王雪梅 刘 红

(南京师范大学物理科学与技术学院，南京 210046)(2010年5月24日收到;2010年7月7日收到修改稿)

锯齿型石墨烯纳米带的能带研究*

王雪梅 刘 红

(南京师范大学物理科学与技术学院，南京 210046)(2010年5月24日收到;2010年7月7日收到修改稿)

运用π电子紧束缚模型，具体研究了锯齿型石墨烯纳米带(ZGNRs)的边界结构对能带，特别是费米面附近的导带和价带电子的影响.计算了七种不同边界结构的ZGNRs的能带色散关系及费米面附近价带电子在原胞中各原子上的分布情况.计算结果表明:两边界都无悬挂原子的NN-ZGNRs，只有一边界有悬挂原子的 DN-ZGNRs，两边界都有五边形环的SPP-ZGNRs和ASPP-ZGNRs为金属性.两边界都有悬挂原子的DD-ZGNRs，一边界为五边形环另一边界无悬挂原子的PN-ZGNRs和一边界为五边形环另一边界有悬挂原子的PD-ZGNRs都为半导体性，但是随纳米带宽度的增加，DD-ZGNRs和PD-ZGNRs的带隙很快减小至零，而PN-ZGNRs的带隙随宽度呈指数衰减至一个有限值0.154 eV.结果也显示出不同边界结构对费米面附近价带上电子分布产生的影响不同，在石墨烯边界原子上电子概率都相对较高.

锯齿型石墨烯纳米带，紧束缚模型，电子密度分布，缺陷结构

PACS:71.15.Ap，71.20.Tx

1.引 言

自从2004年Novoselov等人［1］成功制备单层石墨(石墨烯，Graphene)以来，石墨烯以其独特的电学性质，如 Klein 隧穿［2］，狄拉克颤动［3］，半整数霍尔效应［4—6］等引起了科学家们的广泛关注.在科技迅猛发展的今天，石墨烯已经成为一种新型的碳纳米材料，并且由其制备出了许多纳米尺寸的石墨器件，如量子结［7—9］，双层石墨结构……