石墨烯納米結構電子輸運的調制.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,特別是在電子學領域的巨大應用價值使之成為目前炙手可熱的納米材料。對石墨烯電學性質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構中的電子輸運現(xiàn)象進行研究,探討幾何結構、形狀和外部勢等因素對電子輸運的調控作用,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。
　　本論文共分六章。
　　第一章介紹石墨烯的結構、性質、制備和潛在的應用。
　　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用。
　　第三章,研究了兩種變形后的L型石墨烯納米結的電子輸運性質,討論了內外側彎角的形狀和尺寸對輸運的調制。結果表明,L型石墨烯納米結中的電子輸運性質

3、極大得依賴于彎角的形狀。內側彎角的形變將導致L型納米結由金屬向半導體轉變。而內外側彎角都存在形變的L型納米結中則存在共振隧穿現(xiàn)象,共振透射是由局域在L型結中的準束縛態(tài)引起的。
　　第四章,研究了折疊石墨烯條帶的電子輸運性質,討論了折疊效應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。結果表明,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體

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