低維體系中表面態(tài)的研究.pdf

1、表面態(tài)的研究是一個古老卻總是煥發(fā)青春的方向。由于表面的存在，體表原子處在非對稱環(huán)境中，朝向塊體內部以及在表面處都有相鄰原子，而對于外部則沒有，平移對稱不變性被破壞，形成不同于體態(tài)獨特的物理化學性質。有許多重要的應用于其相關，這其中包括晶體外延生長，電子器件，光電子器件等等。近些年來出現(xiàn)的量子霍爾效應，量子自旋霍爾效應，拓撲絕緣體，光晶格，光學波導等等都和表面性質密切關聯(lián)。本論文通過對均勻石墨體系armchair邊界條件下邊緣態(tài)的不存在性

2、，非均勻zigzag邊界條件下石墨納米帶和半無限大zigzag邊界處躍遷能量不同于體內材料的邊緣態(tài)出現(xiàn)條件，以及準一維強弱耦合交替材料中的邊緣態(tài)出現(xiàn)情況進行了深入分析和討論。
　　 第一章在概述固體表面態(tài)發(fā)展趨勢的基礎上，從近期熱門的表面態(tài)研究入手，分別對量子霍爾效應，量子自旋霍爾效應，拓撲絕緣體等進行了回顧，首先按照時間順序羅列了其中比較重要的研究進展，接著對上述每一個分別進行了介紹；由于石墨獨特的能譜結構，在對前面新物理現(xiàn)象

3、的預測中起到了關鍵性的作用，作為其后我們研究的對象之一，我們還對其能譜結構進行了介紹；最后我們對表面電子結構進行了介紹，其中包括對于表面電子態(tài)的綜述以及對其探測方法的介紹，繼而對固體中Tamm態(tài)和Shockley態(tài)進行了較為詳細的說明，最后提到的表面等離激元是對表面的集體激發(fā)做一介紹，也是未來研究的重點之一。
　　 第二章通過對均勻石墨體系邊緣態(tài)的研究來進一步認識邊緣態(tài)的性質。我們利用轉移矩陣方法對均勻半無限大armchair邊

4、界條件下的石墨體系零能以及非零能邊緣態(tài)進行了研究，對其不存在邊緣衰減態(tài)給出了解析證明。接著我們還對他人在同一體系中對其零模或是低能近似下邊緣態(tài)研究的方法作了介紹。
　　 第三章我們對非均勻zigzag邊界條件下的石墨體系中邊緣態(tài)存在條件進行了研究。首先我們對由四根鏈組成的zigzag納米帶結構的能譜進行了分析，接著我們在Guinea，Pereira等提出的可通過在一定結構下作用的拉力形成有規(guī)則的缺陷等來實現(xiàn)全石墨電路可能性的基礎