Magnetic Doping and Kondo Effect in Bi2Se3 Nanoribbons
一个简单的表面能带结构和一个大的体带隙使Bi 2Se 3成为新发现的三维拓扑绝缘体的参考材料，它表现出拓扑保护的导电表面状态，驻留在体带隙内。研究纳米结构中的拓扑绝缘体如Bi 2 Se 3是有利的，因为其高的表面积与体积比，这增强了表面态的影响;我们中的一些人最近报道的拓扑绝缘体纳米带中的Aharonov-Bohm振荡就是一个很好的例子。理论上，在拓扑绝缘体中引入磁性杂质，可以打破时间反演对称性，在表面态中打开一个小的能隙。在这里，我们提出的合成磁性掺杂Bi 2 Se 3纳米带的气-液-固生长使用磁性金属薄膜作为催化剂。虽然掺杂浓度小于~ 2%，但Fe掺杂的Bi 2Se 3纳米带器件的低温输运测量在低于30 K的温度下显示出明显的近藤效应，证实了Bi 2Se 3纳米带中存在磁性杂质。磁性掺杂拓扑绝缘体纳米结构的能力为自旋电子学开辟了令人兴奋的机会。
2010-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Doping induced magnetism and half-metallicity in nanoribbons of quartic dispersion materials
Bilkent University（比尔肯特大学）；Aydin Adnan Menderes University（艾登阿德南门德雷斯大学）
研究通过掺杂诱导四次散射材料纳米带的磁性和半金属特性，发现其自旋极化能显著增强，且受边缘钝化和带宽影响，偏离Stoner机制。
2025-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Doping of Graphene Nanoribbons via Functional Group Edge Modification
我们报道了在表面上合成7个腈基取代的扶手椅型石墨烯纳米带（7-AGNRs）。CN基团通过修饰7-AGNR前体连接到GNR骨架上。虽然这些基团中的许多幸存的表面上的合成，反应过程导致一些CN从带状骨架和表面上的环异构化的几个腈到吡啶环的裂解。扫描隧道能谱和密度泛函理论揭示CN基团表现为非常有效的n型掺杂剂，显著地降低带的能带，并引入与氮电子孤对相关的深杂质能级。
2017-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Half-Metallicity in Modified Graphene Nanoribbons
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了准一维锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）在硼和氮的化学掺杂下的等电子性.掺杂浓度的逐渐增加使系统最终形成锯齿形氮化硼纳米带（ZBNNRs）。我们的研究表明，对于所有的掺杂浓度的系统稳定在反铁磁基态。掺杂浓度和掺杂剂位置调节纳米带的电子结构，表现出半导体和半金属行为作为对外部电场的响应。有趣的是，我们的研究结果表明，ZBNNRs与终止聚并苯单元表现出半金属性，无论带的宽度，以及所施加的电场，打开了一个巨大的可能性自旋电子器件的应用。
2009-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomistic quantum transport modeling of metal-graphene nanoribbon heterojunctions
我们在原子自洽薛定谔/泊松方案中计算了金属-石墨烯纳米异质结的量子输运。注意力都支付在界面结合的化学方面，以及沿带状长度的一维静电。带弯曲和掺杂效应强烈影响的输运性质，引起电导不对称和选择性抑制的子带形成。在高功函数Au、Pd和Pt电极的情况下，结静电和p型特性驱动导电机制，而在Al的情况下，接触电阻成为主导。
2010-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate Electrostatics and Quantum Capacitance of Graphene Nanoribbons
电容-电压（C-V）特性对于理解纳米材料的基本电子结构和器件应用非常重要。采用自洽原子模拟方法研究了石墨烯纳米带的C-V特性。结果表明，GNR的C-V特性的强烈依赖于边缘形状。对于锯齿形边缘GNR，由于边缘状态，在横向方向上高度不均匀的电荷分布显著降低了栅极电容，并且自洽的静电势显著改变了能带结构和载流子速度。对于扶手椅边缘GNR，量子电容比其对应的锯齿形碳纳米管小2倍，并且多栅极几何形状对于晶体管应用而言不太有利。磁场导致C-V特性的显著振荡。
2007-05-22 cond-mat.mes-hall
Pocket doping method on Improving the Performance of Graphene Nanoribbons Tunneling FET
