边界无序的Graphene纳米带的电导【开题报告】

1、毕业论文开题报告应用物理学边界无序的graphene纳米带的电导一、研究的背景跟意义随着纳米科技的不断发展，越来越多的碳纳米材料被人发现和制造出来，2004年才 出现的石墨烯虽然出现的时候并不长，但由于其自身的优越性质而被认为是未来大有希 望的碳纳米材料之一。近年来关于石墨烯的论文越来越多，2010年的物理诺贝尔奖的得 主安德烈k海姆和康斯坦丁 沃肖洛夫正是在石墨烯材料领域有着卓越研究的科学家， 可见现今世界对石墨烯这一新型材料的重视与肯定。特别是由于石墨烯在电学方面的独特性质，使其成为下一代纳米电子器件材料的 热门备选。安德烈k海姆等在成功分离graphene后，测量了分离出的单层graph

2、ene 分子的电子迁移率，惊人的发现其迁移率达到了 10000cn?/vs,不久更有人将这个速率提 高到了 25000cm7vso如今基于石墨烯的多种纳米元器件已经在理论和实验研究中取得了 一些成果，如pn结、传感器、场效应管等，但限于人们对石墨烯本身存在缺陷或者在各 种环境中石墨烯的电子运输性质会有什么影响还不是很清处，再加之现今石墨烯的制造 上还不是很成熟，难以大量制备出完美的石墨烯，使得石墨烯在应用上受到了很大的局 限。所以为了对石墨烯能进行更进一步的了解，在理论的基本上加强石墨烯的应用性， 对有缺陷的石墨烯的研究就显得很有必要和具有实际意义。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题1、研究

3、zigzag graphene （锯齿形型石墨烯）带在边界有多个空缺原子时的电导性 质。而边界完美时的zigzag graphene带乂是怎样的。完美边缘型的zigzag graphene带 选取不同长宽的模型进行测试比较，然后取其中某一特定长宽的完美边缘型特性明显的 的zigzag graphene带在去除边缘的c原子形成空位缺陷zigzag graphene带，去除也分 多种情况进行测试，如去除一边碳原子跟两边的碳原子时的情况。对这些情况进行比较讨论它们各自的应用性。2、讨论当graphene带边界存在空位原子时对电导的影响，是会对整个zigzag graphene带有影响，述是只对边缘附

4、近的结构有影响。而且存在空位原子的数目不同的 时候影响的程度是否一致。三、研究的方法与技术路线1、建立graphene带的紧束缚近似模型，先取几个合适长宽的完美边缘型的zigzag graphene来进行测试，然后取一合适的固定长宽的完美边缘型的zigzag graphene带去除 边缘碳原子，分别设置多种情况，而电子输运性质是采用基于dft和非平衡格林函数 (negf)的计算程序包tansiesta2c中的两极体系方法完成的。tansiesta2c能模拟纳米 结构体系和纳米器件的电学性质和量子输运性质，实现了腹势法和原子轨道线性组合方 法等电子结构计算方法，在此基础上，利用非平衡green函

5、数方法来处理纳米器件在外置 偏压下的电子输运性质。2、接下来，以一合适的完美边缘型zigzag graphene带为模型纳米带，研究完整和边缘含 空位缺陷zigzag graphene带的输运性质，分别以完整和含缺陷的某一合适zigzag graphene带做电极，以完整或边缘含缺陷的-段石墨纳米带为中心散射区。就能得出伏 安特性曲线，这时就能观察到其电子输运性质。3、对所得岀的所有图表进行分析，最终得岀结论，并进行讨论四、研究的总体安排与进度2010年11月 确定论文题目和研究内容2010年12月阅读参考文献，完成开题报告，文献综述2011年1月一3月对参考文献进行进一步整理分析，总结出有用

6、的东西，进行理论研 究，编程计算2011年4月完成论文初稿、定稿，答辩五、主要参考文献1) a.k.geim, graphene: status and prospect, science 324, 5302) k. s. novoselov, a. k. geim, s. v. morozov, d. jiang, y. zhang, s. v.dubonos, v. grigorieva, and a.a. firsov, science 306, 6663) x. h. zheng等， appl. phy. lett. 97, 153129 (2010)4) j. h. lee 等,ap

7、pl. phy. lett. 97, 133102 (2010)5) 欧阳方平，徐慧，李明君，肖金armchair型石墨纳米带的电子结构和输运性质屮南大学物理科学与技术学院，长沙4100836) 颜浩然，霍新霞,王畅,terence k1s1w,王利光，锯齿形石墨烯帯输运性质的研究,micronanoe1ectronictechno1ogy vo.1 46 no. 8,august 20097) 乔峰，朱海涛，石墨烯制备、表征及应用研究最新进展，青岛科技大学材料学院，青岛2660428) 黄桂荣，石墨烯的合成与应用，炭素技术29卷(2009年)1期，35-389) 陈闽江，邱彩玉，孙连峰，浅谈石墨烯的发展与应用，国家纳米科学屮心器件研究室北京1001910）robert f service, carb on sheets an atom thick give rise to graphene dreams, scie nee 324, 875-87711）a. k. geim , k> s> novoselov , control of graphene，s propertie