Nanostructures in suspended mono- and bilayer epitaxial graphene
悬浮石墨烯膜是一种特殊的结构，在纳米力学、热传输和光电子学中具有重要的应用。到目前为止，常用的几何形状仍然非常简单，并且仅限于微尺度。我们建议在这里克服这个问题，使纳米结构在悬浮外延双层石墨烯大规模和各种各样的几何形状。我们还展示了一种新的SiC-石墨烯混合薄膜，具有令人印象深刻的鲁棒性。由于悬浮石墨烯膜的力学和热耗散与其自身的几何形状密切相关，因此我们还专注于热传输和应变工程实验。显微拉曼光谱映射成功地进行了各种几何形状的内在特性测量在纳米级。我们对石墨烯几何形状的工程设计允许减少热传输，释放和调节我们结构中的应变。
2018-06-05 cond-mat.mes-hall
Coulomb-driven broken-symmetry states in doubly gated suspended bilayer graphene
石墨烯及其双层对应物的非相互作用能谱由由于固有的自旋、谷和层对称性而导致的多重简并组成。预计载流子之间的相互作用会自发地打破这些对称性，导致带隙有序态。在量子霍尔制度中，这些状态被预测为铁磁性的性质，从而系统成为自旋极化，层极化或两者兼而有之。在双层石墨烯中，由于其抛物线色散，已经预期在零磁场下相互作用诱导的对称性破缺。在这项工作中，底层的各种对称性破缺状态的顺序进行了研究，在双层石墨烯是悬浮在顶部和底部的栅电极之间。通过可控地打破自旋和亚晶格对称性，我们能够推导出各种量子霍尔铁磁态的序参量。在小的载流子密度，我们确定了第一次三个不同的对称性破缺状态，其中之一是一致的自发破缺的时间反转对称性或自发破缺的旋转对称性。
2010-10-05 cond-mat.mes-hall
Microwave Photodetection in an Ultraclean Suspended Bilayer Graphene pn Junction
我们探索了双层石墨烯作为低温微波光电探测器的潜力，通过研究在8 K的温度下，在$1-5$ GHz的频率范围内，完全悬浮的清洁双层石墨烯PN结中的微波吸收。我们观察到一个独特的光电流信号，如果该设备被门控到pn制度，而几乎没有信号的单极掺杂的nn或pp制度。最令人惊讶的是，当结的一侧被选通到狄拉克点（电荷中性点CNP）时，光电流强烈地达到峰值，而另一侧保持在高掺杂状态。这与以前使用光辐射的结果不同。我们提出了一个新的机制的基础上的光热效应解释的大信号。它需要接触掺杂和两侧明显不同的传输机制：石墨烯的一侧是弹道的，另一侧是扩散的。通过设计部分扩散和部分弹道器件，光电流可以大大增强。
2017-02-06 cond-mat.mes-hall
Broken symmetry states and divergent resistance in suspended bilayer graphene
石墨烯[1]及其双层由于其独特的电子性质[2]在物理学界引起了巨大的兴奋。然而，这些材料的内在物理特性部分被无序所掩盖，无序可能来自各种来源，如波纹[3]或带电杂质[4]。最近通过悬浮石墨烯薄片[5，6]实现了质量的改进，产生了具有非常高的迁移率和很小的电荷不均匀性的样品。在这里，我们报告的悬浮双层石墨烯器件的制造非常少的混乱。我们观察到充分发展的量子化霍尔态在磁场为0.2 T，以及对称性破缺状态在中间填充因子$ν= 0$，$\pm 1$，$\pm 2$和$\pm 3$。该器件在$ν= 0$状态下表现出极高的电阻，该电阻随磁场增长并随磁场除以温度而缩放。该电阻主要受所施加场的垂直分量的影响，这表明对称性破缺态来自多体相互作用。
2009-09-15 cond-mat.mes-hall
Gate Defined Quantum Confinement in Suspended Bilayer Graphene
在石墨烯中操纵单电子的量子限制器件正在成为纳米电子学应用的有吸引力的候选者。以前的实验采用蚀刻的石墨烯纳米结构，但边缘和衬底无序严重限制了器件的功能。在这里，我们提出了一种技术，建立量子限制结构的悬浮双层石墨烯与隧道势垒所定义的外部电场，打破层反转对称性，从而消除边缘和基板的障碍。我们报告了两种情况下的干净量子点形成：在零磁场B下，使用由垂直电场诱导的单粒子能隙;在B> 0时，使用量子霍尔铁磁体ν = 0间隙进行限制。库仑阻塞振荡表现出与基于局部顶栅几何形状的静电模拟一致的周期性，直接证明了对石墨烯的能带结构的局部控制。该技术将单电子输运与高器件质量和对振动模式的访问集成在一起，实现了从机电传感器到量子比特的广泛应用。
2012-02-03 cond-mat.mes-hall
Transport Gap in Suspended Bilayer Graphene at Zero Magnetic Field
我们报告了三个数量级的变化，悬浮双层石墨烯片的电阻从几个k $Ω$ s在高载流子密度制度到几个M $Ω$ s周围的电荷中性点（CNP）。相应的输运能隙为8meV（0.3K）。在填充因子$ν=2$和$ν=1$处出现量子霍尔平台的顺序表明，所观察到的能隙是由最低朗道能级的对称性破缺引起的。对倾斜磁场中的间隙的研究表明，CNP处的电阻随着总磁场的增加而显示出弱的线性减小。这些观察结果与零磁场下的自发谷分裂一致，随后随着磁场的增加，来自不同谷的自旋分裂。在双层石墨烯样品中，传输带隙和$B$场响应都指向作为基态的自旋极化层反铁磁态。所观察到的非平凡的依赖关系的正常组件的$B$的间隙值表明在系统中可能的交换机制。
2012-03-28 cond-mat.mes-hall
Nanomechanical strain concentration on a 2D nanobridge within a large suspended bilayer graphene for molecular mass detection
