紧束缚格林函数法研究原子吸附石墨烯纳米带电子输运

编号：NMJS05331

篇名：紧束缚格林函数法研究原子吸附石墨烯纳米带电子输运

作者：李昕； 张永； 殷德民； 王小力； 刘卫华；

关键词：石墨烯纳米带； 原子吸附； 紧束缚； 格林函数； 输运谱；

机构： （西安交通大学电子与信息工程学院； 710049； 西安）；

摘要： 采用紧束缚非平衡格林函数法分析了 H、F、O 和 OH 这 4 种原子吸附扶手椅型石墨烯纳米带（AGNR）和锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）器件的电子输运特性。用 π 电子结构体系的紧束缚理论分析了 GNR 的电子结构；用紧束缚扩展休克理论计算了 GNR 碳原子与所吸附原子间的电子相互作用；用非平衡格林函数法仿真了 GNR 吸附原子后的电流特性。研究结果表明：在平衡态下，4 种原子中 H 原子吸附后对 AGNR 器件的输运谱影响最大，而 OH 原子吸附后使 GNR 增加禁带宽度 0.3eV；在非平衡态下，吸附 H 原子不仅增加了导带底附近态密度，而且直接在禁带引入了杂质能级，从而提高了 AGNR器件产生的电流；H 原子吸附在 ZGNR 器件产生的电流大约是 AGNR 电流的 1.5 倍；H 原子吸附在 GNR非边界比吸附在边界产生的电流高。该研究结果可以对提高石墨烯气敏传感器和生物传感器的灵敏度提供理论基础。