硅基半導(dǎo)體的出現(xiàn)使得電子技術(shù)產(chǎn)品更加微型化和集成化,現(xiàn)如今研究者們?cè)诠杌雽?dǎo)體基礎(chǔ)上石墨烯和相關(guān)二維材料進(jìn)行了深入的研究和探索,進(jìn)而推動(dòng)了信息化產(chǎn)業(yè)的“二次革命”,也促進(jìn)了二維材料在各行各業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展,使其成為下一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)中最具有潛力的功能性材料。許多二維材料已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)上被成功合成和應(yīng)用,并且理論上通過(guò)高性能的計(jì)算和模擬分析研究和預(yù)測(cè)了更多新型的二維功能性材料�；谑﹩螌拥念�(lèi)石墨烯材料具有超高載流子遷移率、費(fèi)米速度以及量子霍爾效應(yīng),這些優(yōu)異的性能推進(jìn)了其在集成電路中的快速發(fā)展。除了尋找類(lèi)石墨烯二維材料來(lái)豐富其光電子學(xué)、力學(xué)以及熱力學(xué)的發(fā)展之外,通過(guò)對(duì)其維度的調(diào)控得到的低維納米材料可以進(jìn)一步應(yīng)用在電化學(xué)以及儲(chǔ)能方向上。但是對(duì)于類(lèi)石墨烯二維材料的合成仍存在更多的挑戰(zhàn),并且對(duì)于其合成以后的物理化學(xué)性質(zhì)的探究和機(jī)理分析也需要更進(jìn)一步的探討。此外,對(duì)于具有半導(dǎo)體性質(zhì)的過(guò)渡金屬硫族化合物組成的橫向或者縱向的層狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的新型的物理特性也更加豐富了二維材料在凝聚態(tài)物理學(xué)中的應(yīng)用。更為有趣的是,二維材料在光電、光伏以及光催化系統(tǒng)中通過(guò)光電轉(zhuǎn)化來(lái)提升太陽(yáng)能利用率也發(fā)揮了不可多得的作用。與此同... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：167 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖３．１－１：鍺烯生長(zhǎng)在Ａｕ（ｎｉ）金屬襯底上的三種堆疊方式的俯視圖Ａｆ則視圖，分??－－－

的橋位處。與（２＞＜２）－Ａ和（２＞＜２）－Ｂ相比，（Ｖ３Ｗ３）－??Ｃ的鍺烯顯示出相對(duì)平滑的構(gòu)型，類(lèi)似于平坦的石墨烯單層。對(duì)于獨(dú)立的鍺烯，??晶格常數(shù)和摺皺高度分別為４．０５９人和０．６９人。但是，如表３．１－１所示，在八１１（１１１）??襯底之上的（２＞＜２）－Ａ和（２＞＜２）－Ｂ鍺稀中，最高和最低Ｇｅ原子之間的高度差分別為??１．８１７?Ａ和１．６５５?Ａ。此外，（Ｖ３＞＜Ｖ３）－Ｃ中的鍺烯呈現(xiàn)出幾乎為平面的結(jié)構(gòu)，褶皺??高度為０．３２０?Ａ，模擬的ＳＴＭ圖像符合實(shí)驗(yàn)觀(guān)察結(jié)果，如圖３．ｌ－ｌ（ｉ）所示。在這??些Ｇｅ／Ａｕ（ｌ?１１）超胞中的界面處，Ａｕ（ｌ丨１）的第一層由于界面相互作用而表現(xiàn)出輕??微的擾動(dòng)。圖３．１－ｌ（ｇ）－（ｉ）中顯示了相應(yīng)的Ａｕ（ｌｌｌ）上鍺烯的模擬ＳＴＭ圖像，并且??（Ｖ３ｘＶ３）－Ｃ情況與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合，其中，最亮的點(diǎn)對(duì)應(yīng)于ＳＴＭ圖像中的突出??Ｇｅ原子。由于溫度等實(shí)驗(yàn)條件的影響，（Ｖ３＞Ｗ３）Ｇｅ／（Ｖ７ｘＶ７）Ａｕ（ｌｌｌ）超胞的平面??蜂窩單層最有可能在實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到。這類(lèi)似于硅烯在Ａｇ（ｌ?１１）上的生長(zhǎng)，其中在??不同溫度下可以觀(guān)察到一系列不同相的Ｓｉ／?Ａｇ（?１１１）超結(jié)構(gòu)。除了?（Ｖ３?ｘＡ／３）Ｇｅ／??（Ｖ７ｘＶ７）Ａｕ（ｍ），如果在實(shí)驗(yàn)中改變溫度，也可能實(shí)現(xiàn)（２ｘ２）Ｇｅ／（Ｖ７ｘＶ７）Ａｕ（ｌｌｌ）??的生長(zhǎng)構(gòu)型。鍺烯與Ａｕ（ｌｌｌ）之間的相互作用會(huì)顯著改變鍺烯的幾何結(jié)構(gòu)。因此，??有必要對(duì)兩種Ｇｅ／Ａｕ（ｌｌｌ）結(jié)構(gòu)的界面效應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的探究。??（ａ）?〇?ｕ?＾?（ｈＡ〇〇??◎Ｏ?汽〇Ｇ?Ｗ?⑶??二：久?１?飛??圖３．１－２：不同超胞的Ｇｅ原子和周

