11-24 cond-mat.mes-hall
Unravelling the electrical properties of epitaxial Graphene nanoribbons
实验研究了单层石墨烯带的电阻率随带宽从16 nm到320 nm的变化。实验结果是，电阻率遵循一个更显着的趋势比类似尺寸的金属纳米线，由于表面散射的边缘，带隙相关的影响和费米能级的偏移，由于边缘效应的组合。我们表明，电荷中性点开关极性低于约50 nm的带状宽度，并且在这一点上，电阻的热系数是最大值。因此，可以通过改变带宽度来控制主要掺杂类型。我们还表明，氧化铝钝化层上的平均自由程的载流子在石墨烯，这可以直接通过测量的宽度依赖的电阻率探测有显着的效果。我们提出了一个模型，考虑到边缘和约束效应的传导。
2019-05-23 cond-mat.mes-hall
Measurement of the Optical Absorption Spectra of Epitaxial Graphene from Terahertz to Visible
我们目前的实验结果的光学吸收光谱的外延石墨烯从可见光到太赫兹（THz）的频率范围。在太赫兹范围内，吸收主要由带内过程与频率依赖性类似的德鲁德模型。在近红外波段，吸收是由于带间过程和测量的光学电导率接近的理论值的$e^{2}/4\hbar$。我们提取的载流子密度，碳原子层的数量，和带内散射时间的测量值。
2008-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic evidence for electron correlations in the interface-modulated epitaxial bilayer graphene
理论上预测超晶格势可以改变单粒子的电子结构。由此产生的库仑相互作用主导的低能物理学将产生非常新颖的多体现象。在这里，通过原位隧道光谱，我们显示了超结构调制的相关电子态在6 H-SiC（0001）上的外延双层石墨烯（BLG）的签名。由于载流子密度是局部准“调谐”的超晶格电位的6x6接口重建阶段，光谱重量转移之间发生的两个宽峰两侧的电荷中性点。这种检测到的非刚性带位移超出了单粒子带的描述意味着相关效应的存在，可能是由于修改层间耦合在外延BLG的6x6重建魔角BLG的莫尔电位。定量分析表明，本征界面重构显示出约1/2填充范围的高载流子可调谐性，相当于典型栅控BLG/SiO2/Si器件中约70 V电压的背栅。在界面调制的外延BLG与重构相的发现扩展了BLG平台与电子相关超出魔角的情况下，并可能激发在石墨烯系统和其他范德华材料的相关态的进一步研究。
2021-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonequilibrium mesoscopic conductance fluctuations as the origin of 1/f noise in epitaxial graphene
我们研究了低温下外延石墨烯器件的1/f噪声特性与温度、电流和磁通量密度的关系。在低电流下，1/f噪声功率谱密度随温度的增加呈指数衰减，表明介观电导波动是温度低于50 K时1/f噪声的起源。在较高的电流，偏离典型的二次电流依赖性和指数温度依赖性发生的结果，由于电流加热的非平衡条件。应用Kubakaddi [S. S. Kubakaddi，Phys.Rev.B79，075417（2009）]，开发了描述外延石墨烯中的非平衡介观电导波动的1/f噪声功率谱密度的模型，并用于确定每个载流子的能量损失率。在Shubnikov-de Haas振荡的制度下，观察到1/f噪声的强烈增加，这是由于量子化磁场中的局域态引起的额外电导波动机制。当器件进入量子化霍尔电阻状态时，1/f噪声消失。如果电流增加，量子霍尔击穿就会出现。
2016-09-16 cond-mat.mes-hall
Experimental Test of Condensate-Excitation Theories of the Fractional Quantum Hall Effect
它表明，作为凝聚的电子系统到一个基态与分数带电激发的描述是不符合实验观察。分数平台中的霍尔电压作为化学电势差的性质消除了作为载流子的冷凝物，并且纵向电导的温度依赖性消除了载流子的激发图像。
2000-09-27 cond-mat.mes-hall
Carrier drift velocity and edge magnetoplasmons in graphene
我们研究电子动力学在石墨烯边缘通过研究集体边缘磁等离子体激元（EMP）激发的传播。通过对剥离样品周围皮秒时间尺度上窄波包的传播进行计时，我们发现在霍尔平台上量子化的速度下具有低衰减的手征传播。我们从EMP传播中提取载流子漂移的贡献，发现它略小于费米速度，正如预期的突然边缘。我们还提取了库仑相互作用在边缘的特征长度，并发现它是小于软，耗尽边缘系统。
