石墨烯/六方氮化硼异质结的电子结构和输运性质

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石墨烯/六方氮化硼异质结是典型的范德瓦尔斯异质结之一,具备多种卓越的性能,在未来纳米电子学中有潜在的应用价值。因此,研究石墨烯/六方氮化硼异质结对新器件的设计具有重要意义。然而,其背后的许多电子和输运性质还没有得到更好的理解。本文将运用紧束缚模型和格林函数方法从以下几点系统地研究晶格匹配的锯齿型石墨烯/六方氮化硼异质结在电场、局域势和磁场作用下的能带结构和输运性质,并得到了一些有意义的结论。首先,我们研究了石墨烯/六方氮化硼纳米带在电场作用下带隙的变化和局域势作用下的能带结构和输运性质。通过分别施加在体系的石墨烯层、氮化硼层以及石墨烯与氮化硼层的电场,我们发现在一定的电场强度范围内带隙的变化规律是不同的。通过施加不同的局域势可以显著地改变能带结构和输运性质。并提出了利用局域势对边界态进行单独操控的方法,包括边界带的移位和其它形变。同时,我们发现石墨烯层和氮化硼层的两端电导是量子化的,而层间电导由于能带的混合是非量子化的。其次,我们研究了石墨烯/六方氮化硼纳米带在局域势和垂直磁场共同作用下的能带结构和输运性质。通过施加垂直磁场,我们发现低能区的朗道能谱类似于单层石墨烯,而高能区的朗道能谱类似于单层氮化硼。在局域势和垂直磁场的共同作用下,会出现界面态。有趣的是,在零能附近,层间电导具有平台状的特性,这与没有磁场的情况是完全不同的。综上所述,我们主要研究了锯齿型石墨烯/六方氮化硼纳米带在电场、局域势和垂直磁场作用下的能带结构和输运性质,希望这些结果能对未来电子器件的应用有所帮助。
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