采用基于三维实空间非平衡格林函数的弹道量子输运方法，对扶手椅型石墨烯纳米带隧穿场效应晶体管进行了研究。通过在源极附近引入口袋掺杂区，GNRs TFET的性能得到了改善，与传统的隧道FET相比，GNRs TFET具有更大的导通电流和更陡的亚阈值摆幅。研究还发现，口袋区域引入了两个有趣的功能。通过增加袋长度，可以有效地抑制双极性。此外，由于谐振，在负栅极电压下存在负跨导。
2013-12-12 cond-mat.mes-hall
Effects of edge chemistry doping on graphene nanoribbon mobility
半导体的掺杂对于各种器件应用是必要的。在最近的实验中，利用其反应性边缘的化学被证明是掺杂原子级薄的石墨烯纳米颗粒（GNR）以实现新器件的有效方法。通过使用从头算密度泛函和参数化紧束缚模拟，结合量子输运的非平衡格林函数形式主义，研究了由边缘掺杂限制的载流子迁移率作为GNR宽度，掺杂密度和载流子密度的函数。结果表明，对于宽于约4nm的GNR，迁移率与GNR宽度近似线性地成比例，与边缘掺杂浓度成反比，并且随着载流子密度的增加而减小。对于较窄的GNR，迁移率对GNR宽度和载流子密度的依赖性可以是定性不同的。
2011-07-24 cond-mat.mes-hall
Selected graphenelike zigzag nanoribbons with chemically functionalized edges: Implications for electronic and magnetic properties
众所周知，存在广泛种类的准二维类石墨烯纳米材料，其在许多方面可以优于石墨烯。因此，除了石墨烯之外，注意力还集中在锡烯（弯曲的蜂窝结构）和磷烯（褶皱的蜂窝结构）上。它示出，根据掺杂，这些材料可以具有磁有序的边缘。磁相位的计算图说明，一方面，石墨烯和锡烯的n型掺杂的窄锯齿形纳米带在边缘之间具有反铁磁性对齐的磁矩。然而，另一方面，在磷烯纳米带的情况下，对于p型掺杂，Z字形边缘可以具有铁磁性对齐的磁矩。边缘磁性严重影响纳米带的输运性质，并且如果充分控制，可以使它们对自旋电子学有吸引力。
2019-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic decoupling and hole-doping of graphene nanoribbons on metal substrates by chloride intercalation
本文提出通过氯化金介电层插层到Au(111)表面石墨烯纳米带下方，实现GNRs与金属基底的电子解耦及显著空穴掺杂，为重空穴掺杂态下GNRs电子性质的原位研究提供了简便工具。
2024-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of Electrostatic Doping Level on the Dissipative Transport in Graphene Nanoribbons Tunnel Field-Effect Transistors
采用量子微扰理论（QPT）和扩展最低阶展开（XLOE）方法研究了静电掺杂对扶手椅型GNR-TFET耗散输运的影响。结果表明，GNR-TFET的源极和漏极侧的掺杂水平对声子对载流子输运过程的贡献有显着的影响。不同于在其他类似的研究中，声子被认为有一个恒定的不利影响的ION/IOFF比和亚阈值摆动（SS）的TFET器件由于声子吸收辅助隧穿，我们表明，通过适当的工程的掺杂水平的源极和漏极，声子吸收辅助隧穿可以有效地抑制。我们还表明，随着温度的升高，器件的开关性能恶化的弹道和耗散输运制度，并存在一个依赖于温度的临界掺杂水平，该设备具有最佳的开关行为。
2019-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Topological Domain Walls in Graphene Nanoribbons with Carrier Doping
本研究通过Hartree-Fock平均场方法与有效连续模型，理论揭示载流子掺杂可稳定锯齿形石墨烯纳米带的交替反铁磁畴结构，发现类Hofstadter分形能谱及不同宽度对应不同畴壁相的规律。
2023-03-17 cond-mat.mes-hall
Alignment of graphene nanoribbons by an electric-field
在本文中，我们开发了一种分析方法来预测场致取向的悬臂石墨烯纳米带。这种方法是通过分子模拟使用本构原子静电模型进行验证。结果表明，在小变形时，石墨烯的场取向弯曲角与场强的平方或石墨烯长度成正比，而与石墨烯宽度无关。有效弯曲刚度和纵向极化率也被发现近似地与石墨烯长度的平方成比例。与碳纳米管相比，石墨烯纳米带被发现对外部电场更机械敏感。
2009-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder-induced pseudodiffusive transport in graphene nanoribbons
