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《bn掺杂对双层石墨烯电子特性影响的第一性原理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、BN掺杂对双层石墨烯电子特性影响的第一性原理研究原子与分子物理学报，2010，孔鹏*B/N掺杂对双层石墨烯电子特性影响的第一性原理研究?孔鹏王菡王薇程剑陈宗正李星海（华中科技大学电子科学与技术系，湖北武汉430074）摘要：利用平面波超软赝势方法研究了B/N原子单掺杂和共掺杂对双层石墨烯电子特性的影响．对掺杂双层石墨烯进行结构优化，并计算了能带结构、态密度、分波态密度等．分析表明，层间范德瓦尔斯相互作用对双层石墨烯的电子特性有比较明显的影响；B/N原子单掺杂分别对应p型和n型掺杂，会使掺杂片层的能带平移，使得体系能带结构产生较大分裂；双层掺杂的石墨烯能带结构与掺杂原子的相对位置
2、和距离有关，对电子特性有明显的调控作用．其中特别有意义的是，B/N双层共掺杂在不同位置情况下会得到金属性或禁带宽度约为0.3eV的半导体能带．关键词：双层石墨烯；B/N掺杂；电子特性；第一性原理中图分类号：O413；O472+.4；O481.1文献标识码：AFirst-principlescalculationsofelectronicstructureforB/NdopedbilayergrapheneKONGPeng,WANGHan,WANGWei,CHENGJian,CHENZong-zheng,LIXing-hai(DepartmentofElectronicScien
3、ceandTechnology,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)Abstract:TheeffectofB/Ndopingonbilayergrapheneisinvestigatedusingthedensityfunctionaltheory.Afterrelaxingthestructuresofdopedbilayergraphene,thebandstructures,densityofstatesandpartialdensityofstatesarecalculated.Thec
4、omputedresultsshowthattheinterlayervanderWaalsinteractionobviouslyaffectstheelectroniccharacter.BorNmono-dopingmethodresultsinthep-typeorn-typetraitrespectively,whichmovesthecorrespondingFermilevelandthensplitsthebandstructuredistinctly.ThebandcharactersofB/Nbilayerdopingarerelatedwiththedop
5、ingsitesandreciprocaldistance.Interestingly,eitherconductiveorsemi-conductiveband(withagapabout0.3eV)canbeobtainedbyusingdifferentB/Nbilayerco-dopingsites.Keywords:Bilayergraphene,B/Ndoping,Electroniccharacter,Firstprinciples原子与分子物理学报，2010，孔鹏1引言石墨烯在2004年被Novoselov[1]发现之后，由于其独特的电子性质，吸引了全世界众多科
6、学家的关注，并在量子输运[2,3,4]、光电效应[5,6]等领域均有大量深入的研究．与单层石墨烯相比，多层石墨烯还有层间范德瓦尔斯相互作用，这使得对其电子特性的调制多了一条途径．现有实验条件已能调控石墨烯片层数目并对其层间相互作用加以研究．实验和理论[][7][8]表明，双层石墨烯是唯一的一种可由电场控制其半导属性的材料．TaisukeOhta等[]的实验发现，在外电场作用下可以选择性地调节每一层上载流子的浓度；库仑势的改变亦能控制其价带和导带之间产生0eV~0.3eV的带隙，且这种带隙和压降成比例．随后JohanNilsson等[]则通过计算的方法，系统地研究了这种电场效应对
7、双层石墨烯电子特性的影响．各种分子原子的吸附掺杂也可以改变双层石墨烯的电子特性．Boukhvalov和Katsnelson[9]的研究指出化学官能团的吸附将明显改变双层石墨烯的能隙，使其在0.64eV~3eV之间变化．MaoYuliang和ZhongJianxin[10]使用CASTEP对Mn掺杂的双层石墨烯进行了研究，发现Mn掺杂扩大了石墨烯片层间距，Mn与上下两层碳原子间均出现共价键，并使费米能级上移至导带内．他们还发现Mn掺杂的不同位置，对能带结构和态密度也有影响．另一方面，最近关于碳