?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???為了了解鍺烯和Ａｕ（ｌ?１１）之間的界面效應(yīng)，根據(jù)以下等式定義了三維的差分??電荷密度：??＾Ｐ＝１Ｐ＾：Ａｕ｛＼＼＼）￣?Ｐｃ，ｅ￣?ＰａｕＷ）??其中化和／＾ｎｕ分別對(duì)應(yīng)于Ｇｅ／Ａｕ（⑴）超胞，剝離Ａｕ（ｌ丨１）襯底之后??的單層鍺烯和剝離單層鍺烯的Ａｕ（ｌ?１１）襯底的電荷密度�？紤]到（２ｘ２）－Ａ和（２ｘ２）－??Ｂ具有相似的電子性質(zhì)，相對(duì)比來(lái)說(shuō)，（２ｘ２）－Ｂ結(jié)合能較低，我們?cè)诤竺娴挠懻??中僅顯示（２＞＜２）－Ｂ超胞的結(jié)果。如圖３．丨－２（ａ）和（ｂ）所示，在（２ｘ２）－Ｂ和（Ｖ３ｘＶ３）－Ｃ的??結(jié)構(gòu)中，Ｇｅ原子與其周?chē)模牵逶映尸F(xiàn)共價(jià)鍵結(jié)合。應(yīng)該指出的是，這樣的共??價(jià)鍵對(duì)于保持鍺烯的二維單層結(jié)構(gòu)的連續(xù)性是合乎需要的。在圖３．１－２（ｃ）和（ｄ）中??展示了鍺烯在Ａｕ（ｌｌｌ）上的電荷重新分布。在（２ｘ２）－Ｂ和（Ｖ３＞Ｗ３）－Ｃ超胞構(gòu)型中，??第一層中的Ａｕ原子失去電子，并且在鍺烯和Ａｕ（ｌ?１１）之間形成了一個(gè)電子累積??層。這也表明鍺烯和Ａｕ（ｌ?１１）之間的相互作用較強(qiáng)，而不是弱的范德華力。此外，??Ｇｅ原子由于第一層Ａｕ（ｍ）的電子排斥作用而產(chǎn)生了極化。如圖３．１－２（ｃ）和⑷所??示，由于波函數(shù)重疊，我們還可以看到Ｇｅ和Ａｕ原子之間的強(qiáng)的電子態(tài)的雜化??作用。電荷主要從Ａｕ（ｌｌｌ）的第一層轉(zhuǎn)移，這主要是由ｓｐ電子軌道貢獻(xiàn)的。此??夕卜，Ｇｅ原子上方的電荷密度與近自由電子的電荷密度相似。值得注意的是，??Ｇｅ／Ａｕ（ｌ?１丨）中的電荷重新分布行為和鍵合性質(zhì)類(lèi)似于Ｓｉ／Ａｇ（ｌ丨１）［４３４６］。??１２?（ａ?）?ｔ：?ｏ．ｏｏｄ．ｋ?（ｂ）?Ｊ?ｑ


本文編號(hào)：3041407