磷烯各向异性电导与电场调控

发布时间：2021-11-10 13:18

　　磷烯自从2014年被制备出来,因其特殊的结构,优异的性能受到了人们的广泛关注。磷烯具有直接带隙,而且其带隙与层数具有依赖性。它的开关比高达105,而且具有较高的载流子迁移率,室温下达到1000cm2V·1s-1。这些特性使得磷烯在纳米电子以及光电子器件中具有广阔的应用前景。特别的是,磷烯具有高的迁移率并且呈现强的各向异性。实验观测磷烯电导各向异性,其电导各向异性强度基本一致,然而,不同实验观察其电导极大方向不同,介于-5°与50°之间。在理论研究中,人们得到磷烯电导各向异性的大小是实验测量值的10倍,其电导极大值仅位于晶向指数（0,n）的扶手椅型方向,不同于实验观察。磷烯电导各向异性,其物理机制仍不清楚,有待深入的探索。本论文中,我们基于紧束缚模型和非平衡格林函数方法,计算研究了磷烯电导各向异性及其电场调控效应。其主要研究内容分为以下几个部分:1、单层磷烯的各向异性电导与电场调控。（1）基于四带紧束缚模型,发展格林函数方法,研究了单层磷烯电导的各向异性及其物理机制。结果表明磷烯电导的各向异性与化学势密切相关,其电导极大与极小之比值、电导极大方向均随化学势显著改变,理论结果与实验测量很好... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：49 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２?（ａ）石墨烯，碳纳米管以及Ｃ？／ｎｌ

界的狂热关注。石墨烯是通过机械剥离法从石墨中分离出来的，呈现平面六角型??蜂巢状的二维结构，其中碳原子是以ｓｐ２杂化轨道结合而成。石墨烯具有奇特的??电子能带结构，费米能处呈线性狄拉克费米子特性，如图１．２所示，其导带与价??带在Ｋ点相交呈锥型［１１］。石墨烯的这种结构使得它具有极低的载流子有效质量，??因而具有极高的载流子迁移率，可高达２＞＜１０５〇１１２＾。石墨烯还有很多优异的??（ａ）?（ｂ）??图１．２?（ａ）石墨烯，碳纳米管以及Ｃ？／ｎｌ。（ｂ）石墨烯电子色散关系图［ｎ］。??性能，它有很强的力学特性，是世界上己知的最薄最坚硬的二维材料。它还具有??优异的电学、光学能。同时石墨烯具有很高的热导率，还具有反常量子霍尔效??２??

６．５?Ａ??＇??图１．３ＭｏＳ２结构示意图［７］。??磷烯在２０１４年成功制备之后，备受关注。因为与其他二维材料相比，它的??各种性能都很优良。它是黑磷的单层结构形式。它具有直接带隙，很高的开关比，??高迁移率等性能。在场效应晶体管、光电子器件、自旋电子、气体传感器以及太??阳能电池等方面都有很好的应用前景。关于磷烯的具体性能与应用，我们将／￡?Ｋ??文中介绍。??３??


本文编号：3487329