应变梯度工程的出现直接影响到二维材料的纳米力学、光电子学和热输运等领域。更具体地说，在非常高的应力下的大悬浮石墨烯代表了通过独特的分子反应进行纳米机械质量检测的精髓。已经使用不同的技术来在2D材料中诱导应变，例如通过在石墨烯膜上施加尖端压痕、压力或衬底弯曲。然而，控制结构应变的有效方法是设计系统几何形状，如日常生活中的建筑和声学所示。类似地，我们研究了具有不同几何形状和长度范围从10到40微米的悬浮外延双层石墨烯膜中的人工纳米收缩（~100 nm）中的应变浓度。我们仔细地从显微拉曼测量中分离出应变特征，并通过分析我们的拉曼峰的加宽形状（高达100 cm-1）来提取低于激光光斑尺寸的尺度上的信息。我们可能在纳米收缩中测量到高达5%的强应变集中，这是原生外延石墨烯应变的20倍。此外，对于双层石墨烯，我们的配置自然地增强了上下石墨烯层之间的天然不对称应变。与以前的结果相反，由于我们的结构方法，我们可以在石墨烯中实现任何类型的复杂应变张量。该方法完善了以前的应变诱导技术，并为基于双层石墨烯和2D异质结构的器件开辟了新的前景。
2019-01-24 cond-mat.mes-hall
Local charge transfer doping in suspended graphene nanojunctions
我们报告了纳米级石墨烯晶体管中的电子输运测量，其沟道长度短于100 nm的金和铂电极，并将其与沟道长度为1 \textmu{} m至50 \textmu{} m的晶体管进行比较。我们发现一个大的正栅电压漂移的电荷中性点（NP）的晶体管与铂电极，但可以忽略不计的移动与金电极制成的设备。这与电子从石墨烯转移到铂电极中是一致的。随着沟道长度的增加，使用金和铂电极测量的NP之间的差异消失。
2012-01-04 cond-mat.mes-hall
Observation of even denominator fractional quantum Hall effect in suspended bilayer graphene
我们研究了最近开发的高质量多端悬浮双层石墨烯器件的低温磁输运，使纵向和横向电阻的独立测量成为可能。我们观察到清晰的分数量子霍尔效应的签名，与不同的状态，要么是充分发展，并表现出一个明确的平台，在横向电阻与纵向电阻的同时下降，或初期，并表现出只有纵向电阻最小值。所有观察到的状态的规模作为填充因子nu的函数，如预期的那样。在空穴一侧的nu = -1/2处观察到一个前所未有的偶分母分数态，在Rxy中呈现出一个清晰的平台，其量子化的期望值为2 h/e^2，精度约为0.5%。我们的许多观察结果，以及最近在六方氮化硼（hBN）衬底上的石墨烯双层中进行的电子压缩性测量，与最近的一个理论相一致，该理论解释了分数量子霍尔效应中N=0和N=1朗道能级之间的简并效应，并预测了摩尔-里德型nu = -1/2态的发生。由于双层石墨烯的实验灵活性-它具有依赖于栅极的能带结构，可以很容易地通过扫描探针访问，并且可以与超导体等材料接触-我们的研究结果为探索偶数分母分数量子霍尔效应的微观本质提供了新的可能性。
2014-03-10 cond-mat.mes-hall
Transport in Suspended Monolayer and Bilayer Graphene Under Strain: A New Platform for Material Studies
我们开发了两种类型的石墨烯器件的基础上，纳米机电系统（NEMS），允许在原位应变调制的存在下进行传输测量。不同的迁移率和电导应变响应观察到单层和双层样品。这些类型的设备可以扩展到其他2D膜，如MoS2，提供传输，光学或其他测量与原位应变。
2013-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoconductance Oscillations in High-Mobility Suspended Bilayer and Trilayer Graphene
我们报告了在悬浮的双层和三层石墨烯器件上观察到的显著的磁导振荡，其迁移率高达270，000 cm 2/Vs。对于双层器件，我们观察到在0和-8之间的所有整数填充因子nu处的电导最小值，以及在ν=1/3处的小平台。对于三层器件，我们观察到在nu=-1，-2，-3和-4，以及在ν~0.5处的特征，这些特征在B= 8 T时持续到4.5K。所有这些特征对于Vg和B的所有可访问值都是持续的，并且可以表明前几个朗道（LL）能级和分数量子霍尔态的对称性破缺的开始。
2010-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Contact doping, Klein tunneling, and asymmetry of shot noise in suspended graphene
石墨烯中的电输运的固有不对称性归因于穿过由正电荷区域和负电荷区域之间的$\textit{pn}$ -界面限定的势垒的克莱因隧穿。通过结合电导和散粒噪声实验，我们确定了高品质的悬浮样品与Au/Cr/Au接触的隧穿势垒（高度和斜率）的主要特征。我们观察到在载流子密度$|n_{\rm G}|=0.3-4 \cdot 10^{11}$ cm $^{-2}$处的悬浮石墨烯的狄拉克点上的不对称电阻$R_{\textrm{odd}}=100-70$ $Ω$，而Fano因子在$F_{\textrm{odd}} \sim 0.03 - 0.1$范围内显示非单调不对称性。我们的研究结果同意与狄拉克方程的梯形障碍的基础上的分析计算。模型和数据之间的比较产生隧穿的势垒高度，估计的厚度的$\textit{pn}$界面$d < 20$ nm，和接触区掺杂对应的费米能级偏移$\sim - 18$毫电子伏。金属接触下费米能级的钉扎强度以接触电容$C_c=19 \times 10^{-6}$ F/cm $^2$来表征。此外，我们表明，对应于狄拉克点的栅极电压是由背栅材料和石墨烯之间的功函数差。
