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掺杂六角形石墨烯电子输运特性的研究

田文 袁鹏飞 禹卓良 陶斌凯 侯森耀 叶聪 张振华

掺杂六角形石墨烯电子输运特性的研究

田文, 袁鹏飞, 禹卓良, 陶斌凯, 侯森耀, 叶聪, 张振华
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  • 锯齿型和扶手椅型六角形石墨烯分别跨接在两Au电极上, 构成分子纳器件, 同时考虑对六角形石墨烯分别进行B, N和BN局部规则掺杂. 利用第一性原理方法, 系统地研究了这些器件的电子输运特性. 计算结果表明: B及BN掺杂到扶手椅型六角形石墨烯, 对其电流有较好的调控效应, 同时发现本征及掺杂后的锯齿型六角形石墨烯均表现为半导体性质, 且N及BN掺杂时, 表现出明显的负微分电阻现象, 特别是N掺杂的情况, 能呈现显著的负微分电阻效应, 这也许对于发展分子开关有重要应用. 通过其透射特性及掺杂诱发的六角形石墨烯电子结构的变化, 对这些结果的内在原因进行了说明.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61371065, 61101009, 61201080, 51302022)、湖南省自然科学基金(批准号: 14JJ2076)、湖南省高校科技创新团队支持计划、湖南省重点学科建设项目和长沙理工大学创新项目资助的课题.
    [1]

    Wang J J, Zhu M Y, Outlaw R A, Zhao X, Manos D M, Holloway B C 2004 Appl. Phys. Lett. 85 1265

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    Zhang L, Wang J 2014 Chin. Phys. B 23 087202

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    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

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    Wang X M, Liu H 2011 Acta Phys. Sin. 60 047102 (in Chinese) [王雪梅, 刘红 2011 物理学报 60 047102]

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    Campos L C, Manfrinato V R, Yamagishi J D S, Kong J, Herrero P J 2009 Nano Lett. 9 2600

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    Zeng J, Chen K Q 2012 Phys. Chem. Chem. Phys. 14 8032

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    Landauer R 1970 Philos. Mag. 21 863

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    Landauer R 1970 Philos. Mag. 21 863

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-21
  • 修回日期:  2014-10-01
  • 刊出日期:  2015-02-05

掺杂六角形石墨烯电子输运特性的研究

  • 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: 61371065, 61101009, 61201080, 51302022)、湖南省自然科学基金(批准号: 14JJ2076)、湖南省高校科技创新团队支持计划、湖南省重点学科建设项目和长沙理工大学创新项目资助的课题.

摘要: 锯齿型和扶手椅型六角形石墨烯分别跨接在两Au电极上, 构成分子纳器件, 同时考虑对六角形石墨烯分别进行B, N和BN局部规则掺杂. 利用第一性原理方法, 系统地研究了这些器件的电子输运特性. 计算结果表明: B及BN掺杂到扶手椅型六角形石墨烯, 对其电流有较好的调控效应, 同时发现本征及掺杂后的锯齿型六角形石墨烯均表现为半导体性质, 且N及BN掺杂时, 表现出明显的负微分电阻现象, 特别是N掺杂的情况, 能呈现显著的负微分电阻效应, 这也许对于发展分子开关有重要应用. 通过其透射特性及掺杂诱发的六角形石墨烯电子结构的变化, 对这些结果的内在原因进行了说明.

English Abstract

参考文献 (34)

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