【摘要】：自從石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來(lái),硅烯、鍺烯、錫烯等其它IV族元素的二維材料成為了凝聚態(tài)物理的研究熱點(diǎn)。尤其是,錫烯具有室溫量子自旋霍爾效應(yīng),和拓?fù)涑瑢?dǎo)性質(zhì),在電子學(xué)、自旋電子學(xué)和量子計(jì)算機(jī)等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文基于第一性原理和非平衡格林函數(shù)方法,研究了摻雜、氫表面修飾和應(yīng)變等方式調(diào)控錫烯(Stanene)納米帶的電子結(jié)構(gòu)及其電輸運(yùn)性質(zhì),設(shè)計(jì)了高開(kāi)關(guān)比的錫烯無(wú)結(jié)晶體管。進(jìn)一步分析了納米帶量子尺寸效應(yīng)對(duì)其輸運(yùn)性質(zhì)的影響,為二維錫烯納米帶在未來(lái)納米電子學(xué)中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ),本文的研究?jī)?nèi)容及主要成果包括以下兩個(gè)方面:1.扶手型錫烯納米帶的N型和P型摻雜結(jié)合第一性原理和非平衡格林函數(shù),發(fā)現(xiàn)摻雜B、Al原子后邊界氫鈍化的扶手型錫烯納米帶(ASnNR)成P型半導(dǎo)體,摻雜N、P、F、Cl原子成為N型半導(dǎo)體,摻雜后仍為直接半導(dǎo)體,但能隙有所減小。摻N原子后費(fèi)米能級(jí)的能帶有較強(qiáng)的局域性,電子透射譜中費(fèi)米能級(jí)處出現(xiàn)尖峰,使得電導(dǎo)值降低。基于穩(wěn)定性以及電導(dǎo)等計(jì)算結(jié)果,我們認(rèn)為摻Al和摻Cl的ASnNR能分別成為較優(yōu)性能的P型和N型半導(dǎo)體。2.錫烯及吸氫錫烯納米帶無(wú)結(jié)晶體管電輸運(yùn)性質(zhì)的研究首先,研究寬度對(duì)錫烯納米帶晶體管的性能影響,發(fā)現(xiàn)寬度為18.72?(N=9)比11.47?(N=6)的性能差,從而以N=6的ASnNR為研究對(duì)象。其次給出不同應(yīng)變對(duì)ASnNR及吸氫ASnNR的能隙變化,發(fā)現(xiàn)它們的變化趨勢(shì)幾乎相反。最后給出了基于ASnNR和吸氫ASnNR無(wú)結(jié)晶體管的開(kāi)關(guān)比,對(duì)于ASnNR,開(kāi)關(guān)比隨拉伸應(yīng)變?cè)黾佣黾?隨壓縮應(yīng)變?cè)黾佣鴾p小,而對(duì)于吸氫ASnNR晶體管,發(fā)現(xiàn)吸氫可以大幅度增加開(kāi)關(guān)比,且壓縮應(yīng)變也可以增加其開(kāi)關(guān)比,當(dāng)應(yīng)變?yōu)?8.0%時(shí),開(kāi)關(guān)比達(dá)到2.44×10~5,與無(wú)應(yīng)變時(shí)相比提高了約20倍,我們通過(guò)靜電勢(shì)的勢(shì)壘高度隨應(yīng)變變化給出了合理的解釋。
【圖文】：

1 量子輸運(yùn)的三個(gè)不同視角：(a)熱力學(xué)；(b)靜電學(xué)；(c)量泛函的非平衡格林函數(shù)自洽過(guò)程件電荷輸運(yùn)性質(zhì)，需結(jié)合 DFT 和 NEGF，，然后進(jìn)行自勢(shì)的左右電極，中心區(qū)和電極的連接是由中心區(qū)最，組成了雙電極的輸運(yùn)體系，如圖 2.2 所示。中心上的電極的電荷空間的周期性被破壞。整個(gè)模型分右電極(R)、中間區(qū)(C)。電極的哈密頓量有單獨(dú)的晶洽計(jì)算得到，而中心區(qū)的密度矩陣就需借助于非平中心區(qū)的作用是借助于自能 L和 R得到。

