搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

A-Z-A型石墨烯场效应晶体管吸附效应的第一性原理研究

秦军瑞 陈书明 张超 陈建军 梁斌 刘必慰

A-Z-A型石墨烯场效应晶体管吸附效应的第一性原理研究

秦军瑞, 陈书明, 张超, 陈建军, 梁斌, 刘必慰
PDF
导出引用
  • 利用第一性原理的计算方法, 研究了A-Z-A型GNR-FET的电子结构和输运性质及其分子吸附效应. 得到了以下结论: 纯净的A-Z-A型GNR-FET具有典型的双极型晶体管特性, 吸附分子的存在会使纳米带能隙变小. 对于吸附H, H2, H2O, N2, NO, NO2, O2, CO2和SO2分子的情况, A-Z-A型GNR-FET仍然保持着场效应晶体管的基本特征, 但吸附不同类型的分子会使GNR-FET的输运特性发生不同程度的改变; 对于吸附OH分子的情况, 输运特性发生了本质的改变, 完全不具有场效应晶体管的特性. 这些研究结果将有助于石墨烯气体探测器的工程实现, 并对应用于不同环境中GNR-FET的设计具有重要指导意义.
    • 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号: 60836004)和国家自然科学基金(批准号:61006070)资助的课题.
    [1]

    Zhang Z X, Zhang G M, Du M, Jin X X, Hou S M, Sun J P, Gu Z N, Zhao X Y, Liu W M, Wu J L, Xue Z Q 2002 Chin. Phys. 11 804

    [2]

    Cao J X, Yan X H, Xiao Y, Ding J W 2003 Chin. Phys. 12 1440

    [3]

    Kong W J, Lu L, Zhang D L, Pan Z W 2006 Chin. Phys. 15 2090

    [4]

    Yan, Q M, Huang, B, Yu J, Zheng F W, Zang J, Wu J, Gu B L, Liu F, Duan W H 2007 Nano Lett. 7 1469

    [5]

    Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, Jiang D, Zhang Y, Dubonos S V, Grigorieva I V, Firsov A A 2004 Science 306 666

    [6]

    Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, Jiang D, Grigorieva I V, Dubonos S V, Firsov A A 2005 Nature 438 197

    [7]

    Zhang Y, Tan Y W, Stormier H L, Kim P 2005 Nature 438 201

    [8]

    Berger C, Song Z, Li X, Wu X, Brown N, Nafud C, Mayo D, Li T, Hass J, Marchenkov A N, Conrad E H, First P N, de Heer W A 2006 Science 312 1191

    [9]

    Chen Z, Lin Y M, Rooks M J, Avouris P 2007 cond-mat/0701599.

    [10]

    Han M Y, Oezyilmaz B, Zhang Y, Kim P 2007 cond-mat/070251

    [11]

    Ouyang F P, Xu H, Wang H Y, Xiao J 2008 Acta Phys. Chim. Sin. 24 328(in Chinese) [欧阳方平, 徐 慧, 王焕友, 肖金 2008 物理化学学报 24 328]

    [12]

    Ouyang F P, Xu H, Wang H Y, Wei C 2008 Acta Phys. Sin. 57 1073 (in Chinese) [欧阳方平, 徐慧, 王焕友, 魏辰 2008 物理学报 57 1073]

    [13]

    Pisana P, Lazzeri M, Casiraghi C, Novoselov K S, Geim A K, Ferrari A C, Mauri F 2007 Nature Mater. 6 198

    [14]

    Das A, Pisana S, Chakraborty B, Piscanec S, Saha S K,Waghmare U V, Novoselov K S, Krishnamurthy H R, Geim A K, Ferrari A C, Sood A K 2008 Nat. Nanotechnol 3 210

    [15]

    Schedin F, Geim A K, Morozov S V, Hill EW, Blake P, Katsnelson W I, Novoselov K S 2007 Nature Mater. 6 652

    [16]

    Wehling T O, Novoselov K S, Morozov S V, Vdovin E E, Katsnelson M I, Geim A K, Lichtenstien A I 2008 Nano Lett. 8 173

    [17]

    Zhou S Y, Siegel D A, Fedorov A V, Lanzara A 2008 Phys. Rev. Lett. 101 086402

    [18]

    Berashevich J, Chakraborty T 2009 Phys. Rev. B 80 033404

    [19]

    Ribeiro R M, Peres N M R, Coutinho J, Briddon P R 2008 Phys. Rev. B 78 075442

    [20]

    Rosales L, Pacheco M, Barticevic Z, Latg’e A, Orellana P A 2009 Nanotechnology 5705

    [21]

    Cabrera Sanfelix P, Holloway S, Kolasinski K E, Darling G R 2003 Surf. Sci. 532-535 166

    [22]

    Shin H, Kim S M, Yoon S, Benayad A, Kim K K, Kim S J, Park H J, Choi J, Lee Y H 2008 J. Am. Chem. Soc. 130 2062

  • [1]

