一維碳納米材料電子輸運(yùn)的調(diào)制.pdf

1、一維碳納米材料獨(dú)特的電子性質(zhì)使其在微納電子學(xué)中具有巨大的潛在應(yīng)用前景。本文通過(guò)第一性原理結(jié)合非平衡格林函數(shù)的方法,研究了應(yīng)變以及復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)碳納米管以及石墨納米條帶電子輸運(yùn)的調(diào)制效應(yīng)。
　　(1)研究了金-碳納米管復(fù)合結(jié)對(duì)碳納米管電子輸運(yùn)的調(diào)制效應(yīng)。金-碳納米管復(fù)合結(jié)能引入強(qiáng)烈的碳金耦合作用,從而有效提高碳納米管的電子輸運(yùn)性質(zhì)。對(duì)于SWCNT(5,5),金-碳納米管復(fù)合接觸將使得碳納米管的電導(dǎo)提高一倍。而對(duì)于SWCNT(10,0),

2、金-碳納米管復(fù)合結(jié)降低了金-碳納米管接觸處的肖特基勢(shì)壘,從而顯著降低了碳納米管的開(kāi)啟電壓。同時(shí),具有金-碳納米管復(fù)合結(jié)的SWCNT(10,0)表現(xiàn)出負(fù)微分電阻效應(yīng)。
　　(2)研究了ZGNRs-ZBNNRs復(fù)合納米條帶對(duì)ZGNRs(ZBNNRs)電子輸運(yùn)的調(diào)制效應(yīng)。對(duì)于ZGNRs,由ZBNNRs替換形成的復(fù)合納米條帶使得其費(fèi)米能級(jí)附近的傳輸系數(shù)從1G0提高至3G0。對(duì)于ZBNNRs,由ZGNRs替換形成的復(fù)合納米條帶使得其費(fèi)米能級(jí)

3、處的傳輸帶隙被2G0的平臺(tái)所替代?？梢?jiàn),ZGNRs-ZBNNRs復(fù)合納米條帶將有效提高ZGNRs(ZBNNRs)的電子輸運(yùn)性質(zhì)。傳輸電導(dǎo)的增益來(lái)自于復(fù)合納米條帶界面處的B(N)原子與C原子的耦合作用在費(fèi)米能級(jí)附近引入兩條新的能帶。復(fù)合納米條帶對(duì)本征納米條帶費(fèi)米能級(jí)附近電子輸運(yùn)性質(zhì)的調(diào)制作用幾乎不受到替換位置的影響。并且,由于C-B界面為體系提供了額外的輸運(yùn)通道,復(fù)合納米條帶在金電極間依然保持對(duì)本征納米條帶電子輸運(yùn)性質(zhì)的增益效應(yīng)。

4、　　(3)研究了形變對(duì)石墨納米條帶電子輸運(yùn)的調(diào)制效應(yīng)。對(duì)于ZGNRs,拱型形變對(duì)其電子輸運(yùn)性質(zhì)的影響十分微小,而臺(tái)階型的形變則會(huì)降低ZGNRs的傳輸電導(dǎo)。對(duì)于AGNRs,拱型形變和臺(tái)階型形變都降低了AGNRs的開(kāi)啟電流,其中拱型形變還提高了AGNRs的開(kāi)啟電壓。研究還表明ZGNRs在費(fèi)米能級(jí)附近的傳輸電導(dǎo)幾乎不受到軸向應(yīng)變或者徑向應(yīng)變的影響,依然保持與本征ZGNRs相同的良好輸運(yùn)特征。這是由于ZGNRs的邊緣態(tài)并不受外加軸向或者徑向應(yīng)變