新型低維碳同素異形體的電子輸運性質.pdf

1、近些年，低維碳納米材料一直是人們關注的焦點。在富勒烯和碳納米管后，更多的低維碳同素異形體如石墨烯和石墨炔等相繼被成功制備。這些材料具有的優(yōu)良物理性質進一步掀起了人們研究低維碳結構的熱潮。本論文采用第一性原理和格林函數方法對新型低維碳同素異形體的電子輸運性質進行研究。
　　論文共分五章。第一章，我們介紹了一些低維碳材料的研究進展，主要介紹了石墨烯、石墨炔這兩種材料的一些物理性質。
　　第二章我們主要介紹了基于第一性原理、格林函

2、數計算輸運性質的方法及計算軟件。
　　第三章我們主要研究了石墨烯、石墨炔量子點體系的電子輸運性質。結果表明，在這兩種量子點體系中都存在由準束縛態(tài)引起的共振隧穿現象，并由此引起了顯著的負微分電阻效應。這些有趣的物理現象可以通過量子點的大小來調控。隨著量子點尺寸的逐漸增大，共振峰的個數越來越多且越來越靠近費米面，與之對應的出現負微分電阻效應的偏壓降低。另外，比較兩種不同結構的量子點體系，我們發(fā)現石墨炔量子點體系中的共振傳輸現象更為顯著

3、、實現負微分電阻效應的偏壓更低。這些結果為設計基于碳材料量子點的電子器件提供了重要的理論指導。
　　第四章我們主要研究了3,12-石墨烯條帶的電子結構和電子輸運性質。計算結果表明，二維3,12-石墨烯顯示了有趣的電子結構——在費米面下方存在由pz軌道貢獻的特殊能帶即平帶。扶手椅型3,12-石墨烯納米帶顯示出半導體的性質，其帶隙與條帶的寬度緊密關聯。而鋸齒型3,12-石墨烯納米帶則呈現出金屬性。另外，在所有條帶的能帶結構中，都可以看