發(fā)布時間：2025-05-01 14:27

　　隨著器件小型化的不斷發(fā)展和電路集成度的不斷提高,傳統(tǒng)的硅基半導體器件尺寸已經逼近了微電子器件的物理極限。當進一步降低器件的尺寸達到納米量級時,量子效應則會越來越明顯,要繼續(xù)提高集成電路的性能,就需要開發(fā)出基于新材料和新原理的新器件。納米材料的出現為電子技術的進步提供了可能。2004年,石墨烯在實驗上被成功的制備出,并發(fā)現它具有很多優(yōu)異的性質,自此關于納電子器件的研究引起了人們的廣泛關注。但是,由于石墨烯為零帶隙半導體,這就為直接使用石墨烯構建電子器件帶來了巨大的挑戰(zhàn)。與石墨烯屬于同碳族材料的硅烯,是具有與石墨烯相似幾何結構的新型二維材料,2012年,在實驗上首次制備成功,證實了它的存在。而且,最重要的是硅材料兼有易于獲得和制備的優(yōu)點,并與當今的硅基半導體工藝兼容,因此在應用上有相當重要的前景。相較于石墨烯,基于硅烯的電子輸運特性尚處于初步研究階段,與此同時,利用電子的自旋屬性以得到具有高速、低功耗、高度集成等優(yōu)良特性的新型自旋電子器件,也成為當前研究的熱點。基于此,我們采用密度泛函理論與非平衡格林函數相結合的方法,研究了基于硅烯納米結構、有機單分子的電子輸運性質,發(fā)現了一些新奇的輸運現象...

【文章頁數】：111 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1幾種常見的納米材料

?第一章緒論???機理和傳統(tǒng)的宏觀材料有明顯差別，使用于宏觀材料中的玻爾茲曼方程己不再有??效，對納米結構的輸運問題研究，需要從量子力學基本原理出發(fā)，考慮各種量子??效應對電子輸運和器件工作的影響，建立新的理論框架，并根據不同納米材料的??特點，設計出各種用途的納電子器件。??

圖1一石墨烯在狄拉克點附件具有線性的色散關系.

價電子構型為２ｓ２ｐ，價電子層沒有ｄ軌道，根據雜化軌道理論，ｓｐ２、ｓｐ３雜化，由于不同的雜化軌道，空間取向不同，分子幾何而碳元素可Ｌ：；形成多種物質結構形式，如金剛石、石墨煉、碳納各種有機分子等。雖然各種碳結構的組成元素均為碳，但性質迴自然界最硬的物質，而石墨卻是最軟的，二者之....

圖1-3扶手椅型和鋸齒型石墨烯納米帶的結構示意圖

山東大學博±學位論文締（ｇｒａｐｈｅｎｅ）是碳的另一同素異形體，它是由ｓｐ２雜化碳原子緊蜂窩狀晶體結構，僅有一個原子層的厚度，其厚度只有０．３５ｎ的二維材料，可Ｗ看成是一種單原子層的石墨材料。這種特殊著豐富而新奇的物理性質。比如：在狄拉克點附近具有線性的＂７Ａ?（圖１－２），其中....

圖１－４銀齒型石墨帰納米帶的輸運性質

??帶主要有兩種邊緣構型（圖１－３）：銀齒形和扶手椅型。這兩種石墨婦納米帶具有??截然不同的電學和磁學性質口５－２９］，扶手椅型納米帶（ＡＧＮＲ）在特定寬度下為半??導體，其帶隙隨著寬度的增加而減�。讳N齒型納米帶（ＺＧＮＲ）具有邊緣局域態(tài)，??理論計算表明，ＺＧＮＲ的基態(tài)為反鐵磁....

本文編號：4042431