隨著信息技術的跨越式發(fā)展,集成電路制造技術的不斷改進,傳統(tǒng)的硅基電子器件成為了后摩爾時期集成電路發(fā)展的重大障礙,研究和開發(fā)基于新材料、新結構和新工藝的器件已迫在眉睫。自旋電子學是一門近幾年結合微電子學、磁學和材料科學提出的具有革命性的交叉學科,其旨在利用電子的自旋屬性來實現信息存儲、傳遞和處理等功能,近年來已逐漸成為最活躍的科學前沿。自旋電子器件具有集成度高、運行速度快,低能耗等傳統(tǒng)半導體電子器件無法比擬的優(yōu)勢。除了要求能同時操控電子的自旋和電荷屬性外,自旋電子器件還要求材料具有較高的電子極化率和較長的電子自旋弛豫時間。由碳原子以雜化軌道組成六角蜂窩狀晶格的二維平面薄膜材料-石墨烯,不僅擁有超高的電子遷移率、極高的機械強度以及克萊因隧穿、量子霍爾效應等奇異的物理與化學特性,其電子還可表現出相對較弱的自旋-軌道耦合效應,其較長的自旋弛豫時間和室溫自旋擴散長度,使得其在新興的自旋電子器件領域有著巨大的應用潛力。然而,碳原子不含f和d電子,石墨烯的本征非磁性使其缺少了有序的自旋磁矩,這就大大限制了其在自旋電子器件中的應用。因此,如何在石墨烯材料中引入磁性特別是長程鐵磁性,對將石墨烯材料應用到...

【文章頁數】：112 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1石墨烯的π電子能帶結構，右圖放大部分為狄拉克點處的線性色散關系[16]

太原理工大學博士研究生學位論文3圓錐能帶結構被稱為能谷，即在K和K"兩個能谷附近的低能區(qū)域形成了線性的色散關系（如圖1-1所示）[15,16]。其能量表達式為E=VFP=VFhk，即石墨烯中的載流子像是無質量的相對論粒子，或稱費米子。其中，k為波矢，VF為費米速度，即載流子的速率....

圖1-2（a）和（b）分別是扶手椅型和鋸齒型石墨烯納米帶結構示意圖[21]

太原理工大學博士研究生學位論文4界的電子結構有著本質的不同，且電子結構的色散關系對石墨烯納米帶寬度的變化非常敏感。因此，低維石墨烯材料的邊界效應對其電子性質的影響十分顯著。(a)(b)圖1-2（a）和（b）分別是扶手椅型和鋸齒型石墨烯納米帶結構示意圖[21]Fig.1-2(a)T....

圖1-3扶手椅型石墨烯納米帶的能帶結構圖，N=4，5，6

太原理工大學博士研究生學位論文4界的電子結構有著本質的不同，且電子結構的色散關系對石墨烯納米帶寬度的變化非常敏感。因此，低維石墨烯材料的邊界效應對其電子性質的影響十分顯著。(a)(b)圖1-2（a）和（b）分別是扶手椅型和鋸齒型石墨烯納米帶結構示意圖[21]Fig.1-2(a)T....

圖1-3扶手椅型石墨烯納米帶的能帶結構圖，圖（a），（b），（c）分別為納米帶邊界寬度為N=4，5，6的情況[21]

太原理工大學博士研究生學位論文4界的電子結構有著本質的不同，且電子結構的色散關系對石墨烯納米帶寬度的變化非常敏感。因此，低維石墨烯材料的邊界效應對其電子性質的影響十分顯著。(a)(b)圖1-2（a）和（b）分別是扶手椅型和鋸齒型石墨烯納米帶結構示意圖[21]Fig.1-2(a)T....

本文編號：3937904