孔洞石墨烯纳米带的电子输运性质.pdf

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1、物理化学学~E(WuliHuaxueXuebao)MayActaP．一C．Sin．2011，27(5)，l103—11071103[Article]、^nV、)l，．whxb．pku．cdu．cn孑L洞石墨烯纳米带的电子输运性质孙大立’彭盛霖’欧阳俊’欧阳方平。1(中南大学物理科学与技术学院，长沙410083；北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家实验室，北京100871)摘要：基于密度泛函理论的计算模拟，对含有孔洞的zigzag型石墨烯纳米带(~=17，NJ,jT~目)结构进行优化，进一步计算得到体系存在不同孔洞时的电子输运性质．研

2、究结果表明：当存在单个孔洞时，体系的导电性不仅与量子限域效应有关，还受到孔洞对称性的束缚，且斜向对称比纵向对称受到的束缚更大：对于双孔洞的情况，由于孔洞间的耦合作用，体系的导电性在较大距离范围内大体上随孔洞间距的增大而增强，同时会出现一些量子现象，这可用一维对称双势垒模型来解释，关键词：石墨烯纳米带纳米孔洞量子限域效应：对称性中图分类号：O641ElectronicTransportPropertiesofGrapheneNanoribbonswithNanoholesSUNDa’Li’PENGSheng—Lin’OUYANGJunOUY

3、ANGFang—Ping'·('SchoolofPhysicsScienceandTechnology,CentralSouthUniversity,Changsha410083，R．China；CollegeofChemistryandMolecularEngineering,BeyingNationalLaboratoryforMolecularSciences,PekingUniversity,Beijing100871R．China)Abstract：Basedonthedensityofthegeneraltheory，thes

4、tructuresofziqzaggraphenenanoribbons(ZGNRs)(N=I7，Nisthenumberofcarbonchain)withnanoholesareoptimizedandthengetthetransportpropertyoftheelectronsinthesesystemswithdiferentholesthroughthecalculation．Theresultsshowthattheconductanceisnotonlyrelatedtothequantumconfinementefec

5、t．butalsoconfinedbythesymmetryoftheholeandtheconfigurationofthediagonalsymmetryislargerthanthelongitudinalsymmetrysinthepresenceofasingle—hole．Inthecaseoftwoholes，theconductionofthesyscemisadvancedwiththegrowthofthedistancebetweenthetwoholesbecauseofthecouplingefect．Atthe

6、sametime，wecangetsomequantumphenomenonwhichcanbeexplainedbythemodelofone—dimensionaJdoublebarrierKeyWords：Graphenenanoribbon；Nanoholes；Quantumconfinementefect；Symmetry1引言空位缺陷等等，缺陷的存在会对纳米带的电学、石墨烯纳米带因具有独特的几何结构、丰富的磁学等性质造成影响，从而给石墨烯纳米带的应用电子学性质而有广泛的应用前景．在制备石墨烯纳带来了很多的未知因素．米带中不可避

7、免地存在缺陷，比如杂质原子取代、孔洞结构是在制作石墨烯纳米带过程中不可避Received：December12，201O；Revised：January15，2011：PublishedonWeb：April82011．．Correspondingauthor．Email：ouyangyh@pku．edu．cn；Tel：+86—1381l800095．TheprojectwassupportedbytheChinaPostdoctoralScienceFoundation(201003009，20090460145)，Fundamenta

8、lResearchFundsfortheCentralUniversities，China(201012200053)，ScienceandTechnologyProgramofHunanPr