【摘要】：近年來,硅烯因其特殊的輸運性質(zhì)成為二維半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的研究熱點。本文采用緊束縛近似理論和非平衡格林函數(shù)方法,從理論上計算和分析了外加電場時非磁性雜質(zhì)對鋸齒形邊界硅烯納米帶輸運性質(zhì)的影響。我們通過在導(dǎo)區(qū)中各格點引入隨機的無序勢,來實現(xiàn)硅烯的無序效應(yīng)�？紤]Rashba自旋軌道耦合和本征自旋軌道耦合對硅烯的影響,利用非平衡格林函數(shù)和分通道計算透射系數(shù)的方法,研究了考慮外加電場和非磁性雜質(zhì)的情況下,硅烯納米條帶的能帶結(jié)構(gòu)、電導(dǎo)率和谷極化率等性質(zhì),得到以下結(jié)論:外加垂直電場后,能級簡并解除,并且隨著電場強度的增大,硅烯體系體帶隙寬度減小,導(dǎo)致硅烯完美谷極化平臺寬度變窄;不考慮雜質(zhì)對體系的影響時,K谷和K'谷以及體系總電導(dǎo)均呈現(xiàn)出臺階狀結(jié)構(gòu),電子傳輸都在各自的谷中進行;考慮非磁性雜質(zhì)后,雜質(zhì)的存在使電荷局域性增強,雜質(zhì)對載流子的散射破壞了K谷和K'谷的電導(dǎo)平臺結(jié)構(gòu),但是邊態(tài)受雜質(zhì)的影響不大,邊態(tài)的傳輸仍然在各自的谷內(nèi)進行,谷極化的完美平臺結(jié)構(gòu)沒有遭到破壞,表現(xiàn)出硅烯邊態(tài)輸運的魯棒性。
【學(xué)位授予單位】：河北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O469
【圖文】：

1. 1 在Ag（111）表面上生長的三種不同類型的硅烯原子結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的STM圖像。a）、（c）和（e）分別是4×4、 13 × 13和2 3 × 2 3三種硅烯的俯視圖、側(cè)視圖和STM圖像；（b）、（d）和（f）是對應(yīng)于三種硅烯完整的STM圖像。紅色菱形表示硅烯的超晶格結(jié)構(gòu)。目前由第一原理預(yù)測和實驗獲得的硅烯結(jié)構(gòu)主要有三種，如圖1. 1所示[25,26]。2012，Vogt等人首先從理論上預(yù)測，并且在4×4Ag襯底上制備4×4的硅烯，如圖1. 1（a）示[16]。但是，制備的硅烯不具有如上所述的低翹曲結(jié)構(gòu)，低能電子結(jié)構(gòu)也不具有狄拉錐等特性。同一年，Lin等人在4×4的Ag基底上制備了 13 × 13的硅烯，如圖1. 1（c）示[27]。本實驗首次證明，在Ag（111）襯底上可以制備不同結(jié)構(gòu)的硅烯， 13 × 13與4硅烯不同的是具有弱翹曲的晶格結(jié)構(gòu)。之后，在2013 年Cinquanta等人制備了[25,28]

圖 2. 1 Landauer-Büuttiker 形式的典型裝置。兩個存儲器通過導(dǎo)線連接到具有透射系數(shù) T ( E )的介觀裝置。通過器件的電導(dǎo)可以用透射率nT 表示，即通道 n 中的電子透過器件的概率。結(jié)果由Landauer 公式給出：22G ( )n FneT Eh= ∑ 。 （2. 2. 1）下面介紹得到 Landauer 公式的簡單方法[34]。在導(dǎo)線中總的狀態(tài)數(shù)由費米-狄拉克分布 f ( E)α μ給出，αμ 是存儲器的化學(xué)勢，其中 α = 1，2。于是通過n通道的α 導(dǎo)線流過的電子電流為：2( ) ( ) ( ), 1, 2nE nkeI T E v k f ELα α= ∑ μ= α。 （2. 2. 2）

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本文編號：2737088