石墨烯由Geim等人于2004年通過機械剝離的方法制得,由于它優(yōu)異的電子特性,世界上許多研究人員將注意力集中在石墨烯納米帶上。然而,零帶隙特性成為制備石墨烯器件的短板。近年來,諸如硅烯、磷烯、單層BN和過渡金屬二硫族化合物之類的二維材料已成為熱門話題。例如磷烯,研究表明它具有可以調節(jié)的直接帶隙,帶隙范圍在0.3eV-1.5eV之間取決于層數(shù)以及應力。本文主要研究探討了摻雜非金屬以及金屬原子對鋸齒型磷烯納米帶以及扶手椅型硅烯納米帶的電子以及輸運性質的影響,主要包括三個方面的內容。(1)本文通過第一原理方法研究了雜原子(硼或氮原子)摻雜對扶手椅型硅納米帶的電子和輸運性能的影響。計算結果表明,可以通過改變兩個摻雜位點之間的距離來調節(jié)扶手椅型硅烯納米帶(ASi NRs)的帶隙。通過摻雜兩個硼原子,ASiNRs展示出半金屬性質,而利用兩個氮原子摻雜時ASiNRs從半導體性質轉變?yōu)榻饘傩再|。研究還發(fā)現(xiàn),隨著硼原子和氮原子之間距離的增加,ASiNRs的帶隙逐漸減小。同時研究了硼/氮共摻雜的ASiNRs的輸運性質,微分電導表現(xiàn)出振蕩性,這為設計基于硅烯納米帶電子器件提供了參考。(2)研究了過渡金屬鈍化...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 二維納米材料的研究背景
    1.2 二維納米材料的研究現(xiàn)狀
    1.3 二維納米材料的重要應用
    1.4 石墨烯介紹
        1.4.1 單層和雙層石墨烯的性質
        1.4.2 多層石墨烯的性質
    1.5 硅烯納米材料簡介
        1.5.1 硅烯的實驗研究
        1.5.2 硅烯的理論研究
    1.6 磷烯簡介
    1.7 本章總結及本文研究內容
第二章 計算方法簡介
    2.1 引言
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 波恩-奧本海默近似
        2.2.2 Hartree-Fock近似
        2.2.3 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.4 Thomas-Fermi-Dirac近似
        2.2.5 Kohn-Sham近似
    2.3 交換關聯(lián)密度泛函
        2.3.1 局域密度近似(LDA)
        2.3.2 廣義梯度近似(GGA)
        2.3.3 雜化密度泛函
        2.3.4 贗勢
    2.4 本文使用的第一性原理計算軟件介紹
    2.5 本章小結
第三章 雜原子摻雜對扶手型硅烯納米帶電子和傳輸性質的影響
    3.1 引言
    3.2 計算模型和方法
    3.3 結果與討論
        3.3.1 7-ASi NRs雜原子摻雜的能帶結構
        3.3.2 B/N共摻雜7-ASi NRs的輸運性質
    3.4 總結
第四章 過渡金屬原子鈍化鋸齒狀磷烯納米帶的第一性原理研究
    4.1 引言
    4.2 計算模型和方法
    4.3 結果與討論
    4.4 結論
第五章 碳摻雜鋸齒型磷烯納米帶吸附氣體分子的第一性原理研究
    5.1 引言
    5.2 計算模型和方法
    5.3 計算結果與討論
    5.4 結論
第六章 總結與展望
參考文獻
個人簡歷、攻讀碩士學位期間取得的成果
致謝



本文編號：3789441