徐永虎 邓小清 孙琳 范志强 张振华

(长沙理工大学，柔性电子材料基因工程湖南省重点实验室，长沙 410114)

利用密度泛函理论和非平衡态格林函数相结合的方法，系统地研究了边修饰Net-Y 纳米带的电子结构和器件特性的应变调控效应.计算表明:本征纳米带为金属，但边缘的氢或氧原子端接能使其转变为半导体.应变能有效地调控纳米带带隙的大小，适当的应变使能带结构从间接带隙转变为较小的直接带隙，这有利于光的吸收.应变也能改变纳米带的功函数，压缩应变能明显减小功函数，这有利于纳米带实现场发射功能.特别是应变能有效地调控纳米带相关器件的I-V 特性，能使其开关比(Ion/Ioff)达到106，据此，可设计一个机械开关，通过拉伸及压缩纳米带使其可逆地工作在“开”和“关”态之间.这种高开关比器件也许对于制备柔性可穿戴电子设备具有重要意义.

1 引言

碳元素能以多种同素异形体形式存在，如金刚石、石墨、石墨烯、碳纳米管、富勒烯和碳链等，这取决于碳元素外层s-轨道与p-轨道的杂化方式，如sp3，sp2和sp1杂化或是它们的组合[1].其中石墨烯是一种最早通过机械剥离获得的二维(2D)材料[2]，具有sp2杂化形式的碳六方蜂窝状晶体结构.研究表明，石墨烯具有许多独特的材料特性，有望在电子器件、光电子器件、能量存储及化学催化等方面具有重要的应用[3-5].然而，石墨烯是零带隙的半金属，不能在电子器件中直接实现“关”的效应，限制了它在纳米场效……