B-N鏈摻雜石墨烯納米帶電子結(jié)構(gòu)的第一性原理研究.pdf

1、石墨烯納米帶由于其獨(dú)特的幾何結(jié)構(gòu)、電子特性以及在未來(lái)電子器件中的潛在應(yīng)用價(jià)值而成為眾多學(xué)者的研究焦點(diǎn)。本文采用基于密度泛函理論的電子結(jié)構(gòu)模擬研究了硼氮鏈摻雜對(duì)石墨烯納米帶的電子結(jié)構(gòu)的影響，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 研究了單條硼-氮鏈摻雜到鋸齒形/扶手椅形石墨烯納米帶不同位置的難易程度和電子結(jié)構(gòu)特征的差異，摻雜方向平行于石墨烯納米帶邊緣，并且考察了石墨烯納米帶自身對(duì)稱性和寬度的影響。研究結(jié)果表明:
　　 B-N鏈摻雜會(huì)使體

2、系的總能升高，說(shuō)明對(duì)石墨烯摻雜需要在一定的條件下才能實(shí)現(xiàn)。對(duì)不同位點(diǎn)摻雜后的總能比較，發(fā)現(xiàn)邊緣摻雜在所有體系中總能最低，說(shuō)明硼-氮原子鏈有向邊緣遷移的傾向。
　　 分析了B-N鏈摻雜對(duì)石墨烯納米帶電子結(jié)構(gòu)的影響。對(duì)于鋸齒型石墨烯納米帶，發(fā)現(xiàn)硼-氮鏈摻雜在中央及次中央時(shí)，與純的鋸齒型石墨烯納米帶相比，體系的能帶變化不大;而摻雜在邊緣時(shí)，由于體系的邊緣態(tài)受到很大的影響，在體系能帶結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了明顯的邊緣態(tài)，并出現(xiàn)了顯著的自旋退簡(jiǎn)并現(xiàn)象

3、，并且體系能級(jí)被明顯打開(kāi)。
　　 對(duì)于扶手椅型石墨烯納米帶，電子結(jié)構(gòu)十分敏感于摻雜位點(diǎn)和納米帶本身的寬度，硼-氮鏈摻雜對(duì)不同寬度的扶手椅型石墨烯納米帶都能明顯的改變其帶隙，當(dāng)摻雜到邊緣時(shí)改變特別顯著，尤其是帶寬方向碳原子為7的體系。
　　 以上研究表明，B-N鏈摻雜能有效地調(diào)節(jié)鋸齒型石墨烯納米帶的自旋電子結(jié)構(gòu)特征，同時(shí)也能有效地調(diào)控石墨烯納米帶的能隙。從而，B-N摻雜的石墨烯納米帶將在新型半導(dǎo)體納米器件中具有一定的應(yīng)用價(jià)