双层石墨烯中空位缺陷引发的层极化电子传输现象

摘要

本文主要采用非平衡格林函数方法，同时结合紧束缚近似理论和Landauer-Büttiker方程探究了空位缺陷对zigzag边界的双层石墨烯纳米条带(ZBGNs)电子输运性质的影响。双层石墨烯有AB-stacking和AA-stacking两种堆积结构。在双层石墨烯其中一条纳米条带中移去一个碳原子，这样构成了T-vacancy或H-vacancy两种类型的空位缺陷。
　　 我们研究结果表明，对于AB-stacking结构的双层石墨烯纳米条带，由于空位缺陷存在于其中一层烯纳米条带的最边界处，此时层极化的电子传输特性被引发，同时产生的电流被称为层极化电流。对于AA-stacking结构的双层石墨烯纳米条带，当样品尺寸很小时，此时能带结构中第一次波带是二重简并的，这也表明层极化输运特征出现。此外，当AA-stacking结构的双层石墨烯纳米条带中存在T空位缺陷时，在两个“谷”附近区域出现一个“墨西哥帽”结构样式的能带图谱。另外，当双层石墨烯中两个碳原子层之间存在一个势差U时，此时石墨烯电子一空穴对称性被打破，但对于两种结构的石墨烯层极化现象依然存在。同时极化强度可以通过势差大小来调节。我们这些结果对在半导体器件中产生层极化电流以及调整其电子输运特征提供了理论参考。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 石墨烯的发现与研究进展

1．3 双层石墨烯的研究进展与结构特征

1．4 本文的研究目的与内容

2 基本理论与计算方法

2．1 紧束缚近似理论

2．2 迭代法求解表面格林函数

3 空位缺陷引起的双层石墨烯输运性质的变化

3．1 引言

3．2 空位缺陷对AB-stacking结构的双层石墨烯输运的影响

3．2．1 计算模型及方法

3．2．2 计算结果与讨论

3．3 空位缺陷对AA-stacki ng结构的双层石墨烯输运的影响

3．3．1 计算模型及方法

3．3．2 计算结果与讨论

3．4 本章小结

4 层间势差与空位缺陷引发的双层石墨烯输运性质变化

4．1 引言

4．2 计算模型与方法

4．3 计算结果与讨论

4．3．1 AB-stacking结构双层石墨烯输运情况变化

4．3．2 AA-stacking结构双层石墨烯输运情况变化

4．4 本章小结

5 总结与展望

参考文献

致谢