正三角锯齿型石墨烯的电子输运特性.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)JulyActaP．一Chim。Sin．2012，28(7)，1701-17061701[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201204172www．whxb．pku．edu．cn正三角锯齿型石墨烯的电子输运特性张俊俊张振华郭超李杰邓小清(长沙理工大学物理与电子科学学院，长沙410114)摘要：利用密度泛函理论和非平衡格林函数方法，系统研究了正三角锯齿型石墨烯的电子输运特性．研究表明：正三角石墨烯的电流一电压(『_特性及整流效应与几何尺寸、边缘吸附原子的类型密切相关，在其边缘吸附H原子和

2、S原子的情况下，小的正三角石墨烯有大的电流，但有小的整流比；改变边缘吸附原子的类型(用O原子替换H原子)，电流增大，但其整流效应明显变低．分析表明，这种整流是由于正三角石墨烯前线轨道的空间分布不对称以及在正、负偏压下分子能级的非对称移动所致．我们的研究对于认识正三角石墨烯的基本物性(电子结构及器件应用)有重要意义．关键词：正三角石墨烯：整流效应：电子输运特性：密度泛函理论：非平衡格林函数方法中图分类号：O641ElectronicTransportPropertiesforaZigzag-EdgedTriangularGrapheneZHANGJun—Ju

3、nZHANGZhen—HuaGUOChaDLIJieDENGXiao—Qing(SchoolofPhysicsandElectronicScience,ChangshaUniversityofScienceandTechnology,Changsha410114,PR．China)Abstract：BasedOI3thedensityfun~ionaItheowandthenon—equilibriumGreensfunctionmethod．theelectronictransportpropertiesofzigzag—edgedtriangularg

4、raphenewerestudiedsystematically．Theresultsrevealedthatthecurrent—voltage(『_、／)characteristicsandrectifyingeffectswerecloselyrelatedtothegeometricsizeandthetypeofatemsterminatedattheedgesoftriangulargraphene．InthecaseofH—andS—terminatededges．asmalllriangulargraphenehadaJargecurren

5、tbutwithasmallrectifyingratio．Althoughthecurrentincreased．therectifyingbehaviorwasJoweredwhenHatomsattheedgesofthestructurewerereplacedbyOatoms．Deeperanalysisdemonstratedthatsucharectificationwascausedbytheasymmetryinthespatialdistributionofthefrontierorbitalsandanasymmetricmoveme

6、ntonthemOIecula卜Ieveljntriangulargrapheneunderpositiveandnegativebiases．1tiSofgreatsignificancethatourinvestigationsdevelopathoroughunderstandingofthebasicphysicalpropertiesofatriangulargraphene．KeyWords：Triangulargraphene；Rectifyingeffect；ElectronictransportpropertyDensityfunctio

7、naltheo~；Non—equilibriumGreenSfunctionmethod1引言2D体系只能在半导体界面上形成，而是可以独立生自2004年，曼切斯顿大学Novoselov等成功制成，并能对其进行直接的物理和化学裁剪、修饰及备单层石墨烯(graphene)来，人们对石墨烯的研究测量等，特别是它具有很高的电子迁移率，“且是目兴趣不断增强．石墨烯是一种单原子厚度、六角前人们发现的最薄、最稳定的纳米材料，所以石墨蜂窝结构的理想二维(2D)平面系统，它不像传统的烯具有极高的潜在应用价值．Received：January12，2012；Revised：A

8、pril16，2012：PublishedOilWeb：April