【摘要】：由于納米材料在量子限域效應(yīng)下所表現(xiàn)出的獨特的光、電、磁性質(zhì),以石墨烯為代表的二維納米材料被廣泛應(yīng)用在納電子器件上。研究表明裁剪石墨烯可以獲得不同性質(zhì)的石墨烯納米帶,其中鋸齒型石墨烯納米帶以其獨特的邊緣電子態(tài)引起了廣泛的關(guān)注。石墨烯納米帶的金屬性和磁有序態(tài),使得它能夠應(yīng)用于光探測器和自旋電子輸運等方面。然而,實驗室中制備的石墨烯納米帶是不純凈的,包含一些雜質(zhì)和缺陷,因此在本文中,我們利用密度泛函理論和非平衡格林函數(shù)的方法,著重研究了摻雜對石墨烯納米帶的光學(xué)和電子輸運的影響,并且得到了一些有意義的結(jié)果。在光學(xué)性質(zhì)方面,摻雜會明顯改變石墨烯納米帶的介電函數(shù)。與未摻雜的相比,ε~┴(ω)和ε~|(ω)的吸收峰所對應(yīng)的光子能量都發(fā)生了變化,這種變化是摻雜引起的能帶的變化所導(dǎo)致的。隨著雜質(zhì)濃度的增大兩吸收峰的峰值都會增加,這使得光難以透過摻雜后石墨烯納米帶。在電子輸運方面,對于硼/氮摻雜下的石墨烯納米帶,其磁矩的分布不在遵循奈爾磁疇壁的螺旋式磁化分布,而是呈現(xiàn)出了雙區(qū)域特征,它的電子透射系數(shù)展現(xiàn)出了雜質(zhì)散射的作用大于自旋翻轉(zhuǎn)散射。在鋰摻雜的石墨烯納米帶也出現(xiàn)了相似的特征。我們的研究結(jié)果對于設(shè)計基于鋸齒型石墨烯納米帶的光電子器件和自旋電子器件起到了一定的幫助。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O469;TQ127.11;TB383.1
【圖文】：

圖 1.2 C60的結(jié)構(gòu)模型管（Carbon nanotube，CNT）是一維管中碳原子主要是以 sp2雜化為主，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在某些地方有一定程度的彎具有 sp2和 sp3雜化鍵的混合狀態(tài)。利用電子顯微鏡觀察到了碳納米管的年又分別獨立的成功制備了單壁碳納。碳納米管根據(jù)其層數(shù)的不同，可分椅型、鋸齒型、和手型納米管，再者納米管，此外也可根據(jù)管壁是否含有

圖 1.2 C60的結(jié)構(gòu)模型烯不同，碳納米管（Carbon nanotube，CNT）是一維的碳納米材料，圓管，在碳納米管中碳原子主要是以 sp2雜化為主，但是也有一定的納米管的六角型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在某些地方有一定程度的彎曲，形成了空間中的碳原子成鍵具有 sp2和 sp3雜化鍵的混合狀態(tài)。最早發(fā)現(xiàn)碳納米]，他在 1991 年利用電子顯微鏡觀察到了碳納米管的構(gòu)型，如圖 1.3 Iijima[4]在 1993 年又分別獨立的成功制備了單壁碳納米管，因此在納碳納米管之父。碳納米管根據(jù)其層數(shù)的不同，可分為單壁和多壁碳征又可分為扶手椅型、鋸齒型、和手型納米管，再者也可以根據(jù)其導(dǎo)管和半導(dǎo)體型碳納米管，此外也可根據(jù)管壁是否含有缺陷、外形的形

圖 1.6 （a）扶手椅型和（b）鋸齒型石墨烯納米帶方面，石墨烯納米帶的透光性能是極高的,單層納米帶看起來子傳感器的電子器件。在實驗上，來自意大利和法國的研究者納米帶的一端平躺在金(111)表面上，另一端則連接到一個金頂?shù)氖┘{米帶的發(fā)光現(xiàn)象[41]，這是一種高強度的發(fā)光，其強是一致的，更為重要的是，研究人員通過改變電壓可以調(diào)控石烯納米帶可以作為發(fā)光的光源，且是可控的，基于此，可將石實際中。在理論方面，Marvin 等人采用了 GW-Bethe-Salpeter，對鋸齒型石墨烯納米帶的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究[42]，結(jié)果表明起了石墨烯納米帶的光學(xué)反應(yīng)，并且其吸收光譜是由大量激子通過吸收光譜去識別鋸齒型石墨烯納米帶。石墨烯納米帶邊緣的，且在有無電子空穴作用下其激子態(tài)是不同的，這進(jìn)一步影(a) (b)

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