新型低維碳同素異形體的電子輸運性質(zhì).pdf

1、近些年，低維碳納米材料一直是人們關(guān)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(zhì)進一步掀起了人們研究低維碳結(jié)構(gòu)的熱潮。本論文采用第一性原理和格林函數(shù)方法對新型低維碳同素異形體的電子輸運性質(zhì)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(zhì)。
　　第二章我們主要介紹了基于第一性原理、格林函

2、數(shù)計算輸運性質(zhì)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(zhì)。結(jié)果表明，在這兩種量子點體系中都存在由準(zhǔn)束縛態(tài)引起的共振隧穿現(xiàn)象，并由此引起了顯著的負微分電阻效應(yīng)。這些有趣的物理現(xiàn)象可以通過量子點的大小來調(diào)控。隨著量子點尺寸的逐漸增大，共振峰的個數(shù)越來越多且越來越靠近費米面，與之對應(yīng)的出現(xiàn)負微分電阻效應(yīng)的偏壓降低。另外，比較兩種不同結(jié)構(gòu)的量子點體系，我們發(fā)現(xiàn)石墨炔量子點體系中的共振傳輸現(xiàn)象更為顯著

3、、實現(xiàn)負微分電阻效應(yīng)的偏壓更低。這些結(jié)果為設(shè)計基于碳材料量子點的電子器件提供了重要的理論指導(dǎo)。
　　第四章我們主要研究了3,12-石墨烯條帶的電子結(jié)構(gòu)和電子輸運性質(zhì)。計算結(jié)果表明，二維3,12-石墨烯顯示了有趣的電子結(jié)構(gòu)——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(dǎo)體的性質(zhì)，其帶隙與條帶的寬度緊密關(guān)聯(lián)。而鋸齒型3,12-石墨烯納米帶則呈現(xiàn)出金屬性。另外，在所有條帶的能帶結(jié)構(gòu)中，都可以看