【摘要】：二十世紀(jì)初,電子二極管的出現(xiàn)開啟了電子科學(xué)發(fā)展的黃金時(shí)代,集成電路的出現(xiàn)開拓了電子器件微型化的道路。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)電子器件的集成度要求越來越高,傳統(tǒng)電子器件已經(jīng)難以滿足人們的發(fā)展要求。因此,納米與分子器件的研究具有重要意義。低維納米系統(tǒng),例如石墨烯、單分子磁體、異質(zhì)結(jié)等,會(huì)呈現(xiàn)出類似微電子器件的特性,如負(fù)微分電阻特性、限流特性、場(chǎng)效應(yīng)晶體管特性等。本論文主要運(yùn)用非平衡格林函數(shù)和第一性原理計(jì)算相結(jié)合的方法探索了幾類單層納米材料的電子輸運(yùn)性質(zhì),這些體系包括異質(zhì)結(jié),邊緣修飾或摻雜的納米帶等。主要工作由以下幾部分組成:1.探索了類磷烯鋸齒型MX(M=Ge/Sn,X=S/Se)納米結(jié)構(gòu)的電子輸運(yùn)性質(zhì)。GeS和GeSe納米帶具有非常相似的電子傳輸性質(zhì),其電壓 電流曲線表現(xiàn)出負(fù)微分電阻效應(yīng),與帶寬沒有明顯的依賴關(guān)系。電流通過GeS和GeSe納米帶時(shí)主要沿金屬邊緣傳播。SnS納米帶表現(xiàn)出限流效應(yīng)。SnSe納米帶在較低的電壓下呈現(xiàn)出現(xiàn)負(fù)微分電阻效應(yīng)。2.研究了鋸齒型藍(lán)磷納米帶(ZBPNRs)的電子輸運(yùn)性質(zhì),ZBPNRs的兩個(gè)邊緣被不同的官能團(tuán)修飾(即-H,-O和-OH)。這些官能團(tuán)可以調(diào)整ZBPNRs的電子輸運(yùn)性能。藍(lán)磷加氫(ZBPNRs-H)表現(xiàn)出半導(dǎo)體性質(zhì),其帶隙不隨著帶寬變化。藍(lán)磷邊緣被氧化(ZBPNRs-O)時(shí)表現(xiàn)出金屬性,其電流 電壓曲線表現(xiàn)出負(fù)微分電阻效應(yīng),且與其帶寬無關(guān)。邊緣加羥基的藍(lán)磷納米帶(ZBPNRs-OH)為直接帶隙半導(dǎo)體。3.研究了鋸齒型二硫化鉬納米帶(ZMoS_2NRs)的電子傳輸性質(zhì)。ZMoS_2NRs的電流 電壓曲線表現(xiàn)出負(fù)微分電阻效應(yīng),并且與納米帶寬度無關(guān)。通過ZMoS_2NRs的電流主要沿著Mo原子邊緣,具有兩個(gè)不同的局部電流通道(Mo→Mo跳躍電流和S→Mo→S鍵電流)。當(dāng)在低偏壓下引入Mo邊緣處的Mo空位缺陷時(shí),電流將被抑制,而在高偏壓下,另一個(gè)S邊緣通道被打開,通過缺陷的ZMoS_2NRs的電流將稍微增加。4.介紹了幾種鋸齒型MoS_2-WS_2橫向異質(zhì)結(jié)的電子輸運(yùn)性質(zhì)。各種MoS_2-WS_2橫向異質(zhì)結(jié)顯示出類似于原始MoS_2和WS_2納米帶的電流 電壓特性,并且它們顯示出奇特的負(fù)微分電阻效應(yīng)。電子總是沿著金屬邊緣傳播。結(jié)果表明這種過渡金屬二硫化物異質(zhì)結(jié)可以作為負(fù)微分電阻器件的候選材料,并且在納米器件中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

圖2-1分子器件的理論示意圖

用NEGF-DFT處理電子輸運(yùn)問題的流程圖
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.1

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本文編號(hào)：2619108