基于第一性原理的石墨烯電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)物理特性分析研究.pdf

1、石墨烯是一種具有二維結(jié)構(gòu)的新型材料，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)使石墨烯擁有廣闊的應(yīng)用前景。然而，石墨烯零帶隙的特點限制了石墨烯在半導(dǎo)體器件等方面的應(yīng)用，本文基于第一性原理研究替位摻雜對石墨烯電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的影響，并以此為基礎(chǔ)研究純石墨烯和摻B石墨烯晶體中耦合場量子的性質(zhì)及其傳播情況，為其在半導(dǎo)體器件、耦合場量子調(diào)頻激光器等領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。
　　本論文主要工作分為以下幾點：
　　(1)利用雷尼紹(Renishaw)In

2、Via型激光共聚焦顯微拉曼光譜儀獲得了Si襯底上單層石墨烯的拉曼譜圖，研究其拉曼特征峰的形成，獲得了單層石墨烯中的橫向光學(xué)聲子頻率的實驗數(shù)據(jù)。
　　(2)通過理論計算得到了純石墨烯的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)，結(jié)果表明純石墨烯是一個零帶隙的半導(dǎo)體，其對紅外光和可見光的吸收、反射都十分微弱，對紫外光有明顯的吸收和反射。
　　(3)選?、驛原子(B、Al、Ga)和VA原子(N、P、As)作為摻雜原子，研究單原子替位摻雜對石墨烯電子結(jié)構(gòu)和

3、光學(xué)性質(zhì)的影響，結(jié)果表明：摻雜原子會改變石墨烯的電子結(jié)構(gòu)，B、N、P、As摻雜在石墨烯中形成了帶隙，而Al、Ga摻雜使石墨烯呈金屬性，同時B、Al、Ga、N、P、As摻雜影響了石墨烯對光的吸收和反射。這對石墨烯在半導(dǎo)體器件、光電信息等領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。
　　(4)以摻B石墨烯為研究對象，通過計算獲得摻B石墨烯耦合場量子色散曲線，探索了光激發(fā)下?lián)紹石墨烯中耦合場量子的形成和傳播情況，為摻B石墨烯在制作石墨烯耦合場量子拉曼激光器