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六角氮化硼纳米带的电子输运性质

作　者: 陈风
导　师: 钟建新；陈元平
学　校: 湘潭大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 氮化硼纳米带格林函数电子输运性质
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文采用了格林函数的方法分别研究了氮化硼纳米带外加应力状态下以及存在三角形空位缺陷时电子输运性质。对于应力状态下的电子输运,我们主要分析了一种典型的轴向的应力—平行于纳米带无限延展方向上,并得出以下主要的结论:应力对扶手椅型边界氮化硼纳米带的电子输运性质尤其是对电导台阶有极大的影响。随着应力的增大,台阶的位置发生了明显的移动,台阶的宽度也表现出丰富的变化。当较强的拉力作用在纳米带上时,最高的电导台阶将会消失,随后一个低谷出现在电导谱上。为了解释这些现象,我们计算并详细分析了应力下扶手椅型氮化硼纳米带的能带结构和局域电流。然而,对锯齿型边界氮化硼纳米带的研究表明,相比于对扶手椅型边界氮化硼纳米带的影响,应力对锯齿型边界氮化硼纳米带输运性质的影响比较弱。垂直轴方向上的应力和对称应力都会造成扶手型纳米带电导台阶的移动,但不会破坏完美的台阶。此外,我们采用格林函数的方法,详细的计算了边缘原子的分别为氮和硼原子的三角形空位缺陷对锯齿型氮化硼纳米带的电子输运性质的影响。结果表明:输运性质对三角形空位缺陷的边缘原子不敏感。不同大小或位置的缺陷会给纳米带的输运性质带来不同的影响。当缺失四个原子的三角形缺陷在纳米带边缘时,电导低能区的第一个台阶上出现了尖锐的低谷。通过对锯齿型纳米带的态密度和局域态密度的分析可知,电导台阶上的低谷是由电子的局域造成的。随着缺陷位置沿垂直于纳米带延展方向上移动,第一个台阶却恢复完美的台阶状,而低能区的其他台阶还会出现直线上升的情况。不过总体台阶总高度是不变的。随着边缘上缺陷的增大,台阶上低谷的宽度增大甚至出现了部分台阶的消失,同时纳米带的带隙也增加。另外,我们也计算了不同位置的两个同样大小的空位缺陷对锯齿型氮化硼纳米带输运性质的影响。结果发现,当两个三角形空位缺陷都在边缘上的时,电导台阶上会出现更多的低谷,即有更多的局域态产生。而当空位缺陷都在纳米带内部时,电导谱上带隙附近没有出现电导的低谷。而当边缘和内部各有一个缺陷时,无论两者的位置如何,电导谱同样会产生由于电子局域造成的电导为零的低谷,但电子会局域在不同的缺陷上。对两个空位缺陷在纳米带的研究再次证实了缺陷在锯齿型纳米带内部对输运性质的影响没有缺陷在边缘上时明显。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章引言  8-15
  1.1 六角氮化硼性质  8-9
  1.2 六角氮化硼低维的结构性质及其与石墨结构的对比  9-13
    1.2.1 氮化硼纳米片  9-12
    1.2.2 氮化硼纳米带  12-13
  1.3 低维纳米材料的弹道输运特点  13-14
  1.4 本文研究内容和目的  14-15
第2章理论基础和计算方法概述  15-19
  2.1 格林函数  15
  2.2 紧束缚模型  15-16
  2.3 递归格林函数  16-19
第3章应力对氮化硼纳米带电子输运性质的调制效应  19-29
  3.1 引言  19-20
  3.2 计算方法与模型  20-21
  3.3 结算结果  21-28
    3.3.1 平行于轴应力计算结果与分析  21-26
    3.3.2 垂直轴的应力和对称的应力计算结果  26-28
  3.4 小结  28-29
第4章存在三角形空位缺陷的氮化硼纳米带电子输运性质  29-40
  4.1 引言  29-30
  4.2 计算方法与模型  30-31
  4.3 单个空位缺陷结算结果  31-35
    4.3.1 存在缺陷与完美的电导对比与分析  31-33
    4.3.2 不同位置的缺陷对电导的不同影响  33-34
    4.3.3 不同大小的缺陷对电导的不同影响  34-35
  4.4 两个空位缺陷计算结果  35-39
    4.4.1 在纳米带边缘上两个缺陷与单个缺陷的电导谱的对比与分析  35-37
    4.4.2 在纳米带内部同一水平线上两个缺陷与单个缺陷的电导对比  37
    4.4.3 在纳米带内部和边缘上各存在一个缺陷时的电导的对比与分析  37-39
  4.5 小结  39-40
第5章总结与展望  40-43
  5.1 论文总结  40-41
  5.2 研究展望  41-43
参考文献  43-49
致谢  49-50
攻读学位期间发表的学术论文及研究成果  50-51
个人简历  51

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