2015-09-13 cond-mat.mes-hall
Gap Opening by Asymmetric Doping in Graphene Bilayers
我们研究了非对称掺杂引起的石墨烯双层膜电子光谱中的能隙开放。两个替代杂质（硼受体和氮供体）和吸附的钾供体被认为是。与掺杂剂浓度的间隙演变的情况下，其中层之间的不对称性是由外部电场引起的。吸附的钾的效果是类似的电场，但替代杂质的行为完全不同，显示出较小的带隙和大的灵敏度无序和亚晶格占领。
2010-12-11 cond-mat.mes-hall
Edge State and Intrinsic Hole Doping in Bilayer Phosphorene
本文用Harrison提出的简单LCAO模型，定性地研究了黑磷层状晶体的单元结构--双层磷烯的边缘态。该模型成功地再现了单层磷烯体隙中的孤立边缘态。而在双层磷烯中，边缘态几乎被埋在价带中，在锯齿形边缘没有孤立的中隙边缘态。由于埋置的边缘态作为受体，空穴从边缘态掺杂到体中。这给出了未掺杂黑磷中p型导电的可能解释。在垂直电场作用下，由于部分边缘态进入带隙，降低了本征空穴掺杂。双层磷烯的这些特征可能更适合于器件应用。
2014-10-29 cond-mat.mes-hall
Fictitious gauge fields in bilayer graphene
我们讨论了弹性形变对双层石墨烯膜电子性质的影响。晶格的畸变转化为电子狄拉克哈密顿量中的虚拟规范场，该电子狄拉克哈密顿量在这里被明确地导出为任意弹性形变。我们包括规范场相关的层内以及层间跳跃条款，并讨论其在不同的上下文中的效果。作为第一个应用，我们使用规范场，以研究最近预测的应变诱导的Lifshitz转变的费米面在低能量。作为第二个应用，我们讨论了由虚规范场引起的电子-声子耦合，并分析了它对悬浮双层膜电阻率的贡献。特别感兴趣的是弯曲模式的线性耦合的外观，与单层石墨烯的情况形成鲜明对比。这种新的耦合通道被证明是占主导地位的温度依赖性的电阻率在悬浮样品与低张力。
2011-10-12 cond-mat.mes-hall
Phonon renormalisation in doped bilayer graphene
我们报告声子重正化双层石墨烯作为掺杂的功能。拉曼G峰硬化和尖锐的电子和空穴掺杂，作为在$Γ$点的非绝热Kohn异常的结果。双层膜有两个传导和价电子带，分裂依赖于层间耦合。这导致G峰位置随掺杂的变化的斜率的变化，这允许直接测量层间耦合强度。
2008-07-10 cond-mat.mes-hall
Impact of the angular alignment on the crystal field and intrinsic doping of bilayer graphene/BN heterostructures
本文设计可同时调控位移场与晶体对准的双层石墨烯/BN器件，揭示扭转角和公度状态对界面晶体场及本征静电掺杂的关键影响。
2025-02-15 cond-mat.mes-hall
Doping controlled Fano resonance in bilayer 1T$ ^{\prime} $-ReS$ _{2} $: Raman experiments and first-principles theoretical analysis
在双层ReS $ _{2} $沟道的场效应晶体管（FET）中，我们证明了使用拉曼光谱，电子掺杂（n）的结果在软化的频率和线宽的面内振动模式，离开面外振动模式不受影响。在$\sim$ 151 cm $^{-1} $处观察到面内拉曼模式的最大变化，这也示出了在$\sim 3.7\times10^{13}$ cm $^{-2} $的掺杂浓度下具有Fano参数1/q = -0.17的掺杂诱导的Fano共振。通过第一性原理密度泛函理论（DFT）对我们的结果进行了定量分析，结果表明，面内模的电子-声子耦合（EPC）比面外模的强，并且其随掺杂的变化与层的堆积无关.大EPC的起源追溯到1 T到1 T $ ^{\prime} $结构相变的ReS $ _{2} $涉及面内位移的原子，其不稳定性驱动的嵌套费米面的1 T结构。结果还与同构三层ReSe $ _{2} $进行了比较。
2021-09-01 cond-mat.mes-hall
Monitoring Electrostatically-Induced Deflection, Strain and Doping in Suspended Graphene using Raman Spectroscopy
静电门控提供了同时应变和掺杂原子级薄膜的优雅方法。在这里，我们报告了一个详细的\textit{in situ}拉曼散射研究石墨烯，悬浮在Si/SiO $_2$衬底。在这种分层结构中，石墨烯的拉曼G-和2D-模式特征的强度通过光学干涉效应被强烈调制，并且允许精确确定静电诱导的膜偏转，直到不可逆的塌陷。膜偏转成功地描述了机电模型，我们也使用它来提供有用的指南，器件工程。此外，静电诱导的拉伸应变是通过检查软化的拉曼功能。由于一个小的剩余电荷不均匀性$\sim 5\times 10^{10}~\rm cm^{-2}$，我们发现，非绝热异常声子软化是可以忽略不计相比，应变诱导声子软化。这些结果为二维纳米晶体中基于拉曼散射的创新读出方案开辟了前景。
2016-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic Doping of Moiré Superlattices Controls the Optical Fingerprint of a WSe_2 /Twisted Bilayer Graphene heterostructure