我们研究了在存在二元无序的情况下石墨烯纳米带中从弹道到扩散和局域输运的转变，这种无序可以通过化学吸附物或替代掺杂产生。我们发现，诱导平均掺杂（所产生的非零平均的障碍）和杂质散射之间的相互作用修改了传统的相位相干传输的图片。在狄拉克点附近，杂质产生的固有倏逝模在短距离处占主导地位，从而产生类似于清洁石墨烯中的伪扩散传输的新机制，但不需要重掺杂接触。这种内在的伪扩散制度先于传统的弹道，扩散和本地化制度。最后两个政权表现出强烈修改的有效传播模式的数量，和平均自由程变得异常大的狄拉克点附近。
2009-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge-Insensitive Magnetism and Half Metallicity in Graphene Nanoribbons
在石墨烯/碳纳米结构中实现磁性是一个长达十年的挑战。锯齿形石墨烯纳米带中的磁边缘状态和半金属性是特别有前途的[Y. W. Son等人，Nature 444，347（2006）]。然而，它的实验实现一直受到单氢化锯齿形边缘的严格要求的阻碍。使用第一性原理计算，我们预测，自由载流子掺杂可以克服这一挑战，实现铁磁性和半金属性的一般类型的边缘结构的窄石墨烯纳米带。这种磁性存在于栅极掺杂实验的密度范围内（~1013 cm-2），并且具有高达17 meV/载流子的大自旋极化能量，这引起了相当于几百特斯拉的外部磁场的塞曼分裂。最后，我们追踪这种边缘不敏感磁性的形成机制，带边附近的电子态的量子限制，并揭示了磁性与带宽的标度律。我们的研究结果表明，结合掺杂和量子限制可能是一个通用的工具，实现轻元素纳米结构中的过渡金属的磁性。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Capacitance of graphene nanoribbons
我们提出了一个分析理论的栅极静电和经典和量子电容的石墨烯纳米带（GNRs），并比较它与精确的自洽的数值计算的基础上紧束缚p轨道哈密顿在Hartree近似。我们表明，分析理论是在一个很好的定性（在某些方面定量）与精确计算的协议。然而，存在一些重要的差异。为了了解这些差异的起源，我们调查的自洽的电子结构和电荷密度分布的纳米带和上述差异的简单的静电模型无法捕捉经典的栅极静电的GNRs。反过来，经典静电学的失败被追溯到量子力学效应，导致与非相互作用电子描述相比，自洽电荷分布的显着修改。讨论了电子-电子相互作用对GNRs电子结构和电容的影响。精确的数值计算表明，GNRs中的密度分布和电势分布与传统的分裂栅量子线中的密度分布和电势分布有着本质的不同;同时，GNRs中的电子分布和电势分布与劈裂边过生长量子线中的电子分布和电势分布有着本质的相似。最后，我们讨论了从实验数据中提取量子电容的实验。
2009-07-06 cond-mat.mes-hall
Nearly Free Electron States in Graphene Nanoribbon Superlattices
近自由电子（NFE）态是低维系统中一类重要的未占据态。尽管人们对它进行了深入的研究，但关于它的物理起源及其对外部扰动的响应行为仍然没有一个清晰的描述。我们基于石墨烯纳米超晶格的系统的第一性原理研究表明，实际上存在两种NFE态，这可以通过简单的Kronig-Penney势模型来理解。通过电子掺杂可以获得无原子散射的NFE传输通道，其可以用作概念上新的场效应晶体管。
2010-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport in graphene nanoribbons with sublattice-asymmetric doping
最近的实验结果和理论预测表明，氮掺杂的CVD生长的石墨烯可能会引起电子带隙由于杂质分布，有利于在一个单一的子晶格上的隔离。在这里，我们从理论上证明，这样的分布引起更复杂的行为，在存在的边缘，几何形状决定是否在样品中的电子查看杂质作为一个间隙开放的平均电位或散射体。锯齿形边缘引起后一种情况，并消除了扩展的石墨烯样品中预测的电子带隙。我们预测，这样的行为将引起泄漏附近的晶界具有类似的几何形状或边缘蚀刻设备。此外，我们研究了在不同的亚晶格域，这应该是可观察到的实验和提供有趣的波导可能性之间的界面处的一维金属通道的形成。
2016-02-08 cond-mat.mes-hall
Particle-hole symmetry broken solutions in graphene nanoribbons: a multi-orbital, mean-field perspective
平均场论长期以来一直预测石墨烯纳米带中的边缘磁性，其中序参量由局部磁化给出。然而，边缘磁性的特征在实验中似乎难以捉摸，这表明了另一类解决方案。我们采用自洽平均场近似下的多轨道紧束缚模型，并获得粒子空穴对称性破缺的解决方案，其中的局部填充发挥的作用的序参量。与磁边缘的解决方案，这些是拓扑非平凡的，并显示零局部磁化。一个小的和一个大的掺杂制度进行了研究，并遇到了有限的空穴掺杂的自由能最小值，这可以作为一个解释的锯齿形石墨烯纳米带的磁性边缘状态的实验证据的情况下。电子相互作用可以增加有限的\(d\) -轨道占据，这导致优势\(p_z\) -轨道的有效库仑相互作用的变化。我们的研究结果表明，非磁性的有限空穴掺杂的解决方案成为积极的首选，在半填充的磁性相相比，一旦热波动或无意掺杂从衬底被认为是。甚至在存在\(d\) -轨道和其中的库仑相互作用的情况下，该结果仍然存在。
