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)

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)

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-电压(I-V)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.

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

1 引言

自2004年,曼切斯顿大学Novoselov等1成功制备单层石墨烯(graphene)以来,人们对石墨烯的研究兴趣不断增强.2-13石墨烯是一种单原子厚度、六角蜂窝结构的理想二维(2D)平面系统,它不像传统的2D体系只能在半导体界面上形成,而是可以独立生成,并能对其进行直接的物理和化学裁剪、修饰及测量等,特别是它具有很高的电子迁移率,14且是目前人们发现的最薄、最稳定的纳米材料,所以石墨烯具有极高的潜在应用价值.

然而,2D石……