Laboratoire de Physique des Matériaux, Faculté des Sciences de Bizerte, Université de Carthage（迦太基大学比塞大科学学院材料物理实验室）
本研究理论探究静电掺杂对WSe2/扭转双层石墨烯异质结构激子光学响应的影响，揭示掺杂诱导的莫尔超晶格势调制激子光谱，产生卫星共振，为光学传感器设计提供新途径。
2026-10-05 cond-mat.mes-hall
Origin of the Temperature Collapse of the Electric Conductivity in Bilayer Graphene
最近的实验已经报道了在电荷中性附近悬浮双层石墨烯的导电性中占主导地位的电子-空穴散射的证据。根据这些实验，对于在$12\rm{K}\lesssim T \lesssim 40\rm{K}$范围内的不同温度获得的作为$μ/k_BT$（与温度成比例的化学势）的函数的电导率的曲线在独立于$T$的单个曲线上塌陷。在最近的理论中，这一观察结果被认为是主要的次主导散射过程不是电子-杂质而是电子-声子的指示。在这里，我们证明了一个单一的曲线上的数据的崩溃可以解释不调用电子-声子散射，但假设悬浮的双层石墨烯是不是一个真正的无隙系统。与间隙的$\sim 5$毫电子伏，我们的理论产生良好的协议与所观察到的电导率在整个报告的温度范围。这些结果是基于流体动力学理论的电导率，从而出现作为一个坚实的基础，分析实验和估计的带隙在多频带系统。
2020-03-01 cond-mat.mes-hall
Intrinsic properties of suspended MoS2 on SiO2/Si pillar arrays for nanomechanics and optics
半导体二维材料，如过渡金属二硫属化物（TMD），正在纳米机械，光电子学和热传输中出现。在这些领域中的每一个领域，对2D材料特性（包括应变、掺杂和加热）的完美控制都是必要的，尤其是在纳米级上。在这里，我们研究清洁的设备组成的单层MoS2悬浮在支柱阵列的膜。使用拉曼和光致发光光谱，我们已经能够提取，分离和模拟纳米尺度上的不同贡献，并将这些与柱阵列设计相关联。这种控制已被用于设计具有高再现性的周期性MoS2机械膜，并在环境温度下对具有600的高品质因数的类似谐振器阵列进行光学机械测量，从而为2D材料的多谐振器应用开辟了道路。同时，这项研究为未来在具有可重复行为的周期性阵列上的2D材料内良好控制的光发射的发展提供了参考。我们测量了由支柱产生的应变引起的MoS2带隙的强烈减少。从直接到间接的带隙的过渡，观察到在孤立的帐篷结构由二硫化钼和捏柱。在完全悬浮的设备中，进行模拟，允许提取的热导和掺杂的层。利用应变和掺杂对MoS2拉曼光谱的影响之间的相关性，我们开发了一种简单，优雅的方法来提取膜的悬浮和非悬浮部分中的局部应变。这为光发射和振动之间的可调谐耦合实验开辟了道路。
2018-06-06 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of asymmetrically doped twisted graphene bilayers
旋转的石墨烯双层形成了一种奇特的纳米材料，具有由旋转角θ控制的迷人的电子特性。对于大的旋转角，电子本征态被限制在一个层和双层的行为像两个去耦的石墨烯层。在中间角度，狄拉克锥被保存，但具有较低的速度和范霍夫奇点诱导的能量，两个狄拉克锥相交。在非常小的角度，本征态成为局部的特殊莫尔带。我们在这里分析了一系列相称的旋转双层的紧束缚计算的基础上，他们的能带色散，态密度，参与比和扩散性能的非对称掺杂的效果。虽然小的掺杂水平保留了旋转双层电子结构的θ依赖性，但较大的掺杂以与进一步减小旋转角相同的方式引起带速度的进一步减小。
2016-06-01 cond-mat.mes-hall
Nonlinear optical response of doped mono- and bilayer graphene: length gauge tight-binding model
我们使用基于紧束缚模型的全色散计算了掺杂单层和双层石墨烯的非线性光学响应。的响应是来自与密度矩阵的形式主义，使用长度规范，是有效的任何周期性系统，任意掺杂。通过收集条款，定义有效的非线性响应张量，我们确定所有非线性Drude类条款（三阶），并显示所有额外的杂散发散存在于感应电流消失。石墨烯的非线性响应包括一个大的类德鲁德发散和三个与费米能级附近发生的跃迁紧密相连的共振。使用狄拉克近似得到的解析解准确地捕获了石墨烯的一阶和三阶响应，即使在非常高的掺杂水平。带隙石墨烯的二次响应也通过掺杂强烈增强，即使对于具有小间隙的系统，例如SiC上石墨烯的相称结构。双层石墨烯的非线性响应明显更丰富，结合了源于掺杂的共振与其固有的强低能共振。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall
Strained bilayer graphene: Band structure topology and Landau level spectrum
我们发现，在双层石墨烯的低能量能带结构的拓扑结构，关键取决于机械变形的晶体，可以很容易地在悬浮的石墨烯片发展。我们描述的Lifshitz过渡，发生在应变双层分裂后的抛物线带在中间的能量成几个狄拉克锥在几毫电子伏的能量尺度。然后，我们展示了这如何影响电子朗道能级谱和量子霍尔效应。
2011-07-18 cond-mat.mes-hall
Evolution of the electronic band structure of twisted bilayer graphene upon doping
