C5N石墨烯纳米带超高电导特性研究

发布时间：2021-04-30 04:26

　　本文采用密度泛函理论和非平衡格林函数相结合的方法,系统地分析了硼原子,氮原子掺杂石墨烯纳米带的电子结构和输运性质。得到以下结论:我们系统地研究了硼原子化学吸附扶手椅石墨烯纳米带（B-AGNR）的电子结构和磁性性质。结果表明,虽然硼原子吸附石墨烯可以引入高净磁性,但是对这种磁性石墨烯的切割不总是能产生磁性纳米带。只有宽度为W=3p+1家族的纳米带是磁性的,磁矩为1.0μB,并且对吸附位置,纳米带宽和超晶胞长度都不敏感;而W=3p和3p+2家族的纳米带是非磁性的。与硼原子取代掺杂不同,硼原子吸附使费米能级上移,且硼原子和邻近碳原子P_z轨道的耦合在每个条带中都诱导产生了半充满能带。而且,我们还发现半充满能带的分布完全依赖于家族特性。由于较强的量子限域和边缘效应,它在W=3p或3p+2家族具有很好的离域性,但在W=3p+1家族局域性却很强。此外,通过减小带宽和增加超晶胞长度来增强量子限制和减弱硼原子之间的相互作用,半充满能带的局域性可以提高。严重局域化的半充满能带位于费米能级上,由于受到库仑斥力的作用发生自旋分裂,导致体系出现磁性半导体特性。我们的研究结果不仅为半导体自旋... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 石墨烯
    1.3 石墨烯纳米带
        1.3.1 石墨烯纳米带的制备
        1.3.2 石墨烯纳米带的性质及应用
    1.4 本章小结
第二章 理论和研究方法
    2.1 电子结构计算
        2.1.1 Born-Oppenheimer近似
        2.1.2 Hartree-Fock近似
        2.1.3 密度泛函理论
    2.2 量子输运理论
        2.2.1 格林函数方法
        2.2.2 非平衡格林函数
    2.3 本章小结
第三章 吸附硼原子的石墨烯条带磁性的家族依赖性
    3.1 引言
    3.2 模型与计算方法
    3.3 结果和讨论
    3.4 本章小结
第四章 有序氮掺杂石墨烯纳米带超高电导及其机理研究
    4.1 引言
    4.2 模型与计算方法
    4.3 结果和讨论
        4.3.1 扶手型石墨烯纳米带
        4.3.2 锯齿型石墨烯纳米带
        4.3.3 费米能级的移动量与掺杂浓度之间的线性关系
        4.3.4 讨论
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果



本文编号：3168838