崔洋 李静 张林2)3)†

1) (东北大学, 材料各向异性与织构教育部重点实验室, 沈阳 110819)

2) (东北大学, 轧钢国家重点实验室, 沈阳 110819)

3) (东北大学材料科学与工程学院, 沈阳 110819)

采用基于密度泛函理论的紧束缚方法计算研究了外加横向电场对边缘未加氢/加氢钝化的扶手椅型石墨烯纳米带的电子结构及电子布居数的影响.计算结果表明, 石墨烯纳米带的能隙变化受其宽带影响.当施加沿其宽度方向的横向外加电场时, 纳米带的能带结构及态密度都会产生较大的变化.对于具有半导体性的边缘未加氢纳米带, 随着所施加电场强度的增加, 会发生半导体−金属的转变.同时, 电场也会对能级分布产生显著影响.外加电场导致纳米带内原子上电子布居数分布失去对称性, 电场强度越大, 其布居数不对称性越明显.边缘加氢钝化可以显著改变纳米带内原子上的布居数分布.

1 引 言

近年来电子信息技术的快速发展给人们生活带来了巨大便利, 其所用器件也越来越趋于微小化.但由于工艺及材料本身的制约, 基于硅材料制作的器件随着尺寸的进一步减小, 会出现明显的短沟道效应和介质隧穿效应等, 从而影响这些器件的正常工作.为了克服这一发展瓶颈, 迫切需要寻找新的可替代硅的器件用材料.碳具有与硅相同的外层价电子结构, 自2004 年由Novoselov 等[1]制备出以sp2杂化方式形成的具有蜂窝状平面结构的二维石墨烯后, 作为目前世界上最强、最坚硬和……