扭曲双层石墨烯的电子能带结构发展出范霍夫奇点，其能量取决于两层之间的扭曲角。使用拉曼光谱，我们监测掺杂后的电子能带结构的演变，使用G峰面积，当激光光子能量与van Hove奇点的能量分离共振时，G峰面积增强。在电荷掺杂时，拉曼G峰面积最初对于大于临界角的扭转角增加，并且对于较小的角度减小。为了解释这种具有扭曲角的行为，范霍夫奇点的分离能量必须随着电荷密度的增加而降低，这证明了通过掺杂改变扭曲双层石墨烯的电子和光学性质的能力。
2017-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Symmetry of the Bilayer Graphene Groundstate
我们展示了清洁，悬浮双层石墨烯的非线性输运实验，揭示了态密度的差距。观察能隙在不同取向的磁场中的演化，我们发现基态是一个自旋有序相。在三种可能的带隙基态中，我们可以排除量子反常霍尔相，留下层反铁磁体和量子自旋霍尔相作为双层石墨烯唯一可能的带隙基态。
2013-04-13 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of twisted bilayer graphene suspended and encapsulated with hexagonal boron nitride
本研究采用原子紧束缚模型分析hBN衬底对转角双层石墨烯能带结构的影响，发现悬浮与封装态的TBG电子性质差异显著，且其对外电场的响应受对称性影响，相关结果可为石墨烯莫尔超晶格的实验调控提供依据。
2022-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Magnetic polaron and antiferro-ferromagnetic transition in doped bilayer CrI$_3$
双层CrI $_3$中的栅感生磁开关为基于范德华异质结构的新型低功耗磁存储器的设计开辟了新的途径。建议的开关机制似乎完全由静电掺杂。在这里，我们解释，通过第一性原理计算，在掺杂双层CrI $_3$的铁磁转变。对于一个非常小的电子掺杂的情况下，我们的计算预测形成的磁极化子（“ferrons”，“波动”）的电子是自锁在铁磁液滴中的反铁磁绝缘矩阵。空穴的自陷是不可能的，至少在我们的近似范围内是这样。
2019-12-11 cond-mat.mes-hall
Tunable quantum dots in bilayer graphene
我们从理论上证明了量子点可以在石墨烯的双层中实现。位置相关的掺杂打破了上下层之间的等效性，并提升了点的正、负动量态的简并度。数值计算结果表明，在一定的掺杂浓度下，电子和空穴的束缚态同时存在，量子点的光谱具有明显的角动量依赖性，这与传统的半导体量子点形成了鲜明的对比.我们预测，光谱将由一系列非等距峰组成。
2007-03-07 cond-mat.mes-hall
Dry transfer method for suspended graphene on lift-off-resist: simple ballistic devices with Fabry-Pérot interference
我们展示了一个清洁的悬浮结构的制造方案，使用化学气相沉积生长的石墨烯和剥离抗蚀剂涂层基板上的干转移方法，以促进悬浮石墨烯纳米电子器件的技术应用。它包括可扩展制造的需求以及由于与环境的弱耦合而导致的超快响应。所制造的器件最初表现出弱场效应响应，具有实质性的正（$p$）掺杂，其在4开尔文温度下电流退火后转变为弱负（$n$）掺杂。随着退火电流的增加，$n$掺杂逐渐减少，而狄拉克峰的位置接近零的栅极电压。观察到$9\times10^8 \mathrm{ \ cm^{-2}}$的超低残余电荷密度和$1.9 \times 10^5 \mathrm{\ cm^2/Vs}$的迁移率。我们的样品显示出明显的法布里-珀罗（FP）电导振荡，这表明弹道电子输运。FP振荡的间距被发现取决于电荷密度的方式，同意与理论建模的基础上的狄拉克粒子的克莱因隧穿。超低的残余电荷、具有密度依赖周期的FP振荡以及高迁移率证明了我们的悬浮石墨烯器件的优异品质。由于其简单性，可扩展性和鲁棒性，这种制造方案提高了生产悬浮的，高质量的，二维材料结构的可能性，用于新的电子应用。
2019-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Replay to "Comment on 'Screening in gated bilayer graphene' "
我们讨论了双层石墨烯带隙随栅压和掺杂的变化规律。与Kuzmenko等人[Phys. Rev. B \textbf{80}，165406（2009）]获得的实验数据的比较证明了良好的一致性。
2010-11-25 cond-mat.mes-hall
Optical conductivity, Drude weight and plasmons in twisted graphene bilayers
在连续介质模型下数值计算了扭曲石墨烯双层膜的光学电导率。为了获得虚部，我们采用正则化的Kramers-Kronig关系，使我们能够讨论任意的扭转角，化学势和温度。我们发现Drude重量$D$与化学势$μ$的函数关系与态密度所显示的扭曲双层的壳层结构密切相关。对于某些角度，这导致在有限的$μ$处的传输间隙D=0。我们还讨论了损失函数，低掺杂，其特征在于声学带间“等离子体激元”和过渡接近的范霍夫奇点。对于较大的掺杂，去耦的石墨烯双层的等离子体振子模式被恢复，其特别是对于小波数被阻尼。
2013-07-17 cond-mat.mes-hall
Chiral response of twisted bilayer graphene
我们提出了一个有效的（最小）手性二维材料的理论。这些材料具有电磁耦合，而不表现出拓扑间隙。作为一个例子，我们研究了掺杂扭曲双层膜的响应，揭示了不寻常的现象，在零频率极限。面内磁场在中性点处引起巨大的顺磁响应，并且在掺杂时，还引起实质上的纵向霍尔响应。该系统还容纳与纵向磁矩相关的非平凡纵向等离子体激元模式，从而赋予它们手性特征。最后，我们注意到，光学活性可以大大增强掺杂。
