石墨烯纳米结构中输运性质的研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gegengwang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
石墨烯是把两个等价碳原子交替排列在一个六角晶格上形成的一种二维结构的平面材料。它从发现之初就受到了广泛的关注,是因为石墨烯被证实了存在很多奇特的电子特性,比如在狄拉克点附件的线性色散关系,整数和半整数的量子霍尔效应,高的电子迁移率等等。所有的这些奇特性质使石墨烯成为半导体工业中硅的理想替代品。同时为了在石墨烯的能带结构上产生一个带隙,可以沿着特定的晶格方向对其进行切割,这样得到的石墨烯条带在狄拉克点附近存在一个能隙。与二维石墨烯相比,一维的石墨烯条带在输运性质上也发生了很大的改变。除了可以在狄拉克点产生带隙外,狄拉克点的另一个性质是位于布里渊区两端的两个狄拉克点是简并的(被视为一种赝自旋)。通过区分两个简并的狄拉克点,得到两个与赝自旋方向有关的电流,这种性质可以被用来制作成赝自旋电子器件。而量子抽运是一种非常有效的产生电流的方法。本论文主要研究了一维双层扶手椅形石墨烯条带的输运性质和赝自旋方向有关的抽运电流。论文的内容主要包括以下这些方面。第一章从四个方面讲述了论文的研究背景。首先实验室中几种常用的石墨烯制备方法被列举出来进行了比较。然后我们详细讨论了一些石墨烯的基本特点。因为在这里主要关注的是石墨烯的输运性质,所以紧跟着通过与宏观和微观系统比较,我们介绍了介观体系下的电子输运。本章的最后提到了石墨烯在工业领域上存在广泛的潜在应用,并且它已经开始逐步走进我们的生活。第二章是理论部分,主要详细推导了计算过程中用到的各种公式。紧束缚近似模型,格林函数方法,散射矩阵是研究介观体系输运性质常用的方法。另一方面,量子抽运区别于它们也是一种常用的产生电流的方法。在第三章我们研究发现了从单层石墨烯条带入射的电子,经过一个双层区域,电子的透射几率随着两层相对位置的变化出现周期震荡。这是因为一个基本单元中每个电子的几率密度不同,有大有小,当两个较大几率密度的电子存在相互作用时层间相互作用强。因此当两层有相对移动时,存在层间相互作用的原子发生变化,导致层间相互作用的强弱发生改变,从而影响了通过两层区域时电子透射几率的大小。透射几率出现周期性震荡的性质可以用来测量层间的相对位移,并且精度可以达到10-10这个量级。第四章中用量子抽运的方法在一个局域拉伸的石墨烯中产生了一个纯赝自旋电流。完美石墨烯中K点和K’点是简并的,通过拉伸石墨烯可以消除简并。同时考虑两个反平行铁磁引起的矢量势,在一个由三个势垒构成的结构中就产生了一个与赝自旋指数有关的电流。因此这样的一种结构可以被用来制作赝自旋电子器件。延续第四章中的工作,我们用带隙来解除K点和K’点的简并去产生一个纯的赝自旋电流。部分区域用BN作衬底可以产生一个与空间位置有关的带隙,在上一章中三个势垒的结构上再考虑两个平行的铁磁矢量势,就可以得到一个纯的赝自旋电流。在本文的最后一章对各部分内容给出了一个总结。
其他文献
描述了软件测试的一些基础概念和主要技术,软件测试的各种方法和对不同的软件所采取的不同策略。软件测试各种手段都有各自的优缺点,没有哪一种能够保证软件中的问题完全不存
<正>党的组织生活,是基层党建工作的重要内容,是基层党组织对党员进行教育、管理、监督的重要形式。传统的读报、宣讲、开会、谈话等组织生活方式需要坚持。但是,新形势下党
颌面部血管瘤是婴幼儿常见良性肿瘤。手术等传统治疗方法有后遗损害。本文报道平阳霉素治疗颌面部血管瘤,操作方便,创伤小,疗效好,副反应少。
运用类比、分析与综合等科学思维方法,结合实例对滑动摩擦力做功的对称性和对称性破缺的规律和特点进行分析研究,提出"三看、二定、一运用"的教学策略,辅以信息技术提高学生
动漫产业被称为21世纪知识经济的核心产业,是继IT产业后的又一个经济增长点。美国是最早形成动漫产业的国家之一,美国动漫产业的成功启示,对我国新兴的动漫产业和动漫教育有
目的探讨茵栀黄联合蓝光照射治疗新生儿黄疸的临床疗效。方法随机抽取86例新生儿黄疸患儿,随机分为治疗组与对照组,每组各43例。对照组采用蓝光照射治疗,治疗组在对照组的基
<正>商务部新闻发言人姚坚今年2月表示,2013年中国与哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦中亚四国贸易额达402亿美元,比2012年增长13%。据悉,2013年,中哈贸
巧妙利用"电磁打点计时器"自制一个共振及振动图象演示仪,利用了光放大原理和视觉暂留原理,不仅可以用来观察电磁打点计时器的振片在共振时的现象并绘制共振曲线,而且还可以
直角三角形射影定理的证明,目前的有关文本都是用纯数学的方法给出的。本文试图从物理学的角度出发,根据共点力的平衡的原理给出其物理证明方法。