陈 兴

（合肥工业大学 电子科学与应用物理学院，安徽 合肥 230601）

0 引 言

摩尔定律指出，集成电路上可以容纳的晶体管数目大约每18个月翻一倍，即处理器的性能每隔两年便会翻一倍，随着晶体管集成度的增加，器件的热问题对其性能的影响越来越大。为了解决这个问题，电子的另一自由度自旋开始受到人们的关注，并诞生了一门交叉学科，即热自旋电子学。在热自旋电子学中，纯自旋流器件（即器件中两种自旋电子沿相反方向流动，并且大小相等，导致器件中的净电荷流为0）具有许多优良的性能，如更快的速度、更低的功耗以及更高的集成度，被认为是解决集成电路热问题的突破口。

石墨烯具有优异的电学性能和磁学性能，由标准的正六边形蜂窝结构重复单元构成。正因为这样的正六边形结构，所以裁剪的时候会由于方向不同导致其边缘结构不同。其中锯齿型石墨烯纳米带（Zigzag Graphene Nanoribbons，ZGNRs）具有边缘局域态和边缘磁性，被认为是构建自旋电子器件的理想材料之一。现有研究表明，可以通过诸多手段对ZGNRs进行调控实现纯自旋流，如对ZGNRs器件电子磁化方向进行调控来实现纯自旋流[1]。此外，在ZGNRs的中心引入不同大小反量子点也可以实现纯自旋流[2]。本文对锯齿型石墨烯纳米带进行外延使之双边具有等腰三角形外延结构，研究不同长度腰长对纳米带电子输运和热电输运的影响。计算结果表明，在具有该结构的锯齿型石墨烯纳米带中可以实现纯自旋流。……