B-N鏈摻雜石墨烯納米帶電子結(jié)構(gòu)的第一性原理研究.pdf

1、石墨烯納米帶由于其獨特的幾何結(jié)構(gòu)、電子特性以及在未來電子器件中的潛在應(yīng)用價值而成為眾多學(xué)者的研究焦點。本文采用基于密度泛函理論的電子結(jié)構(gòu)模擬研究了硼氮鏈摻雜對石墨烯納米帶的電子結(jié)構(gòu)的影響，主要研究內(nèi)容如下:
　　 研究了單條硼-氮鏈摻雜到鋸齒形/扶手椅形石墨烯納米帶不同位置的難易程度和電子結(jié)構(gòu)特征的差異，摻雜方向平行于石墨烯納米帶邊緣，并且考察了石墨烯納米帶自身對稱性和寬度的影響。研究結(jié)果表明:
　　 B-N鏈摻雜會使體

2、系的總能升高，說明對石墨烯摻雜需要在一定的條件下才能實現(xiàn)。對不同位點摻雜后的總能比較，發(fā)現(xiàn)邊緣摻雜在所有體系中總能最低，說明硼-氮原子鏈有向邊緣遷移的傾向。
　　 分析了B-N鏈摻雜對石墨烯納米帶電子結(jié)構(gòu)的影響。對于鋸齒型石墨烯納米帶，發(fā)現(xiàn)硼-氮鏈摻雜在中央及次中央時，與純的鋸齒型石墨烯納米帶相比，體系的能帶變化不大;而摻雜在邊緣時，由于體系的邊緣態(tài)受到很大的影響，在體系能帶結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了明顯的邊緣態(tài)，并出現(xiàn)了顯著的自旋退簡并現(xiàn)象

3、，并且體系能級被明顯打開。
　　 對于扶手椅型石墨烯納米帶，電子結(jié)構(gòu)十分敏感于摻雜位點和納米帶本身的寬度，硼-氮鏈摻雜對不同寬度的扶手椅型石墨烯納米帶都能明顯的改變其帶隙，當(dāng)摻雜到邊緣時改變特別顯著，尤其是帶寬方向碳原子為7的體系。
　　 以上研究表明，B-N鏈摻雜能有效地調(diào)節(jié)鋸齒型石墨烯納米帶的自旋電子結(jié)構(gòu)特征，同時也能有效地調(diào)控石墨烯納米帶的能隙。從而，B-N摻雜的石墨烯納米帶將在新型半導(dǎo)體納米器件中具有一定的應(yīng)用價