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石墨烯纳米带能带结构及透射特性的扭曲效应

金峰 张振华 王成志 邓小清 范志强

石墨烯纳米带能带结构及透射特性的扭曲效应

金峰, 张振华, 王成志, 邓小清, 范志强
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  • 利用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 系统研究了石墨烯纳米带(GNRs)电学性质的扭曲效应. 结果表明: 锯齿型石墨纳米带(ZGNRs)的带隙对扭曲形变最不敏感, 在扭曲过程中几乎保持金属性不变, 其次是W=3p-1型扶手椅型石墨烯纳米带(AGNRs), 扭曲时带隙也只有较小的变化. W=3p+1型AGNRs的带隙对扭曲最为敏感, 扭曲发生时, 呈现宽带隙半导体、中等带隙半导体、准金属、金属的变化, 其次是W=3p型AGNRs, 扭曲时带隙变化也较为明显. 换言之, GNRs在无扭曲时带隙越大, 扭曲发生后带隙变化(变小)越明显. 对于整个电子结构及透射系数来说, 扭曲对AGNRs影响较大, 而对ZGNRs的影响相对小些. 研究表明: 由于石墨烯容易变形, 其相关电子器件的设计必须适当考虑扭曲对电学性质的影响.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 61071015, 61101009, 61201080)、 湖南省教育厅重点资助科研项目(批准号: 12A001)、湖南省重点学科建设项目和湖南省高校科技创新团队支持计划资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-07-05
  • 修回日期:  2012-08-21
  • 刊出日期:  2013-02-05

石墨烯纳米带能带结构及透射特性的扭曲效应

  • 1. 长沙理工大学物理与电子科学学院, 长沙 410114
    基金项目: 

    国家自然科学基金 (批准号: 61071015, 61101009, 61201080)、 湖南省教育厅重点资助科研项目(批准号: 12A001)、湖南省重点学科建设项目和湖南省高校科技创新团队支持计划资助的课题.

摘要: 利用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 系统研究了石墨烯纳米带(GNRs)电学性质的扭曲效应. 结果表明: 锯齿型石墨纳米带(ZGNRs)的带隙对扭曲形变最不敏感, 在扭曲过程中几乎保持金属性不变, 其次是W=3p-1型扶手椅型石墨烯纳米带(AGNRs), 扭曲时带隙也只有较小的变化. W=3p+1型AGNRs的带隙对扭曲最为敏感, 扭曲发生时, 呈现宽带隙半导体、中等带隙半导体、准金属、金属的变化, 其次是W=3p型AGNRs, 扭曲时带隙变化也较为明显. 换言之, GNRs在无扭曲时带隙越大, 扭曲发生后带隙变化(变小)越明显. 对于整个电子结构及透射系数来说, 扭曲对AGNRs影响较大, 而对ZGNRs的影响相对小些. 研究表明: 由于石墨烯容易变形, 其相关电子器件的设计必须适当考虑扭曲对电学性质的影响.

English Abstract

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