二維材料是納米電子學(xué)的新興材料,因其新穎獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì),在眾多領(lǐng)域,如光電器件、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、能源等,具有極大的應(yīng)用前景,已成為國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。磷烯作為一種具有合適帶隙寬度以及高載流子遷移率的二維半導(dǎo)體材料,彌補(bǔ)了石墨烯零帶隙和二維過(guò)渡金屬硫化物低載流子遷移率的不足,因而備受關(guān)注。對(duì)磷烯能帶結(jié)構(gòu)的研究,有利于深入探索和理解其光電性質(zhì)以及不同方法對(duì)其性能的調(diào)控。k·p方法是一種能帶計(jì)算的半經(jīng)驗(yàn)方法,它通過(guò)一些已知參數(shù)由微擾理論外推出布里淵區(qū)中的能帶結(jié)構(gòu),常用于極值點(diǎn)附近能帶色散關(guān)系和載流子有效質(zhì)量的計(jì)算。將k·p方法應(yīng)用于二維材料能帶結(jié)構(gòu)的計(jì)算,對(duì)拓展其應(yīng)用領(lǐng)域具有十分重要的意義。本論文基于磷烯空間群對(duì)稱性,選取了布里淵區(qū)中心的6個(gè)Γ本征態(tài),根據(jù)微擾理論和不變量法,確定了非零的動(dòng)量矩陣元,并最終建立了一個(gè)6×6的k·p矩陣模型。在二階微擾近似下,給出了導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂在極值點(diǎn)附近,沿著armchair和zigzag方向的能帶色散關(guān)系以及載流子有效質(zhì)量的解析模型。基于第一性原理得到的k·p矩陣模型參數(shù)值,本論文由k·p方法計(jì)算了單層磷烯的能帶結(jié)構(gòu)和電學(xué)性質(zhì),包括等能面、載流子有效質(zhì)量...

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1石墨烯晶格結(jié)構(gòu)（左）及簡(jiǎn)約布里淵區(qū)（右）

[17-19]。圖1.1石墨烯晶格結(jié)構(gòu)（左）及簡(jiǎn)約布里淵區(qū)（右）[7]圖1.2石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)[20]然而，石墨烯本身并無(wú)帶隙，這也就成為限制其在晶體管技術(shù)、太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管及邏輯開關(guān)電路中應(yīng)用的主要因素。近年來(lái)，雙柵控制的雙層石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管、石墨烯納米帶、吸附或摻....

圖1.2石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)

圖1.1石墨烯晶格結(jié)構(gòu)（左）及簡(jiǎn)約布里淵區(qū)（右）[7]圖1.2石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)[20]然而，石墨烯本身并無(wú)帶隙，這也就成為限制其在晶體管技術(shù)、太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管及邏輯開關(guān)電路中應(yīng)用的主要因素。近年來(lái)，雙柵控制的雙層石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管、石墨烯納米帶、吸附或摻雜以及應(yīng)力引入等....

圖1.3單層MoS2原子結(jié)構(gòu)

[37]。圖1.3單層MoS2原子結(jié)構(gòu)[38]因此，尋找擁有合適帶隙寬度且高載流子遷移率的二維材料已經(jīng)成為人們追尋的目標(biāo)。2014年，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的陳仙輝教授課題組和復(fù)旦大學(xué)的張遠(yuǎn)波教授課題組合作，基于厚度只有幾納米的少層黑磷晶體，成功制備出了相應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件[3....

圖3.1磷烯的晶格結(jié)構(gòu)

[74]。圖3.1給出了單層磷烯的晶格結(jié)構(gòu)�？梢钥闯�，在二維平面內(nèi)兩個(gè)相互垂直的方向上，P原子具有不同的排列結(jié)構(gòu)。其中一個(gè)方向上的原子排列類似于鋸齒狀，稱為zigzag方向，而另一個(gè)方向上的原子排列呈現(xiàn)出椅狀，稱為armchair方向。這一特殊的幾何結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了兩種類型的....

本文編號(hào)：4001909