2018-01-08 cond-mat.mes-hall
Negative terahertz conductivity in remotely doped graphene bilayer heterostructures
在石墨烯双层（GBL）中注入或光学产生电子和空穴可以导致带间粒子数反转，从而实现太赫兹（THz）辐射激光。带内辐射过程与带间跃迁相互竞争。我们证明，远程掺杂增强了所提出的GBL异质结构中间接带间光子的产生。因此，这种远程掺杂有助于超越带内（德鲁德）吸收，并导致在升高的（包括室温）温度下在宽频率范围内的负动态太赫兹电导率的大绝对值。与以前提出的基于GBL的THz激光器相比，远程掺杂GBL异质结构THz激光器有望实现更高的THz增益。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
Electric field effect in boron and nitrogen doped graphene bilayers
与单层石墨烯不同，在$AB$堆叠的双层石墨烯（BLG）的情况下，可以通过使用垂直电场破坏两层之间的反转对称性来诱导非零能隙。这是场效应应用中的基本要求，特别是因为BLG系统中的感应间隙可以通过外部电场的大小进一步调谐。掺杂是改变石墨烯基系统的电子性质的另一种方式。本文采用密度泛函理论（DFT）计算方法，研究了外加电场作用下，硼氮掺杂的BLG体系.高度掺杂的BLG系统被称为退化的半导体，费米能量依赖于掺杂浓度，但除此之外，我们表明，电子性质也极大地依赖于所施加的电场。通过改变电场的大小和方向，可以调整相对于费米能级的间隙尺寸和位置，基本上控制非本征掺杂的效果。在这种情况下，我们讨论在多远的外部电场可以适当地调整有效掺杂，并隐含地，掺杂BLG系统的导电性能。
2018-09-03 cond-mat.mes-hall
Interaction-Driven Spectrum Reconstruction in Bilayer Graphene
电子液体在库仑相互作用的驱动下发生的电子相变代表了一类新的强关联电子基态。我们研究了双层石墨烯的悬浮样品，退火，使其达到非常高的准粒子迁移率。双层石墨烯是一种真正的二维材料，具有复杂的手性电子光谱，并且我们的样品的高质量使我们能够观察到强烈的光谱重建和电子拓扑转变，这可以归因于非对称相变和旋转对称性的降低。这些结果是特别令人惊讶的，因为迄今为止在没有施加磁场的情况下在双层石墨烯中没有观察到相互作用效应。
2011-08-08 cond-mat.mes-hall
Hexagonal boron nitride/bilayer graphene moiré superlattices in the Dirac-material family: energy-band engineering and carrier doping by dual gating
本文综述hBN/BLG莫尔超晶格的制备与输运，揭示其无电场下CNP能隙、可调能带拓扑及范霍夫奇异性，并通过双栅实现能带工程，展现物理普适性与多样性。
2025-09-26 cond-mat.mes-hall
Engineering tunable strain fields in suspended graphene by microelectromechanical systems
在这里，我们提出了一个微机电系统（MEMS）的机电耦合石墨烯和潜在的相关二维材料的调查。我们技术的关键创新包括：（1）将石墨烯集成到硅MEMS技术中;（2）通过空间分辨共焦拉曼光谱完全控制石墨烯膜内的诱导应变场和掺杂水平及其表征;以及（3）通过其机械谐振器本征频率检测石墨烯片与MEMS器件的机械耦合的能力。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall
Magnesium-intercalated graphene on SiC: highly n-doped air-stable bilayer graphene at extreme displacement fields
我们使用角分辨光电子能谱研究双层石墨烯在高n掺杂和极端位移场的电子结构，通过在碳化硅上插入外延单层石墨烯与镁形成准独立的双层石墨烯镁终止碳化硅。角分辨光电子能谱表明，镁嵌入后，单层外延石墨烯的单一无质量狄拉克带转化为准独立双层石墨烯的特征大量双带狄拉克光谱。使用简单的紧密结合模型的光谱分析表明，镁嵌入导致2.1 $\times$ × 10 $^{14}$ cm $^{-2}$的n型掺杂，产生2.6 V/nm的极高位移场，在狄拉克点处打开0.36 eV的相当大的间隙。这进一步证实了密度泛函理论计算的准独立的双层石墨烯上的镁封端的碳化硅，显示出类似的掺杂水平，位移场和带隙。最后，镁插层样品对环境条件具有令人惊讶的鲁棒性;在空气中暴露30分钟后，未观察到电子结构的显著变化。
2020-08-27 cond-mat.mes-hall
Tuning Magnetic Properties of Penta-Graphene Bilayers Through Doping with Boron and Oxygen
