鋸齒型石墨烯納米帶的電學(xué)性質(zhì)和熱學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、石墨烯作為一個單原子厚度的二維半金屬單層碳原子，通過機械剝離和外延生長方法已經(jīng)成功地被制備出來。在凝聚態(tài)研究中，研究石墨烯的電子性質(zhì)已經(jīng)成為比較新且繁榮的研究領(lǐng)域。除了理解石墨烯的電子結(jié)構(gòu)外，修飾石墨烯的電子結(jié)構(gòu)也是一個關(guān)鍵。目前已有些方法被提出修飾石墨烯的電子結(jié)構(gòu)去打開半金屬石墨烯的帶隙，比如氫吸附、N摻雜、B摻雜等。石墨烯優(yōu)異的材料性能在納米器件、半導(dǎo)體器件、太陽能電池、儲氫材料和生物感應(yīng)器等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值，但在器件使用過程

2、中，熱傳導(dǎo)性質(zhì)是一個不可忽略的因素。
　　本文運用第一性原理方法計算了BN鏈摻雜鋸齒型石墨烯納米條帶的電子輸運性質(zhì)，采用非平衡分子動力學(xué)方法模擬了石墨烯不同卷曲度下的熱導(dǎo)率，研究結(jié)果主要包括:
　　1．采用了密度泛函理論和非平衡格林函數(shù)方法，通過計算BN鏈摻雜鋸齒型石墨烯納米條帶的能帶、態(tài)密度和透射譜，研究了金屬性鋸齒型石墨烯納米條帶(ZGNRs)中摻入BN鏈時體系電子輸運性質(zhì)的變化。研究發(fā)現(xiàn)，摻入的BN鏈改變了鋸齒型石墨烯

3、納米帶的電子輸運性質(zhì)，BN鏈摻雜使得鋸齒型石墨烯納米帶的能帶結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了能隙，實現(xiàn)了金屬到半導(dǎo)體相轉(zhuǎn)變。隨著摻入的BN鏈條數(shù)增加，帶隙進(jìn)一步增大,同時體系費米面附近的電子透射系數(shù)逐漸減小。研究還表明摻雜位置對鋸齒型石墨烯納米帶的電子輸運性質(zhì)也會產(chǎn)生顯著影響．
　　2．采用非平衡分子動力學(xué)方法研究了單層鋸齒型石墨烯納米條帶的熱導(dǎo)率與卷曲度、長度之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)鋸齒型石墨烯納米條帶的熱導(dǎo)率隨著卷曲度的增加，熱導(dǎo)率有增有減，隨著納米