2021-11-01 cond-mat.mes-hall
Complementary-like Graphene Logic Gates Controlled by Electrostatic Doping
用石墨烯实现逻辑电路对于高速纳米电子学是非常有吸引力的。然而，固有的双极性质阻碍了具有传统互补架构的石墨烯逻辑器件的形成。使用静电掺杂调制，我们在这里展示了一种简便的方法来控制电荷中性点，并形成一个互补的结构，其中双极导电被用来作为一个好处，而不是一个缺点，以构建逻辑器件。在沟道中还引入带隙以提高石墨烯晶体管的开关比。第一次展示了互补的NOR和NAND逻辑门。该方法为双极性石墨烯的逻辑电路提供了一条可能的路线，原则上也可以推广到其他双极性半导体，如有机化合物和碳纳米管薄膜。
2011-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scalability of Atomic-Thin-Body (ATB) Transistors Based on Graphene Nanoribbons
本文给出了原子薄体场效应晶体管静电势的一般解。从解析模型中提取有效静电缩放长度λeff，其不能像传统的SOI-MOSFET那样由最低阶本征模近似。提出了依赖于几何参数的缩放长度的经验公式。研究表明，即使对于厚的SiO2背氧化层，也可以通过更薄的顶部氧化层厚度（并且在一定程度上使用高k电介质）有效地提高λeff。然后，该模型应用于自洽模拟石墨烯纳米晶体管（GNR）肖特基势垒场效应晶体管（SB-FET）在弹道极限。在GNR SB-FET的情况下，对于大的λeff，缩放受到传统静电短沟道效应（SCE）的限制。另一方面，对于小的λeff，缩放受到直接源极到漏极隧穿的限制。在GNR SB-FET中，低于100 mV/dec的亚阈值摆幅在低于10 nm的栅极长度下仍然是可能的。
2010-04-30 cond-mat.mes-hall
On-Surface Synthesis of Graphene Nanoribbons on Two-Dimensional Rare Earth-Gold Intermetallic Compounds
在这里，我们展示了两种可靠的路线，用于在TbAu 2/Au（111）上制备扶手椅边缘石墨烯纳米带（GNRs），属于一类二维铁磁稀土-金金属间化合物。直接在TbAu 2上的表面合成导致GNRs的形成，GNRs是短的并且彼此互连。相比之下，嵌入方法-直接在Au（111）上表面合成GNR，然后进行稀土嵌入-在TbAu 2/Au（111）上产生GNR，其中条带和TbAu 2都具有与直接生长在清洁Au（111）上的那些相当的高质量。此外，生长的带保持相同的带隙，而从p掺杂到弱n掺杂，主要是由于在稀土嵌入后的衬底的功函数的变化。嵌入方法也可以用于在各种稀土金属间化合物上制造其他类型的GNR，提供定制磁性基底上GNR的电子和磁性的平台。
2021-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and Charge Control of Topological End States in Chiral Graphene Nanoribbons on a 2D Ferromagnet
该研究利用GdAu₂铁磁基底的莫尔调制功函数与交换场，实现手性石墨烯纳米带拓扑端态三种自旋电荷构型的可逆切换，并用Hubbard二聚体模型统一解释。
2025-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Spin susceptibilities in zigzag graphene nanoribbons
利用平均场近似下的简单哈伯德哈密顿量来研究锯齿形石墨烯纳米带的能带和自旋极化率。根据电子掺杂，反铁磁或铁磁配置是可能的;在前者中，能隙与哈伯德参数成比例，而在后者中，上下自旋带与费米能级相交。由于系统的二维性质，磁化率矩阵是必要的，以解释自相关和自旋之间的相关在带状单位电池。的横向自旋极化率计算和铁磁溶液的静态情况下进行检查，作为电子掺杂的函数。
2011-12-12 cond-mat.mes-hall
Controlling transport properties of graphene nanoribbons by codoping-induced edge distortions
锯齿形石墨烯纳米带（zGNRs）中特有的边缘局域态的一个显著表现是氮（硼）边缘掺杂的GNRs的p型（n型）特性，并且这种行为到目前为止被认为是zGNRs所独有的。进行第一性原理电子结构和量子输运计算，我们在这里表明，施主-受主跃迁行为也可以出现在B/N边缘掺杂扶手椅型GNRs（aGNRs）通过引入一个双极性P共掺杂原子到能量最有利的最近邻边缘网站。B，P（N，P）共掺杂的aGNR的n型（p型）传输性质也显示优于参考单N（B）掺杂的aGNR的那些，因为更好地保留了价（导）带边电导谱。解开的化学掺杂和结构畸变效应，我们将证明，后者起着重要的作用，在确定的运输类型，并解释了施主-受主转换功能，以及P-掺杂的aGNRs的双极性字符。因此，我们提出了系统的修改GNR边缘原子结构通过共掺杂作为一种新的方法来控制aGNR的电荷传输特性。