五-石墨烯（PG）是一种碳同素异形体，由于其用于可再生能源应用的有趣性质，最近引起了材料科学界的注意。虽然在其纯形式下不稳定，但已表明官能化可以稳定其结构。由此产生的一个问题是，使用这种方法是否还可以进一步改善其出色的电子特性。由于PG双层存在sp $^2$和sp $^3$碳平面，因此它由用于电磁性质的官能化调谐的灵活候选物组成。在这项工作中，我们进行密度泛函理论模拟，研究如何的电子和结构性能的PG双层可以调整作为替代掺杂的结果。具体而言，我们观察到不同的磁性能的出现时，硼被用作掺杂剂物种。另一方面，在掺杂有氧的情况下，sp $^2$平面中的键的断裂不会在材料中感生磁矩。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Piezoresistive Properties of Suspended Graphene Membranes under Uniaxial and Biaxial Strain in Nanoelectromechanical Pressure Sensors
石墨烯膜由于其极薄而在纳米机电装置中充当高灵敏度换能器。之前，压阻效应已经在石墨烯中使用石墨烯中的单轴应变进行了实验验证。在这里，我们报告的实验和理论数据的单轴和双轴压阻性能的悬浮石墨烯膜应用于压阻式压力传感器。利用线性化的玻尔兹曼输运方程的详细模型准确地描述了应变石墨烯中的载流子密度和迁移率，从而精确地描述了规范因子。的规范因子被发现是几乎独立的掺杂浓度和石墨烯薄膜的结晶取向。这些调查提供了更深入的了解石墨烯膜的压阻行为。
2017-08-13 cond-mat.mes-hall
Band Gap Engineering with Ultralarge Biaxial Strains in Suspended Monolayer MoS2
我们证明了连续和可逆的调谐的光学带隙的悬浮单层二硫化钼膜高达500毫电子伏，通过施加非常大的双轴应变。通过使用化学气相沉积（CVD）来生长高度不透气的晶体，我们能够在悬浮的膜上施加压力差来诱导双轴应变。我们观察到的光致发光（PL）光谱中的峰的能量和强度上的应变的效果，并找到一个线性调谐率的光学带隙的99 meV/%。然后用这种方法研究了双层和三层器件在应变下的PL谱，并找到了单层MoS 2中两个拉曼模式的位移速率和Grüneisen参数。最后，我们使用这个结果表明，我们可以施加双轴应变高达5.6%的微米尺寸的区域，并报告证据的应变调谐更高级别的光学跃迁。
2016-08-15 cond-mat.mes-hall
Characterizing top gated bilayer graphene interaction with its environment by Raman spectroscopy
在这项工作中，我们研究的光学声子模式的行为，在双层石墨烯器件通过施加顶栅电压，使用拉曼散射。我们观察到的拉曼G带的分裂，因为我们调整的费米能级的样品，这是解释的拉曼（Eg）和红外（Eu）声子模式的混合，由于在两个层中的不同掺杂。我们从理论上分析了我们的数据在双层石墨烯声子自能，其中包括非均匀的载流子掺杂之间的石墨烯层。我们表明，实验和理论模型之间的比较不仅给出了双层石墨烯器件中总电荷浓度的信息，而且还允许分别量化来自系统顶部和底部的无意电荷的量，从而表征双层石墨烯与周围环境的相互作用。
2011-04-19 cond-mat.mes-hall
Optical Phonons in Twisted Bilayer Graphene with Gate-Induced Asymmetric Doping
利用拉曼光谱研究了具有离子凝胶栅结构的扭曲双层石墨烯（tBLG）器件，在扭曲角区域可以观察到共振增强的G带。我们观察到突出的分裂和强度猝灭的G拉曼带时，载流子密度被调谐远离电荷中性。这种G峰分裂归因于两个石墨烯层中的不对称电荷掺杂，这揭示了石墨烯的两个弱耦合层的个体声子自能重整化。我们估计的有效层间电容在低掺杂浓度的tBLG使用层间屏蔽模型。两个G峰的异常强度猝灭归因于两个鞍点（van Hove奇点）之间的共振带间跃迁的抑制，这是在动量空间中通过门调谐位移。此外，我们观察到软化（硬化）的R拉曼带，超晶格诱导的声子模式tBLG，在电子（空穴）掺杂。我们的研究结果表明，栅极调制可以用来控制tBLG器件的光电和振动特性。
2014-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Response of Bilayer Graphene at Terahertz Frequencies
为了计算本征双层石墨烯在太赫兹频率下的非线性响应，发展了一种基于长度规范的密度矩阵形式。采用紧束缚模型，我们发现，带间和带内动力学之间的相互作用导致强谐波产生在中等场振幅。具体地说，我们发现，在低温（10 K），未掺杂的悬浮双层石墨烯的反射场表现出的三次谐波振幅是30%的基本反射场的入射1太赫兹单周期脉冲与1.5 kV/cm的场振幅。更有趣的是，我们发现，随着入射辐射的中心频率的增加，三次谐波振幅也增加;达到最大值的53%的入射频率为2太赫兹和振幅为2.5千伏/厘米。
2016-08-16 cond-mat.mes-hall
Many-body effects in suspended graphene probed through magneto-phonon resonances
我们利用微磁拉曼散射光谱探测磁-声子共振（MPR）在悬浮的单层到五层石墨烯。MPR对应于区中心光学声子（G模式）与光学活性朗道能级间（LL）跃迁之间的避免交叉，并且提供了在由G模式声子设置的固定能量（$\approx 197~\rm{meV}$）下执行LL光谱的工具。使用单粒子有效双层模型，我们很容易提取与每个MPR相关的速度参数。略高于块状石墨值的单个速度参数足以拟合$N\geq2$层系统的所有MPR。与此相反，在单层石墨烯中，我们发现，速度参数显着增加，从$(1.23\pm 0.01) \times 10^6~\mathrm{m.s^{-1}}$到$(1.45\pm0.02) \times 10^6~\mathrm{m.s^{-1}}$作为第一至第三光学活性的LL间跃迁耦合到G-模式声子。这一结果被理解为未筛选石墨烯中增强的多体效应的特征。
2020-09-06 cond-mat.mes-hall
