鋸齒型石墨烯納米帶能帶結(jié)構(gòu)和吸收光譜的研究.pdf

1、自從2004年單層石墨(石墨烯,Graphene)被成功制備以來(lái),石墨烯以其獨(dú)特的力學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì),引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注和極大興趣。在科技迅猛發(fā)展的今天,石墨烯已經(jīng)成為一種新型的碳納米材料,并且由其制備出的納米尺寸的石墨烯納米帶(Graphene Nanoribbons,GNRs),具有巨大的應(yīng)用前景。石墨烯納米帶作為一種準(zhǔn)一維碳納米材料,幾何結(jié)構(gòu)是決定電子結(jié)構(gòu)的主要因素,因此對(duì)石墨烯納米帶幾何結(jié)構(gòu)的研究具有重要的意義。

2、根據(jù)邊界結(jié)構(gòu)不同,石墨烯納米帶主要分為邊界呈鋸齒狀的鋸齒型石墨烯納米帶(ZGNRs)和邊界呈扶手椅狀的扶手椅型石墨烯納米帶(AGNRs)。
　　 本文運(yùn)用緊束縛理論,計(jì)算了七種不同邊界結(jié)構(gòu)、不同尺寸的鋸齒型石墨烯納米帶的能帶色散關(guān)系和費(fèi)米面附近價(jià)帶上電子的分布情況,討論石墨烯納米帶的結(jié)構(gòu)和尺寸對(duì)其電學(xué)性質(zhì)的影響。我們發(fā)現(xiàn)兩邊界都無(wú)懸掛原子的NN—ZGNRs、只有一邊界有懸掛原子的DN-ZGNRs、兩邊界都有五邊形環(huán)的SPP-ZG

3、NRs和ASPP—ZGNRs為金屬性。兩邊界都有懸掛原子的DD-ZGNRs、一邊界為五邊形環(huán)另一邊界無(wú)懸掛原子的PN-ZGNRs和一邊界為五邊形環(huán)另一邊界有懸掛原子的PD-ZGNRs都為半導(dǎo)體性,但是隨納米帶寬度的增加,DD-ZGNRs和PD—ZGNRs的帶隙很快減小至零,而PN—ZGNRs的帶隙隨寬度呈指數(shù)衰減至一個(gè)有限值0.154eV。不同邊界結(jié)構(gòu)對(duì)費(fèi)米面附近價(jià)帶上電子分布產(chǎn)生的影響不同,在石墨烯邊界原子上電子幾率都相對(duì)較高。在此基