拉力調(diào)控下石墨烯電子性質(zhì)的理論研究.pdf

1、石墨烯(Graphene)即是多層石墨中的一層。自從2004年英國(guó)曼徹斯頓大學(xué)Geim領(lǐng)導(dǎo)的研究小組實(shí)驗(yàn)上成功制備出石墨烯以來，人們極大興趣的關(guān)注起這種二維碳單原子層材料。石墨烯不僅是現(xiàn)今最薄的材料，而且具有非常奇特的電子性質(zhì)，這些電子特性使石墨烯可以作為未來理想電子器件的首選材料。 本論文是在拉力垂直拉伸鋸齒邊型和扶手邊型石墨烯帶兩邊的模型下，利用靜力學(xué)方法和雜化軌道理論對(duì)石墨烯的形變及碳原子的雜化軌道成分與拉力的關(guān)系進(jìn)行了研

2、究，并在這兩種模型及模型與拉力關(guān)系的基礎(chǔ)上，在考慮最近鄰相互作用的情況下和三近鄰相互作用的情況下，我們利用緊束縛方法分別對(duì)石墨烯能帶及帶隙與拉力的關(guān)系進(jìn)行了理論研究。 在對(duì)石墨烯的形變及雜化軌道成分與拉力關(guān)系的研究中，我們分別得到了石墨烯的鍵角、鍵長(zhǎng)及雜化軌道的s-軌道成分和p-軌道成分與拉力的解析關(guān)系。通過數(shù)值計(jì)算還發(fā)現(xiàn)：在鋸齒邊型石墨烯中以拉力為對(duì)稱軸的兩個(gè)雜化軌道其s-軌道成分隨拉力減小，而與拉力共軸的軌道其s-軌道成分是

3、增加的。對(duì)于p-軌道，以拉力為對(duì)稱軸的px-軌道成分大小隨拉力增加，而與拉力共軸的恰減小，py-和pz-軌道成分不變；扶手邊型的結(jié)果正好與鋸齒邊型相反。 在對(duì)石墨烯能帶及帶隙與拉力關(guān)系的理論研究中，在考慮最近鄰和三近鄰情況下，我們分別解析的得到了拉力作用在鋸齒邊型和扶手邊型兩種模型下石墨烯能帶及帶隙與拉力的關(guān)系，并對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)：拉力不但能使石墨烯產(chǎn)生帶隙，而且其帶隙隨著拉力的增大而變寬，并且鋸齒型比扶手型的帶