缺陷型石墨烯納米條帶自旋極化輸運(yùn)特性的理論研究.pdf

1、分子電子學(xué)和自旋電子學(xué)是當(dāng)前的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，其中一個(gè)重要研究課題是尋找合適候選材料。本文采用電子密度泛函理論與非平衡格林函數(shù)方法相結(jié)合的理論研究方法，側(cè)重研究了含氮缺陷型石墨烯納米條帶的電子結(jié)構(gòu)和輸運(yùn)特性。本學(xué)位論文包括如下四章。
　　第一章主要介紹密度泛函理論。從量子力學(xué)的發(fā)展歷程出發(fā)，依次介紹第一性原理方法，從頭算法，著重介紹密度泛函理論。介紹密度泛函理論所依據(jù)的假設(shè)以及定理等，然后詳細(xì)介紹幾種能量交換相關(guān)泛函，最后再簡(jiǎn)介依據(jù)

2、密度泛函理論的計(jì)算軟件。
　　第二章主要介紹分子電子學(xué)研究概況及輸運(yùn)理論。前半部分主要簡(jiǎn)要介紹了分子電子學(xué)概況，包括各種制備和測(cè)量分子器件的實(shí)驗(yàn)手段，及各種功能型分子器件。本章后半部分側(cè)重介紹密度泛函理論結(jié)合非平衡格林函數(shù)方法，列舉了理論計(jì)算框架和詳細(xì)公式。最后簡(jiǎn)單介紹了幾個(gè)常用用于研究分子電子學(xué)輸運(yùn)特性的計(jì)算軟件。
　　第三章主要研究邊界不對(duì)稱含NV缺陷石墨烯納米條帶(H-NGNR-H2)的電子結(jié)構(gòu)和自旋極化輸運(yùn)特性。研究

3、表明這種分子結(jié)器件表現(xiàn)出具有很好的的負(fù)微分(NDR)效應(yīng)，其對(duì)納米條帶寬度和NV摻雜位置等因素不敏感，但對(duì)其峰谷位置、峰谷比、及電流大小值有調(diào)制作用。NDR產(chǎn)生機(jī)理源自于偏壓影響分子結(jié)散射區(qū)能級(jí)與兩側(cè)電極能帶的匹配情況，從而調(diào)制體系的輸運(yùn)曲線。此外，這類條帶也表現(xiàn)出顯著的自旋過濾效應(yīng)，在特定的偏壓區(qū)間內(nèi)，其自旋過濾效率接近100％，但這一效應(yīng)顯著依賴于NV缺陷與邊界之間的相對(duì)位置。
　　第四章，我們考察邊界對(duì)稱的含NV缺陷的石墨烯