鋸齒型石墨烯納米帶能帶結構和吸收光譜的研究.pdf

1、自從2004年單層石墨(石墨烯,Graphene)被成功制備以來,石墨烯以其獨特的力學性質(zhì)、電學性質(zhì)和光學性質(zhì),引起了科學家們的廣泛關注和極大興趣。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),具有巨大的應用前景。石墨烯納米帶作為一種準一維碳納米材料,幾何結構是決定電子結構的主要因素,因此對石墨烯納米帶幾何結構的研究具有重要的意義。

2、根據(jù)邊界結構不同,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)。
　　 本文運用緊束縛理論,計算了七種不同邊界結構、不同尺寸的鋸齒型石墨烯納米帶的能帶色散關系和費米面附近價帶上電子的分布情況,討論石墨烯納米帶的結構和尺寸對其電學性質(zhì)的影響。我們發(fā)現(xiàn)兩邊界都無懸掛原子的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)衰減至一個有限值0.154eV。不同邊界結構對費米面附近價帶上電子分布產(chǎn)生的影響不同,在石墨烯邊界原子上電子幾率都相對較高。在此基