二十世紀以來,越來越多的碳材料引起了人們的廣泛關注,并且基于碳材料的納米器件的設計與研究也逐漸成為熱點。其中石墨烯和石墨炔由于其獨特的物理和化學性質(zhì),有望應用于多種科學領域,因此它們被認為是今后很有前景的全碳材料。在本文中我們設計了基于這兩種碳材料的功能化納米帶異質(zhì)結,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用價值。在本文第一章中,我們首先介紹了自旋電子學的相關概念,討論了石墨烯、石墨炔及其納米帶的研究進展,詳細說明了半導體異質(zhì)結的研究現(xiàn)狀,并闡明了本課題的研究內(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建了多種異質(zhì)結器件。運用密度泛函理論結合非平衡格林函數(shù)的方法,這里對所構建的異質(zhì)結器件進行了電荷輸運性質(zhì)和光電性質(zhì)的研究。具體內(nèi)容如下:首先,我們探究了這些器件在一定偏壓范圍內(nèi)的自旋輸運性質(zhì)。結果顯示,所有異質(zhì)結器件均擁有非常明顯的巨磁阻效應,可高達106%。此外,對于不同的對稱性和連接方式,鐵磁態(tài)的異質(zhì)結在有限偏壓... 

【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 自旋電子學簡介
    1.2 石墨烯及石墨烯納米帶
    1.3 石墨炔及石墨炔納米帶
    1.4 異質(zhì)結
    1.5 課題主要研究內(nèi)容及意義
第二章 理論方法
    2.1 密度泛函理論
        2.1.1 絕熱近似（波恩—奧本海默近似）
        2.1.2 單電子近似的來源——Hartree-Fork自洽
        2.1.3 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.4 Kohn-Sham方程
        2.1.5 交換關聯(lián)勢
        2.1.6 贗勢
    2.2 格林函數(shù)方法
        2.2.1 平衡格林函數(shù)
        2.2.2 非平衡格林函數(shù)方法
    2.3 非平衡格林函數(shù)方法結合密度泛函理論處理電子輸運問題
    2.4 計算軟件介紹
        2.4.1 ATK
        2.4.2 NANODCAL
第三章 鋸齒型石墨烯-石墨炔異質(zhì)結的自旋輸運性質(zhì)
    3.1 模型和方法
        3.1.1 模型的建立
        3.1.2 計算方法
    3.2 結果與討論
        3.2.1 差分密度分布的討論
        3.2.2 有限偏壓下的自旋電流
        3.2.3 磁阻、自旋過濾系數(shù)、整流比的討論
        3.2.4 輸運譜、局域態(tài)密度、輸運通道的討論
    3.3 本章小結
第四章 鋸齒型石墨烯-石墨炔異質(zhì)結自旋極化的光電性質(zhì)
    4.1 模型和方法
    4.2 結果與討論
    4.3 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
碩士期間發(fā)表的論文



本文編號：3283093