石墨納米帶在形變狀態(tài)下輸運(yùn)特性的第一性原理計(jì)算與分析.pdf

1、二十一世紀(jì)是電子科技高速發(fā)展的時(shí)期,摩爾定律預(yù)言每十八個(gè)月電子元器件的性能將增強(qiáng)一倍,隨著電子器件的尺寸越來(lái)越小,其尺寸已經(jīng)接近于分子原子尺度,這時(shí)納米級(jí)電子器件的研究就越發(fā)的重要了。自從1991年在日本的NEC實(shí)驗(yàn)室SumioIijima教授通過(guò)高分辨率電子顯微鏡在石墨電弧放電產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)多層碳管結(jié)構(gòu)同軸的套在一起,后普遍稱(chēng)為多壁碳納米管以來(lái),便掀起了對(duì)于碳納米材料的研究熱潮。在之后的幾年中,不同結(jié)構(gòu)的碳基納米材料每一次的發(fā)現(xiàn),都引起了

2、納米科學(xué)界的廣泛關(guān)注,關(guān)于碳納米管、石墨烯、石墨納米帶的實(shí)驗(yàn)與理論方面的研究,均為以上納米材料在納米器件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用方面提供了支持。經(jīng)過(guò)研究,發(fā)現(xiàn)碳基材料不但具備極強(qiáng)的力學(xué)性能,同時(shí)具有極為優(yōu)異與獨(dú)特的電學(xué)性質(zhì),其由于不同的手性與結(jié)構(gòu)引起的電子輸運(yùn)性能的不同更加成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),也正由于此種特性,令碳基納米材料應(yīng)用于電學(xué)器件設(shè)計(jì)時(shí),具備可以擁有極其新奇的電學(xué)性能的可能。目前已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中成功的制備出石墨烯,這為納米電子材料的發(fā)展提供了

3、實(shí)驗(yàn)的支持,然而由于種種原因的限制,在制備石墨烯與石墨納米帶的過(guò)程中不可能出現(xiàn)完整的平整的二維納米材料,關(guān)于所制備材料的預(yù)應(yīng)力以及預(yù)應(yīng)變則成為眾多學(xué)者所關(guān)注的焦點(diǎn)。本文就是針對(duì)石墨納米帶在不同應(yīng)變載荷下的電學(xué)性質(zhì)的的變化,給出系統(tǒng)的研究以求找出石墨納米帶在不同應(yīng)變下的輸運(yùn)性質(zhì)變化規(guī)律。具體內(nèi)容如下:第一章敘述目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于碳納米材料的研究狀況,說(shuō)明本文研究應(yīng)變對(duì)于石墨納米帶的輸運(yùn)作用影響的目的和意義;第二章給出分子模擬的基本方法,以及本

4、文所用到的密度泛函理論;在第三章中綜合說(shuō)明不同手性的石墨納米帶的導(dǎo)電性的差別,分別建立不同寬度的模型,并且與其他學(xué)者的結(jié)論比較說(shuō)明模型建立的正確性;第四章將分析Zigzag型石墨納米帶在不同應(yīng)變載荷下的輸運(yùn)性質(zhì)的變化情況,應(yīng)用第一性原理結(jié)合非平衡格林函數(shù)的方法計(jì)算石墨納米帶的輸運(yùn)性質(zhì),結(jié)合電子態(tài)密度分析變化原因;第五章將分析Armchair型石墨納米帶在不同應(yīng)變載荷下的輸運(yùn)性質(zhì)的變化情況,應(yīng)用第一性原理結(jié)合非平衡格林函數(shù)的方法計(jì)算石墨納