zigzag型石墨烯纳米带电学性质第一性原理研究

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------zigzag型石墨烯纳米带电学性质第一性原理研究２０１４年８月廊坊师范学院学报（自然科学版）Ａｕｇ?２０１４第１４卷第４期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬａｎｇｆａｎｇＴｅａｃｈｅｒｓＣｏｌｌｅｇｅ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｖｏｌ?１４Ｎｏ?４ｚｉｇｚａｇ型石墨烯纳米带电学性质第一性原理研究周玉坤（安徽建筑大学，安徽合肥２３０６０１）【摘要】采用第一性原理计算

2、了ｚｉｇｚａｇ型石墨烯纳米带的电学性质。计算结果表明：ｚｉｇｚａｇ型石墨烯纳米带的能带结构与碳纳米带的宽度密切相关；掺杂Ａ】原子的ＺＧＮＲ显示半导体特性。计算结果能为石墨烯纳米带改性实验提供有效指导，有利于推动石墨烯纳米带在纳电子学方面的应用。【关键词】锯齿型石墨烯纳米带；能带结构；掺杂；铝原子ＡＲｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｏｔｈｅＦｉｒｓｔ—ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＰｒｏｐｅｒｔｙｏｆＺｉｇｚａｇＧｒａｐｈｅｎｅＮａｎｏｒｉｂｂｏｎｓＺＨｏＵＹｕ－ｋｕｎ【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｈａｖｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｅｌｅｃｔｒａ

3、ｎｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙｏ——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------ｆｚｉｇｚａｇｇｒａｐｈｅｎｅｎａｎｏｒｉｂｂｏｎｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｒｓｔ’ｐｒｉｎ。ｃｉｐｌｅ．ＯｕｒｃａｃｕｌａｔｉｏｍｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｙａｎｄｄｅｃｔｆｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＺＧＮＲｓａｒｅｉｎｃｌｏｓｅｒｅｌａｔｉｏｎｔｏｗｉｄｔ

4、ｈ．Ａ１ａｔｏｍｓｄｏｐｅｄＺＧＮＲｓｓｈｏｗｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ．ＯｕｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｃｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒＧＮＲｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ａｎｄｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｇｒａｐｈｅｍｅｉｎｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｚｉｇｚａｇｇｒａｐｈｅｎｅｎａｎｏｒｉｂｂｏｎ；ｂａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｄｏｐｉｎｇ；ａｌｕｍｉｎｕｍａｔｏｍ［中图分类号］０４７［文献标识码】Ａ［文章编号）１６７４—３２２９（２０１４）０４—００５３—０３０引言的纳米带类型和宽度

5、，石墨条带可呈现出金属或半导体性质。ｚｉｇｚａｇ纳米带在不考虑自旋的情况下为石墨烯是由单层ｓｐ２杂化碳原子组成的六方点金属性，但ａｒｍｃｈａｉｒ一般为半导体。石墨烯纳米带阵蜂窝状二维结构，包含两个等价的子晶格Ａ和Ｂ。的带隙仅仅随带的宽度与边缘形状有一定——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------变化，难２００４年由英国曼彻斯特大学的安德

6、烈?盖姆（Ａｎｄｒｅ以满足其在纳米电子器件中的广泛应用，因此通常Ｇｅｉｍ）和康斯坦丁?诺沃肖罗夫（ＫｏｎｓｔａｎｔｉｎＮｏ．通过引用缺陷［２］、掺杂［３。５］、形变［６］、外加磁场或电ｖｏｓｅｌｏｖ）发现之后…，它就凭借其独特的物理、化学场［７】、吸附［８１等方法改变其性质。性质而备受全世界的关注。石墨烯具有的超高载流掺杂一直是石墨烯研究中的热门话题，随着对子迁移率使它在纳电子学中具有重要的应用价值。石墨烯控制技术的不断提高，掺杂也趋于多样化、复为了在电子器件中直接应用石墨烯，我们面临怎样杂化。在众多掺杂元素中，由于硼、氮与碳的物理化打开石墨烯的带隙的问题

7、。一个很好的解决办法是学性质相近，且硼或氮替换石墨烯中任一碳原子只把石墨烯切割成准一维的纳米条带，横向的量子限会对其几何结构有微小影响，因此石墨烯的ＢＮ掺域效应将在石墨烯纳米带的能带结构中打开一个带杂是一个热门的研究方向。同时金属纳米颗粒也具隙。根据边界的形状，可以分为ｚｉｇｚａｇ型纳米带有较大的比表面积和强的催化性能［９。１引。所以此（ＺＧＮＲ）和ａｒｍｃｈａｉｒ型纳米带（ＡＧＮＲ）。根据不同种掺杂法可使得制备出的纳米复合材料比表面积明［收稿日期】２０１４—０６—２３［作者简介】周玉坤（１９７８一），男，安徽建筑工业学院数理系讲师。———————————

8、———————————————————————————------