2012-11-22 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effect in high mobility single layer epitaxial graphene
研究了碳化硅衬底上高迁移率单层外延石墨烯的热电响应随温度和磁场的变化关系。对于热电势的温度依赖性，即使当载流子密度很高时，也观察到与Mott关系的强烈偏离，这反映了屏蔽效应的重要性。在量子霍尔制度中，热电势峰的幅度低于理论预测的量子值，尽管样品的高迁移率。随着温度的降低，振幅的系统性降低表明热电势的抑制是石墨烯中狄拉克电子所固有的。
2011-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional quantum Hall effect and Berry's phase of 2pi in bilayer graphene
已知有两种不同类型的整数量子霍尔效应。一个是传统的量子霍尔效应，二维半导体系统的特征，另一个是最近在石墨烯中观察到的相对论对应物，其中载流子模拟Dirac费米子，其特征在于Berry相位pi，这导致霍尔平台的位置移动。在这里，我们报告了第三种类型的整数量子霍尔效应。双层石墨烯中的载流子具有抛物线能谱，但是是手性的，并且表现出影响其量子动力学的Berry相2pi。这些费米子的朗道量子化导致霍尔电导率在标准整数位置处出现平台，但最后一个（零级）平台缺失。在低浓度和高磁场的限制下，零级异常伴随着金属导电性，这与该区域中的常规绝缘行为形成鲜明对比。所揭示的手性费米子没有已知的类似物，并为量子力学研究提供了一个有趣的案例。
2006-02-23 cond-mat.mes-hall
Mini array of quantum Hall devices based on epitaxial graphene
为了实现量子电阻标准的升级，研究了四个基于外延石墨烯薄膜的量子霍尔效应（QHE）器件的串联。当温度为1.5 K时，从相对低的磁场（在4 T和5 T之间）开始，在填充因子i = 2时，测试的器件显示量子霍尔平台RH，2。在B = 7 T和T = 1.5 K时，使用商用精密电阻电桥，通过QHE器件的电流为50微安，对通过三重串联和外部键合线连接的四个QHE器件的量化霍尔电阻进行了精密测量。结果表明，4个石墨烯基QHE器件串联的量子化霍尔电阻与期望值4*RH，2 = 2 h/e^2的偏差小于所用电阻电桥限制的测量相对标准不确定度（< 1*10^-7）。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Terahertz Photoconductivity and Near-Field Imaging of Nanoscale Inhomogeneities in Multilayer Epitaxial Graphene Nanoribbons
FZU - Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院）
研究通过太赫兹光谱揭示多层外延石墨烯纳米条带中纳尺度不均匀性的电导特性及光电响应，发现准中性层具有高载流子迁移率和强正光电导率。
2026-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transparent Semiconductor-Superconductor Interface and Induced Gap in an Epitaxial Heterostructure Josephson Junction
测量多Andreev反射（MAR）在约瑟夫森结制成的InAs异质结与外延铝被用来量化的高度透明的超导体-超导体界面，表明近单位传输。所观察到的MAR的温度依赖性并不遵循传统的BCS形式，而是与量子阱中的态密度获得有效诱导能隙的模型一致，在我们的情况下为180 μeV，接近于外延超导体的能隙。MAR的载流子密度依赖性进行了研究，使用耗尽门，揭示了半导体量子阱的子带结构，与在同一晶片上进行的裸InAs的磁输运实验一致。
2016-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electronic Cooling via Interlayer Coulomb Coupling in Multilayer Epitaxial Graphene
在二维（2D）材料的范德华键合或旋转无序多层堆叠中，电子态保持紧密限制在单个2D层内。结果，电子-声子相互作用主要发生在层内，并且层间电导率低。此外，强的共价面内层间键合结合弱的范德华力层间键合导致层间弱的声子介导的热耦合。然而，我们在这里证明，多层外延石墨烯的不同层中的电子之间的库仑相互作用提供了层间热传输的重要机制，即使所有的电子状态被强烈限制在单个2D层内。这种效应表现在超快时间分辨太赫兹光谱中热载流子的弛豫动力学中。我们开发了一个理论层间库仑耦合不包含自由参数，占实验观察到的趋势，热载流子动力学的温度和层数是不同的。
2016-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