    Zhang Z X, Zhang G M, Du M, Jin X X, Hou S M, Sun J P, Gu Z N, Zhao X Y, Liu W M, Wu J L, Xue Z Q 2002 Chin. Phys. 11 804

    [2]

    Cao J X, Yan X H, Xiao Y, Ding J W 2003 Chin. Phys. 12 1440

    [3]

    Kong W J, Lu L, Zhang D L, Pan Z W 2006 Chin. Phys. 15 2090

    [4]

    Yan, Q M, Huang, B, Yu J, Zheng F W, Zang J, Wu J, Gu B L, Liu F, Duan W H 2007 Nano Lett. 7 1469

    [5]

    Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, Jiang D, Zhang Y, Dubonos S V, Grigorieva I V, Firsov A A 2004 Science 306 666

    [6]

    Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, Jiang D, Grigorieva I V, Dubonos S V, Firsov A A 2005 Nature 438 197

    [7]

    Zhang Y, Tan Y W, Stormier H L, Kim P 2005 Nature 438 201

    [8]

    Berger C, Song Z, Li X, Wu X, Brown N, Nafud C, Mayo D, Li T, Hass J, Marchenkov A N, Conrad E H, First P N, de Heer W A 2006 Science 312 1191

    [9]

    Chen Z, Lin Y M, Rooks M J, Avouris P 2007 cond-mat/0701599.

    [10]

    Han M Y, Oezyilmaz B, Zhang Y, Kim P 2007 cond-mat/070251

    [11]

    Ouyang F P, Xu H, Wang H Y, Xiao J 2008 Acta Phys. Chim. Sin. 24 328(in Chinese) [欧阳方平, 徐 慧, 王焕友, 肖金 2008 物理化学学报 24 328]

    [12]

    Ouyang F P, Xu H, Wang H Y, Wei C 2008 Acta Phys. Sin. 57 1073 (in Chinese) [欧阳方平, 徐慧, 王焕友, 魏辰 2008 物理学报 57 1073]

    [13]

    Pisana P, Lazzeri M, Casiraghi C, Novoselov K S, Geim A K, Ferrari A C, Mauri F 2007 Nature Mater. 6 198

    [14]

    Das A, Pisana S, Chakraborty B, Piscanec S, Saha S K,Waghmare U V, Novoselov K S, Krishnamurthy H R, Geim A K, Ferrari A C, Sood A K 2008 Nat. Nanotechnol 3 210

    [15]

    Schedin F, Geim A K, Morozov S V, Hill EW, Blake P, Katsnelson W I, Novoselov K S 2007 Nature Mater. 6 652

    [16]

    Wehling T O, Novoselov K S, Morozov S V, Vdovin E E, Katsnelson M I, Geim A K, Lichtenstien A I 2008 Nano Lett. 8 173

    [17]

    Zhou S Y, Siegel D A, Fedorov A V, Lanzara A 2008 Phys. Rev. Lett. 101 086402

    [18]

    Berashevich J, Chakraborty T 2009 Phys. Rev. B 80 033404

    [19]

    Ribeiro R M, Peres N M R, Coutinho J, Briddon P R 2008 Phys. Rev. B 78 075442

    [20]

    Rosales L, Pacheco M, Barticevic Z, Latg’e A, Orellana P A 2009 Nanotechnology 5705

    [21]

    Cabrera Sanfelix P, Holloway S, Kolasinski K E, Darling G R 2003 Surf. Sci. 532-535 166

    [22]

    Shin H, Kim S M, Yoon S, Benayad A, Kim K K, Kim S J, Park H J, Choi J, Lee Y H 2008 J. Am. Chem. Soc. 130 2062

  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  2654
  • PDF下载量:  447
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-10-06
  • 修回日期:  2011-05-23
  • 刊出日期:  2012-01-05

A-Z-A型石墨烯场效应晶体管吸附效应的第一性原理研究

  • 1. 国防科技大学计算机学院, 长沙 410073
    基金项目: 

    国家自然科学基金重点项目(批准号: 60836004)和国家自然科学基金(批准号:61006070)资助的课题.

摘要: 利用第一性原理的计算方法, 研究了A-Z-A型GNR-FET的电子结构和输运性质及其分子吸附效应. 得到了以下结论: 纯净的A-Z-A型GNR-FET具有典型的双极型晶体管特性, 吸附分子的存在会使纳米带能隙变小. 对于吸附H, H2, H2O, N2, NO, NO2, O2, CO2和SO2分子的情况, A-Z-A型GNR-FET仍然保持着场效应晶体管的基本特征, 但吸附不同类型的分子会使GNR-FET的输运特性发生不同程度的改变; 对于吸附OH分子的情况, 输运特性发生了本质的改变, 完全不具有场效应晶体管的特性. 这些研究结果将有助于石墨烯气体探测器的工程实现, 并对应用于不同环境中GNR-FET的设计具有重要指导意义.

English Abstract

参考文献 (22)

目录

    /

    返回文章
    返回