發(fā)布時(shí)間：2020-12-01 14:49

石墨烯是厚度只有單原子層的二維材料,并在2004年獲得了首個(gè)穩(wěn)定存在的樣本。石墨烯的很多物理性質(zhì)是非常優(yōu)異的,比如它是已知的機(jī)械強(qiáng)度最強(qiáng)的材料之一,并且它具有非常高的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率。但是石墨烯禁帶寬度為零的特點(diǎn),限制了它在電子信息產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。為了改善石墨烯材料的性質(zhì),我們需要對(duì)石墨烯的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改。同時(shí)因?yàn)槭┦且环N二維材料,所以采用的方法必須足夠精確,精確到一次調(diào)整一個(gè)原子結(jié)構(gòu)的級(jí)別。用離子對(duì)石墨烯進(jìn)行輻照能夠達(dá)到這樣的要求。本文詳細(xì)研究了石墨烯的離子輻照效應(yīng),使用控制變量法對(duì)不同的石墨烯對(duì)象(包括單層懸空石墨烯、雙層懸空石墨烯、Cu襯底上單層石墨烯和Cu襯底上雙層石墨烯)分別施加各種不同的輻照條件(包括輻照強(qiáng)度、輻照密度和輻照劑量),并在輻照仿真結(jié)束后統(tǒng)計(jì)產(chǎn)生的各項(xiàng)結(jié)果(包括石墨烯濺射原子數(shù)量、缺陷面積和復(fù)雜缺陷數(shù)量等)。在對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后,我們發(fā)現(xiàn):對(duì)于懸空石墨烯,由于單雙層結(jié)構(gòu)的不同,隨著離子輻照強(qiáng)度的增加,單層石墨烯濺射原子數(shù)量隨之減少,而雙層石墨烯濺射原子數(shù)量隨之增加。同時(shí),隨著輻照密度的減小,單層石墨烯濺射原子的數(shù)量會(huì)呈現(xiàn)出先增加再減小最后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。對(duì)于這... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【文章類型】：碩士

【部分圖文】：

石墨層狀結(jié)構(gòu)

科學(xué)家們認(rèn)為它可以看作是由兩個(gè)三角晶格交叉拼在一起而形成，這種觀點(diǎn)成功地用于使用緊束縛近似計(jì)算單個(gè)石墨層的能帶結(jié)構(gòu)。圖1.2 石墨烯結(jié)構(gòu)石墨烯的穩(wěn)定性是由于其碳原子堆積的緊密性，并且碳原子與碳原子之間形成sp2軌道雜化（構(gòu)成 σ 鍵的軌道 s、px和 py的組合，最后的 pz電子構(gòu)成了 π 鍵）。各個(gè)π 鍵一起雜化形成 π 帶和 π*帶。這些能帶是允許電子自由移動(dòng)的半填充帶，石墨烯很多顯著的電學(xué)特性都來源于此[5]。固體形式的石墨烯片通常在石墨（002）分層的衍射中顯示出來，某些單原子厚度納米結(jié)構(gòu)就是如此。然而，透射電鏡（TEM）研究表明[5]，在平坦的石墨烯薄片中存在缺陷，并顯示出這是由于從熔體中進(jìn)行二維結(jié)晶的原因。而當(dāng)石墨烯暴露于含碳分子

第一章 緒論3圖1.3 掃描探針顯微鏡圖像下的石墨烯[5]1.2 石墨烯的電學(xué)性質(zhì)石墨烯是一種零隙半導(dǎo)體[6]，因?yàn)樗膶?dǎo)帶和價(jià)帶在布里淵區(qū)邊緣的動(dòng)量空間中的六個(gè)位置上的狄拉克點(diǎn)處相遇，被分成兩個(gè)非等價(jià)三點(diǎn)集，這兩組標(biāo)記為 K 和 K'。這些集合形成了的一個(gè)簡(jiǎn)并度 gv=2 的石墨烯能谷。但對(duì)于一般的半導(dǎo)體，研究學(xué)者們通常關(guān)注的是動(dòng)量為零的 Γ[7]。然而，如果面內(nèi)方向被限制，在這種情況下它被稱為納米帶，那它的電子結(jié)構(gòu)是不同的，如果它是“之字形”的，則帶隙為零；如果它是“扶手椅形”的，則帶隙不為零。圖1.4 石墨烯


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