石墨烯納米結(jié)構(gòu)電子輸運的調(diào)制.pdf

1、Geim和Novoselov等人在2004年成功制備出了只有一個原子層厚的石墨烯,這一新型的碳納米材料在力、熱、電、光等多個領(lǐng)域都顯示出了優(yōu)良的物理屬性,引起了人們極大的研究興趣,特別是在電子學(xué)領(lǐng)域的巨大應(yīng)用價值使之成為目前炙手可熱的納米材料。對石墨烯電學(xué)性質(zhì)的研究已成為目前凝聚態(tài)物理最前沿的課題之一。本論文采用格林函數(shù)方法對石墨烯納米結(jié)構(gòu)中的電子輸運現(xiàn)象進(jìn)行研究,探討幾何結(jié)構(gòu)、形狀和外部勢等因素對電子輸運的調(diào)控作用,發(fā)現(xiàn)石墨烯中新的量

2、子輸運現(xiàn)象、探討其物理機制,提出新型的微納電子器件,為制備基于石墨烯的電子器件提供物理模型和理論依據(jù)。
　　本論文共分六章。
　　第一章介紹石墨烯的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備和潛在的應(yīng)用。
　　第二章簡單介紹了格林函數(shù)方法,以及格林函數(shù)方法在石墨烯條帶電子輸運屬性計算中的應(yīng)用。
　　第三章,研究了兩種變形后的L型石墨烯納米結(jié)的電子輸運性質(zhì),討論了內(nèi)外側(cè)彎角的形狀和尺寸對輸運的調(diào)制。結(jié)果表明,L型石墨烯納米結(jié)中的電子輸運性質(zhì)

3、極大得依賴于彎角的形狀。內(nèi)側(cè)彎角的形變將導(dǎo)致L型納米結(jié)由金屬向半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變。而內(nèi)外側(cè)彎角都存在形變的L型納米結(jié)中則存在共振隧穿現(xiàn)象,共振透射是由局域在L型結(jié)中的準(zhǔn)束縛態(tài)引起的。
　　第四章,研究了折疊石墨烯條帶的電子輸運性質(zhì),討論了折疊效應(yīng)對石墨烯條帶電子輸運的影響,比較了單層、雙層、折疊石墨烯條帶的輸運性質(zhì)。結(jié)果表明,金屬型扶手椅邊界石墨烯條帶在折疊后仍然能保持金屬性,但半導(dǎo)體型扶手椅邊界石墨烯條帶在折疊后可能是金屬也可能是半導(dǎo)體

4、,帶隙與層間耦合強度緊密關(guān)聯(lián)。鋸齒型折疊石墨烯條帶的電導(dǎo)譜與單層和雙層石墨烯條帶的電導(dǎo)譜有很大的差別。在費米能級附近的電導(dǎo)臺階量值是單位電導(dǎo)G0的奇數(shù)倍,而其他的電導(dǎo)臺階量值則是G0的偶數(shù)倍。
　　第五章,研究了石墨烯條帶在一維中心勢調(diào)制下的電子輸運性質(zhì)。結(jié)果表明,扶手椅邊界石墨烯條帶的帶隙隨中心勢調(diào)制強度的變化而變化——隨著中心勢調(diào)制的增強,體系由半導(dǎo)體變成金屬再變成半導(dǎo)體。對于鋸齒邊界石墨烯條帶,當(dāng)中心勢調(diào)制強度超過某一臨界值