含单排线缺陷锯齿型石墨烯纳米带的电磁性质

编号：CPJS05485

篇名：含单排线缺陷锯齿型石墨烯纳米带的电磁性质

作者：张华林 ;孙琳 ;王鼎

关键词： 石墨烯纳米带 线缺陷 自旋极化

机构： 长沙理工大学物理与电子科学学院,长沙410114

摘要： 基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了含单排线缺陷锯齿型石墨烯纳米带（ZGNR）的电磁性质,主要计算了该缺陷处于不同位置时的能带结构、透射谱、自旋极化电荷密度、总能以及布洛赫态.研究表明,含单排线缺陷的ZGNR和无缺陷的ZGNR在非磁性态和铁磁态下都为金属.虽然都为金属,但其呈金属性的成因有差异.在反铁磁态下,单排线缺陷越靠近ZGNR的边缘,对ZGNR电磁性质的影响越明显,缺陷由ZGNR对称轴线向边缘移动过程中,含单排线缺陷的ZGNR有一个半导体-半金属-金属的相变过程.虽然线缺陷靠近中线的ZGNR为半导体,但由于缺陷引入新的能带,导致含单排线缺陷的ZGNR的带隙小于无缺陷ZGNR的带隙.单排线缺陷紧邻边界时,含缺陷ZGNR最稳定;单排线缺陷位于次近邻边界位置时,含缺陷ZGNR最不稳定.在反铁磁态下,对单排线缺陷位于对称轴线的ZGNR施加适当的横向电场,可以实现半导体到半金属的转变.这些研究结果对于发展基于石墨烯的纳米电子器件有重要的意义.