二維材料在納米器件領(lǐng)域有非常好的應(yīng)用潛力。石墨烯是一種具有超寬光譜吸收、良好的導電導熱特性與超高的載流子遷移率等優(yōu)良特性,使其在光電探測領(lǐng)域有很好的應(yīng)用潛力。然而,作為光電探測器的光敏材料,石墨烯本身存在兩個缺點,一是由于石墨烯本身為基本沒有厚度的二維材料,對光的吸收少,單層石墨烯的光吸收率僅為2.3%,因此石墨烯基光電探測器的外量子效率非常低;二是石墨烯是一種沒有帶隙的二維材料,這種性質(zhì)導致其對光沒有選擇性,該特性限制了石墨烯在一些應(yīng)用的研究。2016年新型二維材料銻烯（Antimonene）被制備出來。相比于石墨烯,銻烯具有寬帶隙,也擁有比黑磷等二維材料更好的穩(wěn)定性,因此引發(fā)了廣泛的研究人員的關(guān)注。本文對銻烯進行第一性原理計算研究,并通過模擬仿真對銻烯與微納結(jié)構(gòu)結(jié)合從而提高銻烯光電探測器的光吸收率;對于銻烯用計算軟件NanoDcal計算該材料的光電流,為該材料的應(yīng)用提供理論參考,主要研究內(nèi)容如下:采用NEGF-DFT方法,線偏振光以及橢圓偏振光照射在銻烯中心區(qū)得出電輸運情況,結(jié)果表明因為銻烯結(jié)構(gòu)具有空間反衍對稱性,所以在0V偏壓下,無論是線偏光還是圓偏光照射,銻烯的光電流大小基本為... 

【文章來源】：河北科技大學河北省

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯、富勒烯、碳納米管和石墨的晶格結(jié)構(gòu)

河北科技大學碩士學位論文墨烯、雙層石墨烯和少層石墨烯，而 10 層以上的稱為石（Graphene）：一層碳原子按照六角蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)周期薄膜；（Bilayer graphene）：兩層碳原子按照六角蜂窩狀晶格結(jié) 或 AA 堆垛形成的二維結(jié)構(gòu)薄膜；（Few-layer graphene）：3-10 層碳原子按照六角蜂窩狀晶 ABC 或 ABA 堆垛形成的二維結(jié)構(gòu)薄膜；ABA 堆垛和 ABC 堆垛的方式如圖 1-2 所示。

圖 1-2 石墨烯的堆垛方式：a)ABA 堆垛；b)ABC 堆垛[5]石墨烯具有特殊的能帶結(jié)構(gòu)，單層石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)如圖 1-3 a)所示，在布里淵帶底和價帶頂相交于 K 點，該點稱為狄拉克點（Dirac point）。K 點周圍晶格勢有對稱性，這樣特殊的對稱性使電子的有效質(zhì)量基本為零。在該點附近能量和（E-k）呈線性色散關(guān)系[6]。本征石墨烯的費米能級在狄拉克點處，p 型摻雜的石墨烯費米能級低于狄拉克n 型摻雜的石墨烯費米能級高于狄拉克點，可通過柵壓來調(diào)節(jié)石墨烯的費米能級， 1-2 b)所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于平面波展開法的二維光子晶體表面模式研究[J]. 蔡青,黃昌清,梁培,董前民.  光子學報. 2012(04)
[2]漸變折射率光波導模場分布的矢量FD-TD法分析[J]. 劉靖,張國平,黃重慶.  光電工程. 2002(03)

博士論文
[1]光子晶體計算方法和設(shè)計的研究[D]. 肖三水.浙江大學 2004

碩士論文
[1]基于FDTD法的二維光子晶體傳輸特性研究[D]. 徐小果.西南交通大學 2009



本文編號：3053771