摩爾定律延續(xù)至今,集成電路一直按照每18-24個月就容納兩倍元器件的規(guī)律發(fā)展,芯片的集成度越來越高。伴隨著器件的特征尺寸越來越小,量子效應(yīng)帶來的影響逐漸凸顯出來,亟待從器件工藝和新材料應(yīng)用兩個主要方向探索未來電子行業(yè)的發(fā)展。自2004年石墨烯被成功剝離以來,便以其優(yōu)異的平面結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性成為近年來的研究熱點,例如石墨烯場效應(yīng)晶體管、柔性顯示、太陽能電池、傳感器和超級電容器等,顯示出了巨大的應(yīng)用潛力。石墨烯擁有超高的電子遷移率、低電阻率,優(yōu)異的導(dǎo)熱性和透光率,還是強度特性十分優(yōu)異的材料,通過切割大片石墨烯或者碳納米管、先驅(qū)物合成法等方法可以得到條形石墨烯納米帶(GNR),從而打開石墨烯帶隙,使其成為具有夾斷功能的優(yōu)異的器件溝道材料,其帶隙與納米帶寬度成反比。雖然基于石墨烯的電子器件離應(yīng)用還有很長的一段路要走,但是在這期間,基于理論和現(xiàn)實輸運場景的仿真計算必不可少,一方面可以探索新材料、新器件的各項特性,一方面可以通過計算結(jié)果分析器件的性能,因此,本論文正是出于探索石墨烯器件特性與功能應(yīng)用的目的進行的仿真工作。石墨烯能帶結(jié)構(gòu)和調(diào)控手段的多樣性使其伴隨著許多有趣的效應(yīng),其中負阻效應(yīng)便是一種很重...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?（ａ）石墨烯的蜂窩狀晶格，Ｃ原子與最近鄰的其他三個Ｃ原子相互作用，晶格矢量??ａｉ、ａ２；?（ｂ）石墨的一里區(qū)，ｂｔ、ｂ２１３

ａ２＝ａ（３／２，－＾／２）?（ａ為碳碳鍵長）；剩余一個２Ｐ電子在垂直于石墨烯平面的??方向的排列，成為７１電子參與輸運，形成的鍵為７１鍵，對應(yīng)的布里淵區(qū)為正六邊??形，如圖１．１?（ｂ）所示。??石墨烯的結(jié)構(gòu)不易被破壞，碳原子與碳原子間的應(yīng)力十分柔軟，受到外力時??可以發(fā)生形變....

圖１．３?ＧＮＲ在ＴＢ算法（ａ）和第一性原理算法（ｂ）下的禁帶帶隙隨帶寬變化的趨勢圖，??－－－

（ａ）?（ｂ）??圖１＿２?（ａ）?ＡＧＮＲ示意圖；（ｂ）?ＺＧＲＮ示意圖??半導(dǎo)體材料。ＧＮＲ的電學(xué)特性和熱學(xué)性質(zhì)與大片石墨烯保持相同的性質(zhì)，但也??由于其帶狀結(jié)構(gòu)在一定程度上改變了載流子的輸運方式和輸運能力。ＧＮＲ寬度??很小，與大面積石墨烯不同，電子在帶狀結(jié)構(gòu)中的運動被限制....

圖1.2(a)AQNR示意圖:

ＧＮＲ的電學(xué)特性和熱學(xué)性質(zhì)與大片石墨烯保持相同的性質(zhì)，但也??由于其帶狀結(jié)構(gòu)在一定程度上改變了載流子的輸運方式和輸運能力。ＧＮＲ寬度??很小，與大面積石墨烯不同，電子在帶狀結(jié)構(gòu)中的運動被限制在某些特定的方向，??且因為不同的邊緣狀態(tài)會產(chǎn)生不用的邊界態(tài)特性。ＧＮＲ的能帶結(jié)構(gòu)不同于石....

圖１．４幾種不同切割碳納米管制備ＧＮＲ的示意圖［２３］??５??

（ａ）?（ｂ）??圖１＿２?（ａ）?ＡＧＮＲ示意圖；（ｂ）?ＺＧＲＮ示意圖??半導(dǎo)體材料。ＧＮＲ的電學(xué)特性和熱學(xué)性質(zhì)與大片石墨烯保持相同的性質(zhì)，但也??由于其帶狀結(jié)構(gòu)在一定程度上改變了載流子的輸運方式和輸運能力。ＧＮＲ寬度??很小，與大面積石墨烯不同，電子在帶狀結(jié)構(gòu)中的運動被限制....

本文編號：4041604