2015-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative differential spin conductance in doped zigzag graphene nanoribbons
在局域自旋密度近似下，采用非平衡格林函数方法结合密度泛函理论研究了锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）中的自旋相关电荷输运.电流-电压曲线显示了对称和非对称ZGNR的不同行为，并且ZGNR边缘上的掺杂可以操纵自旋输运。在对称ZGNR的一边替代掺杂Be原子的特殊情况下，一个自旋电流表现出负微分电阻，而另一个则随偏压单调增加。这种性质可以用来设计自旋振荡器或其他自旋电子学器件。
2012-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects due to backscattering and pseudogap features in graphene nanoribbons with single vacancies
我们提出了一个系统的研究，在导电过程中的电子背散射现象的石墨烯纳米带与单空位散射体和尺寸内的现代光刻技术的能力。我们的分析建立在一个\textit{ab initio}参数化的半经验模型，打破电子空穴对称性和非平衡格林函数方法的电导分布$g$的计算。潜在的机制是基于波函数的本地化和扰动，在第一个$π-π^*$平台的情况下，可以产生杂质一样的赝能隙的施主和受主特性。限制和几何形状对于这种效应的表现至关重要。自洽量子输运计算的特点空缺的局部充电中心，可以诱导静电不均匀性的带状拓扑结构。
2010-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Noncollinear magnetism and half-metallicity in biased bilayer zigzag graphene nanoribbons
本文研究了锯齿形终端的偏压Bernal堆叠双层石墨烯纳米管的边缘极化及其后果。根据边缘极化之间的层间耦合和层内耦合对磁态进行了分类，并给出了掺杂对偏置电压的磁相图。发现了共面磁相，并研究了其磁结构随偏压的变化。对于所有的磁态，我们也讨论了半金属态的可能性，对于具有完美锯齿边缘的带，我们预测了七种半金属态，它们具有不同的磁结构和沿带的量子化电导。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge Transport Mechanism in Chevron--Graphene Nanoribbons
University of Brasília（巴西利亚大学）
本文研究Chevron型石墨烯纳米带中准粒子的静态与动力学性质，分析电子-声子耦合、掺杂对载流子输运的影响，发现掺杂依赖的输运相变及与标准石墨烯纳米带的输运差异，为相关电子器件设计提供理论依据。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Built-In Electric Field Modulation of Spontaneous Magnetism and Thermospin Transport in Boron-Nitrogen Doped Zigzag Graphene Nanoribbons
School of Physics and Optoelectronic Engineering, Guangdong Polytechnic Normal University（广东技术师范大学物理与光电工程学院）
该研究通过第一性原理计算，探究了硼氮掺杂锯齿形石墨烯纳米带的自发磁性与热自旋输运，利用内电场及外场可调控其磁态，室温下可生成纯热自旋电流，有望用于自旋热电子学原型器件。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall
Graphene nanoribbon based spaser
提出了一种新型的掺杂石墨烯纳米粒子表面等离子体激元净放大的spaser。在掺杂的石墨烯纳米管中，由于沿石墨烯纳米管分布的二能级量子点等发射体的非辐射激发，可以产生THz区的等离子体激元。获得了掺杂石墨烯纳米颗粒中SP净放大所需的每单位面积的最小粒子数反转。研究了扶手椅型石墨烯纳米结构中表面等离子体激元放大所需的表面等离子体激元波矢量、石墨烯纳米结构宽度、掺杂和阻尼参数对最小粒子数反转的依赖关系。
2013-10-01 cond-mat.mes-hall
Robust Dirac Point in Honeycomb Structure Nanoribbons with Zigzag Edges
通过密度函数理论计算发现，锯齿形边缘石墨烯纳米颗粒是一种反铁磁绝缘体，在锯齿形边缘掺杂N和B后，其显示出一个强的狄拉克点.更有趣的是，我们发现，强大的狄拉克点是一个共同的特点，蜂窝结构的纳米粒子与适当的边缘网站。因此，锯齿形边缘的蜂窝状纳米结构有望为材料的设计和开发提供一个非常有用的平台。
