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石墨烯纳米带卷曲效应对其电子特性的影响

李骏 张振华 王成志 邓小清 范志强

石墨烯纳米带卷曲效应对其电子特性的影响

李骏, 张振华, 王成志, 邓小清, 范志强
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  • 石墨烯纳米带 (GNRs) 是一种重要的纳米材料, 碳纳米管可看作是GNRs卷曲而成的无缝圆筒. 利用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 系统研究了GNRs卷曲变形到不同几何构型时, 其电子特性, 包括能带结构 (特别是带隙) 、态密度、透射谱的变化规律. 结果表明: 无论是锯齿型GNRs (ZGNRs) 或扶手椅型GNRs (AGNRs), 在其卷曲成管之前, 其电子特性对卷曲形变均不敏感, 这意味着GNRs的电子结构及输运特性有较强地抵抗卷曲变形的能力. 当GNRs 卷曲成管后, ZGNRs和AGNRs表现出完全不同的性质, ZGNRs几乎保持金属性不变或变为准金属; 但AGNRs的电子特性有较大的变化, 出现不同带隙半导体、准金属之间的转变, 这也许密切关系到碳纳米管管口周长方向上的周期性边界条件及量子禁锢的改变. 这些研究对于了解GNRs电子特性的卷曲效应、以及GNRs与碳纳米管电子特性的关系 (结构与特性的关系) 有重要意义.
    • 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:  2012-09-27
  • 修回日期:  2012-10-23
  • 刊出日期:  2013-03-05

石墨烯纳米带卷曲效应对其电子特性的影响

  • 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: 石墨烯纳米带 (GNRs) 是一种重要的纳米材料, 碳纳米管可看作是GNRs卷曲而成的无缝圆筒. 利用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 系统研究了GNRs卷曲变形到不同几何构型时, 其电子特性, 包括能带结构 (特别是带隙) 、态密度、透射谱的变化规律. 结果表明: 无论是锯齿型GNRs (ZGNRs) 或扶手椅型GNRs (AGNRs), 在其卷曲成管之前, 其电子特性对卷曲形变均不敏感, 这意味着GNRs的电子结构及输运特性有较强地抵抗卷曲变形的能力. 当GNRs 卷曲成管后, ZGNRs和AGNRs表现出完全不同的性质, ZGNRs几乎保持金属性不变或变为准金属; 但AGNRs的电子特性有较大的变化, 出现不同带隙半导体、准金属之间的转变, 这也许密切关系到碳纳米管管口周长方向上的周期性边界条件及量子禁锢的改变. 这些研究对于了解GNRs电子特性的卷曲效应、以及GNRs与碳纳米管电子特性的关系 (结构与特性的关系) 有重要意义.

English Abstract

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