外场调控下六角晶格能带性质的研究

发布时间：2021-12-24 15:45

　　六角晶格材料因其特殊的结构被广泛研究,其中具有代表性的就是石墨烯。然而,由于石墨烯是零带隙的,要想将它应用到半导体器件有一定的困难。石墨烯纳米带恰恰解决了这个问题,由于其不同的边界类型,带隙的大小也不同。介于它这种特别的性质,引起了研究者对它的好奇和浓厚的钻研兴趣。这篇文章中,我们首先介绍石墨烯的结构性质和石墨烯纳米带的能带结构的介绍,然后介绍研究过程中所用到的理论模型和研究方法,最后运用上述方法对石墨烯纳米带的能带结构及其输运性质做了系统的研究。我们先通过改变单一外场来调控石墨烯纳米带的能带结构,从而改变它们的输运性质。发现在AB子晶格势的作用下,石墨烯纳米带的能隙都随子晶格势的增大呈线性增大。在非均匀电场的作用下,对于不同类型的石墨烯纳米带,其能隙的变化规律不同。在单轴应力的作用下,Armchair石墨烯纳米带（AGNNR）带隙会随应力变化,但Zigzag石墨烯纳米带（ZGNR）的带隙基本没有什么变化。其次,我们研究了AGN 在单轴应力和非均匀电场的共同作用下的能带,发现其能带结构能够实现能隙的闭合和打开。值得一提的是当在以上基础上加入了一个垂直磁场时,纳米带中出现边界态及界面态,... 

【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１：?Ｕ）石墨烯的蜂窝晶格结构

ｖＦ?＝?＾ｆ３ｙ〇ａ／２ｆｉ?（１．４）??从方程（１．３）可以在布里渊区的尤和厂点产生了接触的锥型能带，如图１－??１?（ｃ）所示。石墨烯中的电子由于它的线性，类光子散射以及在动量空间的接触??点被叫做狄拉克点，所以被称为狄拉克费米子ｓ费米能级正好位于未掺杂石??墨烯的狄拉克点＜＞??由于石墨铺的每个碳原乎以杂化的方式形成很强的（Ｔ键与其它相临的碳??原子相连，这种强相连的Ｃ－Ｃ键使得石塵烯拥有了很高的强度，而且它还具备??优秀的柔韧性，其杨氏模録可以接近：Ｌ〇ｒＰｆｌ［５］，还具有高的拉伸强度［６］，从而??在外在应力情况下得到很多有趣的现象［７－９］。３然，主要使石墨烯的存在变的特??别的

烯片［１２，１３］或者外延生长的石墨烯片［１４，１５］的方法，得到了小尺寸的石墨烯纳米??带，而且由于其边缘结构的不同，虫要分为两种，即：和ＺＧＡＷ［１６，１７］，??如图１－２所示。图中虚线表示在此方向上是周期性循环的，而在另＾方面是有限??宽度的。在此我们应用紧束缚近似的方法，则在仅考虑最近邻电子跃迁的情况??下，早层石墨烯纳米带的哈密顿量为：??Ｈ?＝?－ｔＹｊＣ＾Ｃｊ?＋?Ｈ．Ｃ?（１．５）??＜Ｕｊ＞??方程中ｒ为最近邻跃迁能，＜／，ｊ＞代表最近邻的格点，ＣＪＸＣ；）是产生（煙没）算??符，是第一项的厄米共轭。??－３－??

【参考文献】：
期刊论文
[1]Evidence of van Hove singularities in ordered grain boundaries of graphene[J].   Science Foundation in China. 2014(02)



本文编号：3550761