2010-04-20 cond-mat.mes-hall
Electronic states in finite graphene nanoribbons: Effect of charging and defects
利用密度泛函理论和哈伯德模型研究了有限长扶手椅型石墨烯纳米带的电子结构，重点研究了锯齿形末端的局域态.我们发现，端部局域态之间的能隙是敏感的掺杂，并在掺杂系统中，端部局域态之间的间隙呈指数下降的函数的带状长度。掺杂还淬灭了端部局域态之间的反铁磁耦合，导致中性带中的自旋分裂间隙。通过比较使用多体哈伯德模型、其平均场近似和密度泛函理论计算的dI/dV图，我们表明使用单粒子描述对于石墨烯π态是合理的。此外，我们还研究了带中的结构缺陷对其电子结构的影响。在一个带终端的缺陷不显着修改本地化的完整端的电子状态。这为解释最近的扫描隧道光谱（STS）实验中由非弹性隧道过程产生的多峰结构提供了进一步的证据[J. van der Lit等人，自然通讯，in press（2013）]。最后，我们表明，氢终止在薄片边缘留下可识别的指纹的STS测量的正偏置侧，从而可能有助于实验鉴定的石墨烯结构。
2013-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically-tunable ultra-flat bands and $π$-electron magnetism in graphene nanoribbons
该研究预测一维锯齿形石墨烯纳米带在横向电场下可产生可逆的超平能带，并在电荷掺杂时引发边缘局部磁矩，为诱导强关联电子相提供了新途径。
2024-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Quantum Temperature Oscillations in Graphene and Carbon Nanoribbons
研究了在热梯度作用下碳纳米带和石墨烯结中的局域电子温度分布。使用一个现实的模型的扫描热显微镜，我们预测量子温度振荡的波长相关的弗里德尔振荡。在实验上，这个波长可以通过门控/掺杂在几个数量级上调谐，使量子温度振荡达到现有测量技术的空间分辨率。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Plasmons in phosphorene nanoribbons
本研究基于第二性原理理论框架，揭示了磷烯纳米带中等离激元在边缘终止和掺杂极性上的高可调谐性，能在中等掺杂下驱动高效高次谐波产生，确立了其作为非线性等离激元学多功能材料的地位。
2023-05-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Zigzag graphene nanoribbons without inversion symmetry
衬底上的石墨烯将遭受反转对称性破缺（ISB）晶格势。在考虑电子-电子相互作用的情况下，研究了无反转对称性的锯齿形石墨烯纳米带出现半金属性和非共线磁性相的可能性.在半填充时，由于与电子-电子相互作用的竞争，半金属态（HM）可以在ISB势的中间值处实现。远离半填充，在不同的带宽度的掺杂与ISB电位的相图，其中HM状态和NC磁状态的制度清楚地指示和讨论。对于具有完美边缘的带，我们预测了具有不同磁结构的两个HM状态之间的拓扑转变，这是伴随着沿带的电导从$2e^2/h$到$e^2/h$的突然转变。
2011-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductance recovery and spin polarization in boron and nitrogen codoped graphene nanoribbons
我们提出了一个从头算研究的结构，电子和量子输运性质的B-N复合边缘掺杂的石墨烯纳米带（GNRs）。我们发现B-N边共掺杂在能量上是一个非常有利的过程，而且可以获得单一的B或N掺杂所没有的新的掺杂效应。预计B和N之间的补偿效应通常会恢复原始GNR的优异电子输运性质。然而，对于锯齿形GNR，空间局域B-N缺陷态选择性地破坏掺杂侧自旋极化GNR的价带和导带边缘的边缘电流。我们表明，即使在完全铁磁金属态和异质结配置中，能量和空间自旋极化电流也存在。这表明了一种简单而有效的方案来实现有效平滑的GNR边缘和石墨烯基自旋电子器件。
2014-07-08 cond-mat.mes-hall
Reducing disorder in graphene nanoribbons by chemical edge modification
我们目前的电子输运测量蚀刻的石墨烯纳米带在二氧化硅之前和之后的短氢尿酸（HF）处理。我们报告的运输性能的变化，特别是在减少运输间隙和减少掺杂水平HF浸渍后。有趣的是，有效能隙几乎不受HF处理的影响。对具有横向石墨烯栅极的石墨烯纳米管的额外测量支持强有力的指示，即HF显著地修改了所研究的纳米带的边缘，导致这些石墨烯纳米结构中的无序势显著降低。
