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自从2004年海姆和诺沃肖洛夫发现石墨烯以来,其作为人类观察到的首个二维结构材料引起了广泛关注。理想的石墨烯是一个单原子层六角蜂巢状结构,其中的碳原子通过sp2键结合在一起。近些年来,不仅在石墨烯的制备方法上取得了很大的进展,而且随着研究的深入发现其具有众多优异的物理化学特性,有着十分美好的应用前景。然而,原始的石墨烯是无磁性零带隙的半导体,那么它就不具有开关性能。通过调控石墨烯材料的带隙就能满足在半导体工业中不同器件和应用的要求,所以石墨烯能带调控对于推动石墨烯的应用而言就显得尤为重要。在本论文中,我们基于第一性原理的密度泛函理论,对提出的几种石墨烯纳米带能带调控方案进行了理论模拟研究,这对于实验研究石墨烯能带调控具有一定的理论指导意义。首先,我们通过在石墨烯纳米带中掺杂六角氮化硼形成graphene/h-BN超晶格纳米带结构,计算结果表明锯齿型边缘和扶手椅型边缘的超晶格纳米带的带隙都随着BN成分的增多而增大。通过这样的方式我们可以使石墨烯纳米带的带隙在0～2.5eV的范围内得到调控,如此宽的调节范围将能够满足半导体工业中绝大多数的带隙要求。我们进一步通过局域态密度和电荷密度分布的分析,探究了这种调控方法的机理,并且运用KP模型理论分析和印证了我们的模拟计算结果。此外,我们还考虑了纳米带宽度和等掺杂比例不同结构对这种调控方案的影响。其次,我们研究了通过在石墨烯纳米带中引入不同形式的缺陷来实现能带调控的目的。引入不同形式的三角形空位缺陷可使原本金属性的锯齿型石墨烯纳米带变为半金属或具有一定带隙,并且使其具有了磁性。引入圆形空位缺陷的锯齿型石墨烯纳米带会变为具有较大带隙的半导体,且有较强磁性。将585型本征缺陷以类超晶格的形式引入到具有一定带隙的扶手椅型石墨烯纳米带,会使其变为金属性,并且会使整个纳米带内的电荷密度有所变大。