石墨烯上梯度量子点阵列实现的电子波聚焦

发布时间：2017-08-16 23:01

  本文关键词：石墨烯上梯度量子点阵列实现的电子波聚焦

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【摘要】：自从单层石墨烯于2004年首次在实验上被制备以来,这一种新型的二维拓扑碳材料吸引了众多研究者们的关注,因为石墨烯具有许多奇异的电子输运性质。石墨烯中的电子在处于费米能带附近时,其能量与动量保持近似的线性关系。又因为电子有效质量可被认为几乎为0,遵循Dirac方程,所以石墨烯中的电子又被称为无质量的狄拉克-费米子,因此石墨烯具备了传统半导体所不具有的电子输运优势。本文首先介绍了石墨烯中垂直入射的电子波可以被一种石墨烯上的梯度量子点阵列结构有效聚焦,其中的梯度是通过逐渐改变量子点阵列结构的晶格常数来实现的。接着通过给出一个量子点周期势的能带结构图,阐述了等效折射率随梯度结构而改变从而实现电子波聚焦的物理原因。一旦选择了合适的晶格常数梯度和入射方向上的阵列层数,入射的电子波甚至可以实现强聚焦。并且这种聚焦对于很大范围内的入射电子波的能量以及入射角度都可以实现,这使得人们可能可以设计出一种具有非常好性能的基于石墨烯材料的电子器件来代替传统的半导体电子器件。
【关键词】：石墨烯 电子波聚焦 梯度量子点阵列 能带结构
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O613.71;O471.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 一 绪论10-23
• 1 石墨烯简介10-15
• 1.1 碳材料10-11
• 1.2 石墨烯结构11-15
• 2 石墨烯的电子输运性质15-17
• 3 石墨烯的应用17-19
• 3.1 作为实验平台的应用17
• 3.2 作为传感器的应用17
• 3.3 储氢的应用17-19
• 4 石墨烯中电子波聚焦的研究现状19-21
• 5 石墨烯量子点21-22
• 6 本论文的研究内容22-23
• 二 石墨烯上梯度量子点阵列对电子波散射的理论研究23-26
• 1 石墨烯梯度量子点阵列23-24
• 2 量子点对入射电子波散射理论基础24-26
• 三 电子波聚焦特性分析26-38
• 1 聚焦现象26-28
• 2 石墨烯梯度量子点阵列的能带结构分析28-30
• 3 梯度量子点阵列结构对聚焦性质的影响30-35
• 3.1 入射方向上阵列层数对聚焦的影响30-32
• 3.2 梯度大小对聚焦的影响32-35
• 4 实现聚焦的入射角及能量范围35-38
• 四 研究总结及展望38-40
• 致谢40-41
• 参考文献41-45
• 攻读硕士学位期间发表的论文目录45

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本文编号：685926