2013-11-21 cond-mat.mes-hall
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
Emergent scale invariance of non-classical plasmons in graphene nanoribbons
利用最近邻紧束缚模型，我们研究了锯齿形和扶手椅形边缘终端的几纳米宽石墨烯纳米带上等离子体的量子效应。从狄拉克描述的洞察力，我们发现一个新兴的标度不变的行为，偏离经典模型的锯齿形和扶手椅结构。偏离的开始可以与能带结构中最低抛物线带的位置有关。狄拉克理论仅在参数子空间中有效，其中尺度不变性保持将具有高掺杂的窄带与具有低掺杂的宽带联系起来。我们还发现，锯齿形带状的边缘状态引起的等离子体的蓝移，与早期的研究结果石墨烯纳米盘和纳米三角形。
2018-07-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin-dependent ballistic transport properties and electronic structures of pristine and edge-doped zigzag silicene nanoribbons: large magnetoresistance
采用非平衡格林函数方法结合密度泛函理论研究了边缘掺杂锯齿型硅烯纳米带（ZSiNR）的电子结构和电导.双探针系统的ZSiNR在铁磁和反铁磁状态被认为是。掺杂效应的元素从第III和V族，在一个平行或反平行的两个电极的磁性配置，进行了讨论。打开和关闭外部磁场，我们可以将金属铁磁ZSiNR转换为绝缘反铁磁ZSiNR。在铁磁状态下，偶数或奇数宽度的ZSiNR表现出截然不同的磁阻。在奇数宽度边缘掺杂的ZSiNR中，与原始ZSiNR相比，发生大的磁阻。在宽度均匀的ZSiNR中情况相反。这些现象是由反平行结构中电导的剧烈变化引起的。
2014-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmonic-based gas sensing with graphene nanoribbons
利用等离子体激元进行气体振动模式传感的主要挑战是气体物质的极弱红外吸收。在这项工作中，我们探讨了通过表面吸附，光学，或静电场捕获自由气体分子，以增强气体等离子体相互作用，提高等离子体传感能力的可能性。我们讨论了这些捕获力的相对强度，并发现在典型的纳米阵列等离子体设置中的气体吸附对于约千分之几水平的气体浓度产生0.1%量级的光学消光的可测量的下降。
2019-10-02 cond-mat.mes-hall
Effect of edge roughness in graphene nanoribbon transistors
边缘不规则性和混合边缘形状的石墨烯纳米晶体管的特性的影响进行检查的非平衡格林函数形式主义的基础上的自洽原子模拟。由于带隙中引入的局域态，最小漏电流增大，而由于较小的量子传输和一般的自洽静电效应，导通电流减小。虽然导通电流和最小漏电流之间的比率减小，但即使在存在边缘粗糙度的情况下，晶体管仍然切换。然而，器件之间的变化可能很大，特别是对于短沟道长度。
2007-12-23 cond-mat.mes-hall
Signatures of single quantum dots in graphene nanoribbons within the quantum Hall regime
我们报告的观察周期性电导振荡附近的量子霍尔平台悬浮石墨烯纳米带。它们是由单量子点形成的，这些单量子点形成于带的最西端，在无序势的山谷和山丘中。在具有两个门的宽薄片中，已经观察到双点系统的签名。由于朗道能级之间形成的间隙，在单层石墨烯中实现了静电限制，这表明了一种创建可以用量子霍尔边缘态访问的栅极定义的量子点的方法。
2016-01-07 cond-mat.mes-hall
Improved Performance of Tunneling FET Based on Hetero Graphene Nanoribbons
提出了一种基于扶手椅型石墨烯纳米带的异质结隧穿场效应晶体管，并采用基于三维实空间非平衡格林函数的弹道量子输运模拟方法对其进行了研究。通过使用低带隙纳米带作为源极/漏极材料，异质结构显示出更好的性能，包括与同质结构相比更高的导通电流、更低的截止电流和改善的陡峭亚阈值摆动。器件性能与源漏掺杂浓度有很大关系。高掺杂密度导致源极中的密度态减少，并降低器件性能。
2013-12-12 cond-mat.mes-hall
Sensory organ like response determines the magnetism of zigzag-edged honeycomb nanoribbons
我们提出了一个解析理论的锯齿形边缘终止的蜂窝状纳米带的磁相图描述的哈伯德模型与相互作用参数U。我们表明，边缘磁矩变化为ln U，并揭示其依赖于宽度W的带。这一现象的物理学起源于纳米带的感觉器官样反应，表明要理解这些系统的磁性，需要考虑通常的Stoner-Landau理论之外的因素。在掺杂空穴或电子时，发生从相对边缘上的磁矩的反平行取向到平行取向的一阶磁性转变。这种过渡的临界掺杂示出成反比的带状物的宽度。使用变分蒙特卡罗计算，我们表明，磁性是强大的波动。此外，我们表明，磁相图是通用的锯齿形边缘终止的纳米结构，如纳米点。此外，我们进行第一性原理建模，以显示如何在取代的石墨烯纳米带中实现这样的磁性转变。