Homogeneity of Bilayer Graphene
我们提出了非线性传输测量悬浮，电流退火双层石墨烯器件。使用一个多终端的几何形状，我们证明了设备往往是不均匀的，主机两个不同的电子相旁边。这两个阶段显示在低载流子密度下的非线性传输中不同幅度的间隙状特征，如在先前的研究中已经观察到的。在这里，我们调查的磁场的依赖性，发现这两个功能的增长与增加的领域，较小的一个与0.6 meV/T，较大的一个与5-10倍更高的场依赖性。我们把较大的两个间隙归因于相互作用引起的对称性破缺状态，而较小的间隙归因于器件中更无序的部分的局部化。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall
Optical Conductivity of Twisted Bilayer Graphene
我们计算了双层石墨烯的有限频率电导率与层之间的相对扭曲。在零掺杂时的低频响应显示出平坦的电导率，其值是单层情况的两倍，并且在较高频率处出现强吸收峰。对于有限掺杂，低频平坦吸收被修改为零频率附近的峰（Drude响应），伴随着带间边缘，这是由于泡利阻塞导致的光谱权重从带间到带内吸收的转移。如果系统被充分掺杂，使得化学势达到扭曲双层能带结构中的低能鞍点之外，则在与有效层间跳跃能量相关的能量处出现强低频吸收峰，这可以用于识别该参数并确认鞍点的存在，该鞍点引起电子态密度中的低能van Hove奇异性。
2013-02-28 cond-mat.mes-hall
Tunable quantum anomalous Hall octet driven by orbital magnetism in bilayer graphene
量子反常霍尔（QAH）效应-零磁场下手性能带拓扑的宏观表现-仅通过拓扑绝缘体的磁性掺杂（1 - 3）和莫尔异质结构的精细设计（4 - 8）在实验上实现。然而，长期以来，人们一直预测没有磁性掺杂或莫尔工程的看似简单的双层石墨烯具有QAH效应的竞争有序态（9 - 11）。在这里，我们探索的状态，在双层石墨烯的电导率为2电子2/小时，不仅生存下来，以惊人的小磁场和高达5 K的温度，但也表现出磁滞。总之，实验签名提供了令人信服的证据，轨道磁驱动的QAH行为与陈数可调通过电场和磁场以及载波符号。所观察到的QAH相的八重态是不同于以前的观察，由于其独特的亚铁磁和亚铁电秩序，其特征在于量子化的异常电荷，自旋，谷，和自旋谷霍尔行为。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall
Enhanced hydrodynamic transport in near magic angle twisted bilayer graphene
利用半经典量子Boltzmann理论，采用Dirac模型，并考虑扭曲角对费米速度的影响，得到了近魔角扭曲双层石墨烯的电阻率、电子热阻率、Seebeck系数和Wiedemann-Franz比随掺杂浓度（电荷中性点附近）和修正费米速度$\tilde v$的变化规律.的$\tilde v$相关的散射机制，即电子空穴库仑，长程杂质，声学规范声子，被认为是详细的。我们发现一系列的扭转角和温度，动量非守恒碰撞（长程杂质和声子）的综合效应是最小的，打开一个窗口，观察强流体动力学运输。几个实验签名被确定，如一个尖锐的电阻率对掺杂密度的依赖性和一个大的增强的Wiedemann-Franz比和塞贝克系数。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall
Supercurrent reversal in Josephson junctions based on bilayer graphene flakes
研究了超导电极沉积的单层石墨烯片与双层石墨烯片接触时的约瑟夫森效应。发现当电极附着在双层膜的不同层上时，当双层膜区域未掺杂且没有垂直偏压时，约瑟夫森电流处于$π$状态。向结施加掺杂或偏压揭示了$π-0$转变，其可以通过改变温度和结长度来控制。这里的超导反转与铁磁约瑟夫森结非常不同，在铁磁约瑟夫森结中，自旋自由度起着关键作用。我们认为，散射过程伴随着层和亚晶格折射率的变化引起的散射相，其效果随掺杂和偏压。这种散射相负责$π-0$跃迁。另一方面，如果两个电极耦合到薄片的同一层或薄片具有AA堆叠而不是公共AB堆叠，则由于层或子晶格指数没有改变，所以结将总是处于$0$状态。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall
Flat band carrier confinement in magic-angle twisted bilayer graphene
魔角扭曲双层石墨烯由于其几乎无色散的低能带和通过静电门控调节带填充的能力而成为研究强关联电子物理的强大平台。控制石墨烯层之间扭曲角的技术已经导致了快速的实验进展，但提高样品质量对于将精细的相关电子物理与无序效应分离至关重要。由于系统的2D性质和相对较低的载流子密度，样品对小的掺杂不均匀性非常敏感，这可以极大地改变局部电位分布。这种潜在的混乱是不同的扭曲角的变化，已在其他地方研究。在这里，通过使用低温扫描隧道光谱和平面隧道结测量，我们证明了扭曲双层石墨烯中的平带可以放大小的掺杂不均匀性，这令人惊讶地导致载流子限制，这在石墨烯中以前只能在强磁场的存在下实现。
2021-06-21 cond-mat.mes-hall
Screening of the band gap in electrically biased bilayer graphene: From Hartree to Hartree-Fock
本文研究电偏置双层石墨烯中带隙的自屏蔽效应，推导出Fock贡献并证明其在低密度区域比Hartree贡献更重要，进而计算了Hartree-Fock屏蔽带隙随掺杂和温度的变化。
2025-05-07 cond-mat.mes-hall
