石墨烯及石墨烯/氮化硼的电子结构特性研究

编号：CYYJ02863

篇名：石墨烯及石墨烯/氮化硼的电子结构特性研究

作者：齐越 王俊强 朱泽华 武晨阳 李孟委

关键词： 石墨烯 氮化硼 密度泛函理论 化学气相沉积 迁移率 层间耦合 电子结构 二维材料

机构： 中北大学仪器与电子学院 中北大学前沿交叉科学研究院

摘要： 化学气相沉积法生长的单层石墨烯具有卓越的力学、热学和电学特性,成为新一代纳米器件的首选材料。对石墨烯电子特性的理论研究有利于推动纳米器件的发展与应用。本文基于密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的方法,系统地研究了石墨烯及石墨烯/氮化硼的电子结构特性。结果表明,在高对称K点,带隙为零。在50~400 K范围内,由于费米面的电声子散射作用,单层石墨烯的迁移率随着温度增加呈现显著下降趋势。此外,通过对不同层间距的石墨烯/氮化硼结构的能带、态密度、电子密度等特性分析,发现随着层间距增加,能带间隙减小,导带与价带间的能量差减小。随着原子个数的增加,石墨烯/氮化硼超胞结构与原胞结构的带隙开度变化规律一致,这对石墨烯基器件的结构设计具有一定的指导意义。