石墨烯作為性能優(yōu)良的新型納米材料在近幾年來備受矚目,其獨特的能帶結(jié)構(gòu)使得它具有一系列新奇的物化特性。在電子輸運的方面它表現(xiàn)出了許多優(yōu)異的性能,使得其在信息傳輸方面頗具發(fā)展前景。目前門電壓控制的石墨烯納米帶作為一種傳輸電子的通道,被人們廣為研究。電子在其中的輸運方式遵循Snell定律,與電磁波在光纖中的傳輸相似。通過操控不同區(qū)域的外加門電壓就能夠使得電子在特定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行高效的輸運。另外,它作為一種研究模型也在實驗中被廣泛運用,例如形成環(huán)形通道研究Aharanov-Bhom(AB)效應(yīng)。AB效應(yīng)作為一個重要的量子干涉效應(yīng)至今仍在被科學(xué)家們所關(guān)注。在本文中,工作主要是運用了緊束縛近似模型以及格林函數(shù)的方法,從理論上研究模擬了門電壓控制下的石墨烯電子通道的輸運情況。首先,我們研究了門電壓控制下的二端口石墨烯電子通道的輸運性質(zhì)。從能谷的角度分析了通道中電子態(tài)的輸運情況。發(fā)現(xiàn)在二端口的體系中,邊緣態(tài)參與導(dǎo)電,并且貢獻(xiàn)了2ne²/h的電導(dǎo)值。整個輸運過程的谷間散射很弱。此外,我們研究了四端口石墨烯電子通道的輸運特性及AB效應(yīng)。對于四端口電子直通道,電導(dǎo)值是量子化的,并且傳導(dǎo)效...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1:(a)AFM下五個不同尺寸的單壁碳納米管的樣品圖，(b)為納米管導(dǎo)電性能隨著長度[6]

圖1:(a)AFM下五個不同尺寸的單壁碳納米管的樣品圖，(b)為納米管導(dǎo)電性能隨著長度的改變，圖片引自文獻(xiàn)[6]其中對于單壁碳納米管的研究[6]獲得了大家的廣泛關(guān)注，在其中本征電子輸運特體現(xiàn)突出，進(jìn)而為高性能納米管電子學(xué)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。在圖1（a）中為單壁納米管的顯微電....

圖2:(a)為研究石墨烯彈道輸運的裝置圖，(b)為有襯底時（紅色實線）和無襯底（黑色實線）的石墨烯電導(dǎo)率，圖片引自文獻(xiàn)[7]

圖1:(a)AFM下五個不同尺寸的單壁碳納米管的樣品圖，(b)為納米管導(dǎo)電性能隨著長度的改變，圖片引自文獻(xiàn)[6]其中對于單壁碳納米管的研究[6]獲得了大家的廣泛關(guān)注，在其中本征電子輸運特體現(xiàn)突出，進(jìn)而為高性能納米管電子學(xué)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。在圖1（a）中為單壁納米管的顯微電....

圖3：Aharanov-Bohm效應(yīng)實驗示意圖，圖片引自[8]

在懸浮的石墨烯樣品中載流子密度極低的情況下電子遷移率卻極高，這一性能使得石墨烯在作為新型納米電子器件材料方面非常具有發(fā)展前景。目前，對電壓控制的懸浮石墨烯電子通道這類準(zhǔn)一維體系的彈道輸運特性已有試驗及理的研究，它極有潛力是以后新一代的納米級別的電子器件基本結(jié)構(gòu)之一。1.2電子的....

圖4：（a）石墨烯結(jié)構(gòu)圖（b）二維單層石墨烯、富勒烯、碳納米管及三維石墨示意圖

能夠看到它是由碳原子形成的蜂窩狀的二維層狀晶體并且其為碳元素的一種同素異形體。如圖4（b）所示，富勒烯、碳納米管、石墨等材料都能夠由單層片狀石墨烯為基本結(jié)構(gòu)單元組成。在電子顯微鏡下，每個碳原子之間相距為0.142nm。石墨烯在許多方面，例如：力、熱、電、光等，都表現(xiàn)出了十分優(yōu)秀....

本文編號：3931633