2012-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Half-Metallicity and Edge Magnetism of H-saturated InSe Nanoribbons
本文报道了氢饱和的InSe纳米带（H-ZISNs）的电子和磁性的理论研究。基于混合泛函第一性原理计算，我们发现H-ZISNs具有可调的半金属度和短程铁磁有序。我们首先表明，p型掺杂把窄的H-ZISNs从半金属到半金属，自旋极化沿In终止的边缘。这种行为进一步分析的两带紧束缚模型，它提供了一个易于处理的描述的H-ZISN电子结构，并作为一个出发点确定磁相互作用。海森堡模型内确定的占主导地位的交换相互作用被发现是铁磁性的带状宽度和电荷掺杂的独立。短程稳定性的磁序进行评估的零场自旋相关长度，这是发现在液氮温度下约为1 nm。最后，通过计算自旋相关的输运性质，我们发现了一个掺杂制度，其中可以观察到强自旋选择性的电导率。我们的研究结果表明，H-ZISNs是在纳米尺度上实现自旋电子效应的有吸引力的候选者。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Dirac fermions in armchair graphene nanoribbons trapped by electric quantum dots
利用量子点型静电势研究了狄拉克费米子在扶手椅型石墨烯纳米带中的禁闭。使用特定的投影算子，我们找到了一些满足适当边界条件的束缚态的精确解。我们表明，这些束缚态的能量属于价带和导电带的间隙，或者他们代表BIC的（在连续的束缚态），其能量嵌入在连续谱。
2021-11-21 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Impurity segregation in graphene nanoribbons
低维材料的电子性质可以通过掺杂来设计，但在石墨烯纳米带（GNR）的情况下，两个破密边缘的接近引入了对杂质在带宽度上的位置的额外依赖性。这为杂质引入了能量上有利的位置，导致杂质浓度的一定程度的空间偏析。我们开发了一个简单的模型来计算任意杂质的GNR系统的能量变化，因为该杂质是在整个带移动，并通过与从头计算比较验证其结果。虽然我们的研究结果与以前的作品预测GNR的边缘无序的优势，我们认为，整个带状吸附杂质的分布可能是可控的外部因素，即施加的电场。我们建议，这种控制杂质偏析可能允许操纵和微调的磁性和输运性质的GNRs。
2009-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in armchair graphene nanoribbon heterostructures
我们研究了由不同宽度的石墨烯扶手椅纳米带组成的异质结构中出现的平带的性质。其中一个平带让人想起出现在原始扶手椅纳米带中的平带，并且其起源于量子力学相消干涉效应，Lin等人在Phys.Rev.B79，035405（2009）中称之为“Wannier轨道态”。在这些异质结中发现的额外的平带，有些相当接近费米能级，似乎是由类似的干涉过程产生的。在对各种异质结构的能带结构进行了深入的紧束缚分析之后，着重于平带的性质，利用密度泛函理论研究了通过掺杂使费米能级靠近不同的平带而形成磁性基态的可能性。我们的DFT结果证实了预期，这些异质结构，适当的空穴掺杂后，开发铁磁基态，似乎需要，在原始扶手椅纳米带的情况下，存在一个分散带交叉的平带。此外，我们发现一个显着的协议之间的紧束缚和DFT结果的电荷密度分布的所谓的Wannier轨道状态。
2022-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier Density and Magnetism in Graphene Zigzag Nanoribbons
在$π$轨道Hubbard模型平均场近似下研究了锯齿形石墨烯纳米颗粒中载流子密度对磁性的影响。半填充的结构改变了磁性，导致了带内电荷密度变化和相对边缘平行自旋排列的状态。有限的载流子密度导致边缘附近的自旋密度稳步下降，最终导致磁性消失。在低掺杂浓度下，系统表现出多铁性秩序的趋势，其中边缘电荷和自旋同时极化。
2009-06-25 cond-mat.mes-hall
Dirac half-semimetallicity and antiferromagnetism in graphene nanoribbon/hexagonal boron nitride heterojunctions
本文预测石墨烯纳米带/六方氮化硼异质结具有半半金属性，其完全自旋极化的狄拉克点源于电荷转移，且掺杂可诱导反铁磁到亚铁磁相变，为碳基自旋电子学提供可调谐一维自旋极化导电通道。
2023-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
