锯齿形硅烯纳米带电学性质的第一性原理研究
[Abstract]:With the continuous innovation of science and technology, the size of materials in electronic devices is decreasing. When reduced to nanometer order of magnitude, electronic volatility is significant, and materials exhibit strange excellent properties. Graphene (Grahpene) was successfully prepared in laboratory and found to have excellent properties. In the past decade, graphene and graphene based materials have been extensively and deeply studied, including fullerene, carbon nanotubes, graphene nanoribbons, and have been used in electronic devices. However, because graphene is a zero-band gap semiconductor, it can not be directly applied in practical electronic devices. Therefore, combining with the existing silicon-based technology, people have a strong interest in the study of silicene (Silicene). Silene is a new two-dimensional material with similar geometric structure to graphene. It has been proved in theory and experiment that it can exist stably and is compatible with the existing silicon based technology. Silicene will probably be one of the most suitable materials for modern electronic devices. It is particularly important to apply silicene nanomaterials to the cutting of materials in electronic devices and to determine their electrical properties. Cutting silicene or silicon nanotubes to obtain silyene nanobelts (Si NRs),) according to the difference of edge chirality, two kinds of high symmetry silicene nanoribbons: sawtooth silicon thin nanobelts (Zigzag Silicene Nanoribbons,) will be obtained. ZSi NRs) and armchair (Armchair Silicene Nanoribbons, for ASi NRs). Based on density functional theory (DFT), the electrical properties of sawtooth silicene nanobelts (ZSi NRs) are studied. The effects of different edge modification on the geometric structure and electrical properties of sawtooth silicene nanoribbons are discussed. We have selected hydrogen (H), fluorine (F), hydroxide (OH) and oxygen (O) to modify the edge of the zigzag silicene nanobelts and consider the exchange correlation between the edge electrons which makes the spin polarization direction different. There are nonmagnetic (Non-magnetic state,NM), ferromagnetic (Ferromagnetic state,FM) and antiferromagnetic (Anti-ferromagnetic state,AFM) states in serrated silicene nanowires. Based on density functional theory (DFT), we first optimize the geometric structure of zigzag silicene nanobelts in three spin magnetic states, and then calculate the energy band, the density of states and the charge density. The effect of edge modification of different chemical elements on the charged properties of silicene nanocrystalline was studied. In this paper, we found that silicene has hexagonal honeycomb structure similar to graphene, unlike graphene, two sets of triangular lattice are not in the same plane (that is, low-buckled hexagonal honeycomb structure). This is consistent with the structure in the literature. The edge chemical modification has little effect on the geometric structure, and the structure of the edge is slightly changed by the stress. Then, the band structure, density of states and charge density are analyzed. The results show that the zigzag silicene nanobelts have localized edge (Localized edge states), after edge modification. It is also found that the energy band near the Fermi (Fermi) energy level is open in the opposite direction of spin polarization, that is, in the antiferromagnetic field, and the energy gap appears. This thesis is divided into five chapters. Chapter one introduces the density functional theory, the second chapter introduces the research progress of graphene, silicene and silicene nanobelts, the third chapter discusses the effect of edge modification on the structure of zigzag silicene nanoribbons. In chapter 4, the effect of edge modification on the charge-induced properties of zigzag silicene nanocrystalline is studied. In the last chapter, a summary of this thesis is given.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O613.72;TB383.1
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,本文编号:2390746
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