1557.石墨烯石墨炔異質(zhì)結(jié)的輸運(yùn)性質(zhì)和光電性質(zhì)

1、分類號(hào)密級(jí)太原理工大學(xué)碩士學(xué)位論文題目石墨烯石墨炔異質(zhì)結(jié)的輸運(yùn)性質(zhì)和光電性質(zhì)英文并列題目TheTransptPropertiesOptoelectronicPropertiesofGraphenegraphyneHeterojunctions研究生姓名：李瑩學(xué)號(hào)：2014510825專業(yè)：凝聚態(tài)物理研究方向：低維磁性材料導(dǎo)師姓名：楊致職稱：副教授學(xué)位授予單位：太原理工大學(xué)論文提交日期20174地址：山西太原太原理工大學(xué)太原理工大學(xué)碩士研

2、究生學(xué)位論文I石墨烯石墨炔異質(zhì)結(jié)的輸運(yùn)性質(zhì)和光電性質(zhì)摘要二十世紀(jì)以來，越來越多的碳材料引起了人們的廣泛關(guān)注，并且基于碳材料的納米器件的設(shè)計(jì)與研究也逐漸成為熱點(diǎn)。其中石墨烯和石墨炔由于其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，有望應(yīng)用于多種科學(xué)領(lǐng)域，因此它們被認(rèn)為是今后很有前景的全碳材料。在本文中我們?cè)O(shè)計(jì)了基于這兩種碳材料的功能化納米帶異質(zhì)結(jié)，為研究低維碳材料提供了新思路和新途徑，具有重要的理論意義和潛在的應(yīng)用價(jià)值。在本文第一章中，我們首先介紹了自旋電子學(xué)

3、的相關(guān)概念，討論了石墨烯、石墨炔及其納米帶的研究進(jìn)展，詳細(xì)說明了半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的研究現(xiàn)狀，并闡明了本課題的研究?jī)?nèi)容和意義。第二章中我們介紹了本文研究所使用的密度泛函理論和非平衡格林函數(shù)方法以及ATK、Nanodcal軟件。在第三章和第四章中，我們選用了鋸齒型石墨烯、石墨炔納米帶，通過不同的連接方式構(gòu)建了多種異質(zhì)結(jié)器件。運(yùn)用密度泛函理論結(jié)合非平衡格林函數(shù)的方法，這里對(duì)所構(gòu)建的異質(zhì)結(jié)器件進(jìn)行了電荷輸運(yùn)性質(zhì)和光電性質(zhì)的研究。具體內(nèi)容如下：首先，

4、我們探究了這些器件在一定偏壓范圍內(nèi)的自旋輸運(yùn)性質(zhì)。結(jié)果顯示，所有異質(zhì)結(jié)器件均擁有非常明顯的巨磁阻效應(yīng)，可高達(dá)106%。此外，對(duì)于不同的對(duì)稱性和連接方式，鐵磁態(tài)的異質(zhì)結(jié)在有限偏壓下會(huì)產(chǎn)生自旋電流同時(shí)表現(xiàn)出明顯的整流特性。其次，我們研究了這些器件在光照條件下電流的產(chǎn)生情況。我們發(fā)現(xiàn)，這些器件被紅外光、可見光及紫外光照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生自旋極化的光電流。更重要的是，我們發(fā)現(xiàn)鐵磁態(tài)時(shí)自旋向上（自旋向下）的光電流與反鐵磁態(tài)時(shí)自旋向下（自旋向上）的光電流非