石墨烯带的电子输运性质【毕业设计】

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1、本科毕业设计（20届）石墨烯带的电子输运性质17摘　要【摘要】石墨烯是一种二维晶体，它在2004年由曼彻斯特大学的实验小组首次制备出。这种物质只含有一个原子的厚度，使其性质展现出与常规材料的极大不同，具有极高的导电性，目前这种物质已经成为凝聚态物理研究的热点之一。本文简要介绍了和石墨烯有关的碳材料，然后重点介绍了石墨烯的晶体结构、物理性质和制备方法。最后，本文讨论了Armchair型石墨烯纳米带含有两个空位的情况下电导与能量的关系。结果表明，在纳米带宽度一定下，两空位原子的相对位置对电导也造成重要影响。【关键词】碳

2、单质；Armchair型石墨烯；纳米带电导；空位。17Abstract【ABSTRACT】Grapheneisakindoftwo-dimensionalcrystal,firstmadebytheteamfromManchesteruniversityin2004.Itswidthjustconsistsofoneatom.Therefore,itappearsgreatdifferencefromcommonmaterials,andithasaveryhighconductivity.Sofar,thisma

3、terialhasbecomeonehotpotofcondensedmatterphysicsresearch.Thisarticlesimplyintroducescarbonmaterialsrelatingtographene,andintroducesthecrystalstructure,physicspropertiesandpreparationsmethodofgraphene.Atlast,wedescribetherelationshipbetweenconductivityandenergy

4、inArmchairgraphenenanobeltswithtwovacantsites.Theconclusionsuggeststhattherelativepositionofthetwovacantsiteshaveagreatinfluenceonconductivitywhenthenanobeltswidthremainsunchanged.【KEYWORDS】Carbon;ArmchairGraphene;nanobeltsConductivity;Vacantsite.17目　录摘　要II目　录

5、IV1引言12碳单质综述22.1金刚石22.2石墨32.3其他碳材料43单层石墨烯73.1单层石墨烯的发现与制备73.1.1单层石墨烯的发现73.1.2石墨烯的制备73.2石墨烯的晶体结构和性质83.2.1石墨烯的晶体结构83.2.2石墨烯的物理性质93.3最新研究进展93.4选题的背景与意义103.5本论文拟展开的工作104计算模型与方法114.1紧束缚模型114.2函数计算方法115计算结果与分析135.1理想型石墨烯纳米带的电导135.2一个空位时的型石墨烯纳米带的电导135.3两个空位时的型石墨烯纳米带的电

6、导145.3.1两空位不同间隔时的型石墨烯纳米带的电导145.3.2不同宽度对具有两空位石墨烯纳米带电导的影响155.4多个空位对石墨烯纳米带电导的影响156小结16参考文献17致谢18附录19171引言单层石墨烯在2004由英国的曼彻斯特大学的研究团队发现。单层石墨烯一经发现，由于其独特的性质就获得了很多科学家的青睐。短短的几年间，发现它的科学家就被授予了诺贝尔奖。碳材料在我们的世界扮演着极为重要的角色。从有机分子到我们所用的煤炭资源，都充满着碳的元素。单层石墨烯也是一种重要的碳材料，但它表现出了与常规碳材料极为

7、不同的性质。电子在石墨烯纳米带中的迁移速度可以达到普通金属的几千倍；石墨烯是已知材料中最薄的，但是它的强度却比钢还要牢固；石墨烯是导电性能最出色的材料，尤其适应于高频电路，可以代替硅生产超级计算机；它还具有很好的透光性，可以制造光子传感器。石墨烯还具有其他的优良性能，由此，科学家预测，单层石墨烯的发现甚至会带来一场工业革命。本文建立了紧束缚模型，并用函数计算了型石墨烯纳米带的电导与费米面能量关系，并得到一些有意义的结果。在石墨烯纳米带的边界上没有缺陷情况下，我们计算了石墨烯纳米带的电导与费米面能量的关系。发现电导随

8、能变化而呈现出阶梯状变化，这是因为能量变化使电导的通道数目发生了变化。我们用表示石墨烯纳米带宽度方向上的原子数，发现随着的增加，其他条件不改变的情况的下，电导会增加。这是因为随着的增加，石墨烯纳米带的最大电导通道数目变大了。并且，带隙是否出现是随的变化呈现出周期性的。然后我们计算了型石墨烯纳米带的边界中含有一个空位的情况，发现电导曲线的对称性没有遭到破坏，但