石墨烯電子結(jié)構(gòu)和波函數(shù)特性的研究.pdf

1、自從石墨烯發(fā)現(xiàn)以來，關(guān)于石墨烯的研究不斷取得重要進展，石墨烯具有非同尋常的導(dǎo)電性能超乎尋常的強度和極好的透光性，其在半導(dǎo)體領(lǐng)域尤其是在光電子材料器件領(lǐng)域有著良好應(yīng)用前景。對石墨烯的電子特性進行研究是研究石墨烯材料的基礎(chǔ)。
　　本文中首先對石墨烯的結(jié)構(gòu)和電子特性作了理論推導(dǎo)，在石墨烯中相鄰碳原子的碳碳鍵夾角為2π/3，從而以共價σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環(huán)的蜂窩式層狀結(jié)構(gòu)。每個碳原子還有一個垂直于層平面的Pz軌道，可以形成貫穿全層的

2、多原子的大π鍵，因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電性。運用密度泛函理論和第一性原理，分別計算得到石墨烯的電子波函數(shù)、電子密度及態(tài)密度等，通過對這些計算結(jié)果的分析，驗證了上述理論推導(dǎo)的結(jié)果。
　　通過對石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)的分析，自旋-軌道耦合導(dǎo)致石墨烯的電子系統(tǒng)在z方向的對稱性被破壞，在Dirac點處引入一個微小的帶隙。距費米能級大約-0.2eV處的π電子能帶扭曲可能是由兩個部分組成，一個在-0.195eV,另一個在-0.16eV。在-0.195eV