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《Physical Chemistry Chemical Physics》发表我校在“石墨烯纳米带电子输运性质”领域研究论文

【来源: | 发布日期:2020-03-16 】

近日,我校材料与纺织工程学院赵健伟教授发表“碳材料电子器件设计”领域最新研究进展的研究论文,相关成果以《不同宽度石墨烯纳米带的本征电子和输运性质》(Intrinsic electronic and transport properties of graphene nanoribbons with different widths) 为题,于2020129日在线发表于国际著名化学领域期刊《物理化学化学物理》(Physical Chemistry Chemical Physics),该论文第一作者为我校联培硕士研究生张柳悦同学,赵健伟教授为论文通讯作者。

随着半导体工业中制造技术的发展,临界线宽越来越接近其物理极限,二维材料尤其是定制的石墨烯,有望替代先进的电子设备的传统硅基材料。由于平面结构以及边缘效应,石墨烯中的电子传输行为与金属和半导体均不同。通过化学或物理技术对石墨烯进行图案化,或者通过蚀刻方法将其定制为石墨烯纳米带(GNR)准一维材料,表现出许多有趣的特性,例如量子霍尔效应和弹道传输。局部化学环境,键合环境,电子密度,疏水环境,电负性和拓扑结构等局部环境对GNR的电子传输行为具有重要影响。作者利用密度泛函理论结合非平衡理论格林函数方法,系统地研究了一系列锯齿形石墨烯纳米带(ZGNR)的本征电子和输运性质。模拟表明,电子主要通过纳米带的边缘,但具有不同带宽度的ZGNR的具有完全不同的传输特性,这取决于之字形链的数量是奇数还是偶数。这些结果对基于石墨烯的分子工程学,例如用于分子装置实用的边缘定制或边缘修饰提供了全面的了解。


Fig.1. (a) The structure of the n-ZGNR; (b) The calculated current-voltage (I-V) curves of the n-ZGNR, the black square, red circle and blue triangle denote the narrow ribbons 1-ZGNR, 2-ZGNR, and 3-ZGNR, respectively. All other even or odd ZGNRs are overlapped and denoted respectively; (c) Transmission spectra of 1-ZGNR, 2-ZGNR, 3-ZGNR at different bias.

(论文DOIhttps://doi.org/10.1039/C9CP06461C)