空位缺陷對鋸齒型硅烯納米帶輸運(yùn)性質(zhì)的影響.pdf

1、本文運(yùn)用密度泛函理論結(jié)合非平衡格林函數(shù)的第一性原理方法研究了完美和存在原子空位缺陷的鋸齒型硅烯納米帶（ZSiNRs）在鐵磁（FM）和反鐵磁（AFM）基態(tài)下的自旋輸運(yùn)性質(zhì)。我們考慮了兩電極鐵磁極化平行（FM-P）、鐵磁極化反平行（FM-AP）和反鐵磁極化平行（AFM-P）三種兩極輸運(yùn)系統(tǒng)構(gòu)型。主要研究了具有橫向180度旋轉(zhuǎn)對稱的偶數(shù)寬度鋸齒型硅烯納米帶（ZSiNRs）的電子特性和其中單原子空位缺陷、雙原子空位缺陷和線空位缺陷的幾何結(jié)構(gòu)及其

2、對電輸運(yùn)的影響。同時還研究了不同位置邊緣單原子空位缺陷對不同長度的偶數(shù)和奇數(shù)寬度納米帶輸運(yùn)特性的影響。
　　本文首先綜述了硅烯的研究進(jìn)展，以及其制備方法和獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)。其次介紹了我們使用的計算模擬工具ATK軟件，以及其使用的密度泛函理論和量子輸運(yùn)理論格林函數(shù)方法。在此基礎(chǔ)上，詳述了碩士期間完成的研究工作并做了總結(jié)。論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　模擬了存在原子空位缺陷時鋸齒型硅烯納米帶（ZSiNRs）的晶格重構(gòu)，并

3、用密度泛函理論結(jié)合非平衡格林函數(shù)方法計算了它們的電輸運(yùn)及熱電性能，主要包括自旋電導(dǎo)、磁阻、電流-電壓特性曲線以及自旋塞貝克系數(shù)。我們發(fā)現(xiàn)單原子空位缺陷形成一個五環(huán)結(jié)構(gòu)，雙原子空位缺陷形成5-8-5環(huán)結(jié)構(gòu)，線空位缺陷則形成8-4-8-4環(huán)結(jié)構(gòu)。如果空位缺陷破壞了ZSiNRs幾何結(jié)構(gòu)的橫向?qū)ΨQ性，那么該系統(tǒng)線性電導(dǎo)的自旋簡并性就會被打破，并出現(xiàn)自旋效應(yīng)?？瘴蝗毕輰{米帶的龐磁阻影響不大，但是如果空位缺陷破壞了系統(tǒng)的橫向?qū)ΨQ性，鐵磁態(tài)納米帶的

4、巨磁阻效應(yīng)會急劇減弱。另外，空位缺陷有可能會導(dǎo)致負(fù)微分電阻效應(yīng)。線空位缺陷則可能使納米帶的自旋塞貝克系數(shù)在很大的高溫范圍內(nèi)大于電荷塞貝克系數(shù)。
　　同時，我們考察了空位缺陷位置對不同長度的偶數(shù)和奇數(shù)寬度鋸齒型硅烯納米帶輸運(yùn)性質(zhì)的影響。在FM-AP構(gòu)型下，納米帶邊緣自旋在磁化反轉(zhuǎn)位置附近變化很大，因而費(fèi)米能附近電導(dǎo)譜對空缺位置很敏感。但在FM-P構(gòu)型下，納米帶邊緣自旋具有平移對稱性，此時空缺位置的改變對費(fèi)米能附近的電導(dǎo)譜影響很小。此