圖 2.1 量子輸運(yùn)的三個(gè)不同視角：(a)熱力學(xué)；(b)靜電學(xué)；(c)量子力學(xué)于密度泛函的非平衡格林函數(shù)自洽過(guò)程分子器件電荷輸運(yùn)性質(zhì)，需結(jié)合 DFT 和 NEGF，然后進(jìn)行自洽迭同化學(xué)勢(shì)的左右電極，中心區(qū)和電極的連接是由中心區(qū)最邊上的電極上，組成了雙電極的輸運(yùn)體系，如圖 2.2 所示。中心區(qū)和電心區(qū)邊上的電極的電荷空間的周期性被破壞。整個(gè)模型分為：無(wú)限的右電極(R)、中間區(qū)(C)。電極的哈密頓量有單獨(dú)的晶體得到量由自洽計(jì)算得到，而中心區(qū)的密度矩陣就需借助于非平衡格林電極對(duì)中心區(qū)的作用是借助于自能 L和 R得到。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O469;TB383.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李麗;楊合情;馬軍虎;賈殿贈(zèng);;圖案化錐形氧化鋅納米帶的原位熱氧化法制備與發(fā)光性質(zhì)[J];無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

2 馬友美;楊小平;賈曉龍;國(guó)麗娟;;簡(jiǎn)易、可控制備硫化鉛納米帶(英文)[J];應(yīng)用化學(xué);2012年05期

3 王彥敏;郝秀紅;解輝;;單晶鉍納米帶的制備與生長(zhǎng)機(jī)制研究[J];山東交通學(xué)院學(xué)報(bào);2012年04期

4 袁頌東;曹小艷;王小波;石彪;汪金方;;摻銀二氧化鈦納米帶的制備及其光催化性能研究[J];材料工程;2009年10期

5 黃嵐;張宇;郭志睿;顧寧;;半胱氨酸誘導(dǎo)金納米帶室溫合成[J];科學(xué)通報(bào);2008年20期

6 盧會(huì)清;高紅;張鍔;張喜田;;銦摻雜的氧化鋅納米帶的制備和發(fā)光特性[J];人工晶體學(xué)報(bào);2008年02期

7 黃在銀;;TiO_2納米帶的水熱合成表征及光催化性能[J];廣西民族學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年04期

8 王積森,孫金全,鮑英,邊秀房;氧化錳納米帶的合成研究[J];山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年02期

9 王衛(wèi)東;李龍龍;楊晨光;李明林;;單層二硫化鉬納米帶弛豫性能的分子動(dòng)力學(xué)研究[J];物理學(xué)報(bào);2016年16期

10 ;金屬鉍納米帶二維金屬表面態(tài)研究獲進(jìn)展[J];中國(guó)粉體工業(yè);2014年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 丁雪艷;童艷紅;湯慶鑫;劉益春;;酞菁鋅納米帶單晶晶體管的電子及光電性能[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第四十一分會(huì)：納米材料與器件[C];2016年

2 周中軍;李志儒;黃旭日;孫家鐘;;氨基取代和鋰摻雜納米帶導(dǎo)致大的靜態(tài)第一超極化率[A];第十屆全國(guó)計(jì)算(機(jī))化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

3 王彥敏;堵國(guó)君;劉宏;;TiO_2納米帶的制備、表征及形成機(jī)理探討[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第4分冊(cè)）[C];2010年

4 李林蔚;黃元河;;邊緣修飾石墨二炔納米帶電子及磁性性質(zhì)的理論研究[A];第十三屆全國(guó)量子化學(xué)會(huì)議論文集——第四分會(huì)：生命、藥物和材料量子化學(xué)[C];2017年

5 王彥敏;堵國(guó)君;黃林勇;劉宏;王繼揚(yáng);;單晶鉍納米帶的制備與生長(zhǎng)機(jī)制研究[A];中國(guó)晶體學(xué)會(huì)第四屆全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)會(huì)議學(xué)術(shù)論文摘要集[C];2008年

6 趙鵬飛;湯慶鑫;童艷紅;劉益春;;全干掩模法制備尺寸可控的雙極性石墨烯納米帶晶體管[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第四十一分會(huì)：納米材料與器件[C];2016年

7 楊瀾;王旭珍;劉洋;余正發(fā);李芮;;二硫化鉬/石墨烯納米帶復(fù)合催化劑的制備及其加氫脫硫性能研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第三十七分會(huì)：納米催化[C];2016年

8 劉宏;周偉家;趙振環(huán);田健;王繼揚(yáng);;二氧化鈦納米帶表面異質(zhì)結(jié)構(gòu):設(shè)計(jì)、制備和應(yīng)用[A];第十六屆全國(guó)晶體生長(zhǎng)與材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集-08納米晶體及其表征[C];2012年

9 丁蘭蘭;趙振環(huán);劉宏;劉偉;欒立強(qiáng);;五氧化二鈮納米帶表面異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備、表征及其光催化性研究[A];中國(guó)晶體學(xué)會(huì)第五屆全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)大會(huì)（晶體生長(zhǎng)分會(huì)場(chǎng)）論文摘要集[C];2012年

