25798.石墨烯體系的鉬(mo)原子摻雜及缺陷的stm研究

1、中圖分類號(hào)Q壘墨UDC三三Q碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼!Q三三密級(jí)公玨石墨烯體系的鉬(Mo)原子摻雜及缺陷的STM研究(TheSTMresearchesofMolybdenum(Mo)dopantsanddefectsingraphenesystems)作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：副指導(dǎo)教師：萬(wàn)聞物理學(xué)低維表面物理物理與電子學(xué)院高永立黃寒論文答辯日期2Q!壘：Q5=2窆答辯委員會(huì)主席中南大學(xué)2014年5月碩士學(xué)位論

2、文石墨烯體系的鉬(Mo)原子摻雜及缺陷的STM研究摘要摘要：由單層碳原子按蜂窩狀排列而成的石墨烯由于具有相當(dāng)優(yōu)良物理、電子和光學(xué)等特性而在過(guò)去10年里引起了人們對(duì)其在基礎(chǔ)性及應(yīng)用性等方面研究的興趣。發(fā)展基于石墨烯體系的納米器件需要簡(jiǎn)單的方法來(lái)調(diào)控它的電子和磁特性。隨著研究發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)石墨烯這一類二維材料體系中的固有缺陷及外來(lái)?yè)诫s可能對(duì)它們的電子、光學(xué)、熱學(xué)以及力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生較大的影響。因此，對(duì)石墨烯體系中缺陷的研究將具有非常重要的意義。

3、本論文將主要從對(duì)雙層石墨烯進(jìn)行鉬(Mo)原子摻雜的研究出發(fā)，以探究特定過(guò)渡金屬原子對(duì)石墨烯相關(guān)特性的調(diào)控。另外，在本論文中也對(duì)通過(guò)自組裝得到的類石墨烯超分子結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行了一些簡(jiǎn)單的討論，以期擴(kuò)展對(duì)類石墨烯二維材料中存在的缺陷的研究。論文主要包括兩個(gè)部分：(1)首次提出一種簡(jiǎn)單可行的方法將過(guò)渡金屬(Mo)原子摻雜到SIC(0001)表面的外延雙層石墨烯晶格中。我們利用LTSTM(T=77K)和第一性原理計(jì)算研究了Mo原子在雙層石墨

4、烯中的摻雜位點(diǎn)和相應(yīng)的電子特性。對(duì)Mo摻雜石墨烯的LTSTM研究發(fā)現(xiàn)，單個(gè)Mo原子以取代雙層石墨烯中上層0L位C原子的方式選擇性的摻雜于雙層石墨烯中。另外，由于Mo原子與鄰近的C原子以共價(jià)鍵的形式相結(jié)合使其在～1100K的溫度下依然保持穩(wěn)定?；诿芏确汉碚摰牡谝恍栽碛?jì)算表明，Mo原子在石墨烯中摻雜的穩(wěn)定位置位于雙層石墨烯的層間，很好地驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)上所觀察到的結(jié)果；另外，計(jì)算得出摻雜后的石墨烯表現(xiàn)出明顯的n型摻雜，并在摻雜位點(diǎn)處出現(xiàn)18

5、1uB的局域自旋磁矩。這種摻雜效應(yīng)可將石墨烯廣泛地應(yīng)用于自旋電子器件中。(2)與通過(guò)單原子吸附與摻雜以調(diào)控石墨烯的相關(guān)特性的方法類似，分子白組裝的方法可以盡可能地在物質(zhì)的最小尺寸范圍內(nèi)對(duì)形成納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行物性調(diào)控。論文利用高分辨的STM研究了溴代芳香族化合物l，3，5三(4溴苯基)苯(TBB)在活性襯底Ag(111)表面的吸附行為。在退火及催化作用下，TBB分子中的CBr鍵會(huì)發(fā)生斷裂并與襯底原子以金屬一有機(jī)配位鍵(CAgC)的形式結(jié)合成的