10 王立峰;;單層石墨納米帶的中彎曲波的非局部彈性理論研究及分子動(dòng)力學(xué)模擬[A];第十二屆全國(guó)物理力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 ;納米帶來(lái)健康福音[N];中國(guó)體育報(bào);2000年

2 記者 張小軍;發(fā)現(xiàn)并合成“納米帶”[N];新華每日電訊;2001年

3 張小軍;留美中國(guó)專家發(fā)現(xiàn)并合成“納米帶”[N];大眾科技報(bào);2001年

4 柏林記者　張兆軍;我合成首例單晶碲化物納米帶[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

5 柯仁;納米材料的新朋友“納米帶”[N];北京科技報(bào);2001年

6 本報(bào)記者 黃辛 見(jiàn)習(xí)記者 卜葉 通訊員 龔凡;為電子“千軍萬(wàn)馬”開(kāi)“綠色通道”[N];中國(guó)科學(xué)報(bào);2019年

7 記者 張蓋倫 通訊員 焦德芳;世界首次 我科學(xué)家制備出單層石墨烯納米帶[N];科技日?qǐng)?bào);2019年

8 記者 黃辛;科學(xué)家首次合成具有拓?fù)湫再|(zhì)石墨烯納米帶[N];中國(guó)科學(xué)報(bào);2018年

9 記者 房琳琳;石墨烯納米帶首次可控穩(wěn)定發(fā)光[N];科技日?qǐng)?bào);2018年

10 黃敏;光能“擰彎”物體[N];新華每日電訊;2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李淑靜;新型二維材料電子性質(zhì)與量子調(diào)控行為的理論研究[D];中國(guó)工程物理研究院;2019年

2 張婧;第Ⅲ,Ⅳ主族層狀半導(dǎo)體電子及光學(xué)性質(zhì)的第一性原理研究[D];吉林大學(xué);2018年

3 魏湫龍;釩基納米材料的設(shè)計(jì)構(gòu)筑、電化學(xué)儲(chǔ)能與機(jī)制[D];武漢理工大學(xué);2016年

4 朱柏生;金屬鹵素鈣鈦礦發(fā)光材料的制備及其性能研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

5 趙奚譽(yù);基于電化學(xué)儲(chǔ)能與轉(zhuǎn)化的石墨烯納米帶復(fù)合材料的研究[D];重慶大學(xué);2018年

6 李靖;寬禁帶半導(dǎo)體摻雜及合金體系物性研究[D];南京大學(xué);2019年

7 陳文潮;六角晶格納米帶的磁性調(diào)控[D];南京大學(xué);2017年

8 趙旭;金屬基納米材料的原子尺度設(shè)計(jì)及其電催化性能研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

9 羅艷偉;幾種新型低維材料結(jié)構(gòu)及性能的第一性原理研究[D];鄭州大學(xué);2018年

10 于進(jìn);二維材料及其納米結(jié)構(gòu)的力電磁耦合特性[D];南京航空航天大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 唐志勇;新型AuPt-MB納米棒與MOFs雜化石墨烯納米帶的合成及在心血管疾病分子檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2019年

2 吳祥;二維納米帶及范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的第一性原理研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2019年

3 王衛(wèi)華;一維青銅礦TiO_2基納米復(fù)合材料的制備及性能研究[D];齊魯工業(yè)大學(xué);2019年

4 晏衛(wèi)衛(wèi);C5N石墨烯納米帶超高電導(dǎo)特性研究[D];電子科技大學(xué);2019年

5 劉艷青;具有類Dirac錐結(jié)構(gòu)的二維材料輸運(yùn)性質(zhì)的研究[D];新疆大學(xué);2019年

6 劉宇;黑磷納米帶的電子能態(tài)及雙光子吸收性質(zhì)的理論研究[D];云南師范大學(xué);2019年

7 張衛(wèi)濤;雙層石墨烯納米帶電磁性質(zhì)的第一性原理研究[D];西安科技大學(xué);2019年

8 高仁斌;基于DNA堿基及邊態(tài)氧化調(diào)制的石墨烯納米帶的熱電機(jī)理研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2019年

9 李蕊;兩種典型二維材料GeP_3和CrI_3的納米帶電子特性及調(diào)控的理論研究[D];河南大學(xué);2019年

10 鮑琳;Ta_4Pd_3Te_（16）單晶納米帶的制備與超導(dǎo)電性調(diào)控的研究[D];浙江大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2598651