隨著器件小型化的不斷發(fā)展和電路集成度的不斷提高,傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體器件尺寸已經(jīng)逼近了微電子器件的物理極限。當(dāng)進(jìn)一步降低器件的尺寸達(dá)到納米量級時(shí),量子效應(yīng)則會(huì)越來越明顯,要繼續(xù)提高集成電路的性能,就需要開發(fā)出基于新材料和新原理的新器件。納米材料的出現(xiàn)為電子技術(shù)的進(jìn)步提供了可能。2004年,石墨烯在實(shí)驗(yàn)上被成功的制備出,并發(fā)現(xiàn)它具有很多優(yōu)異的性質(zhì),自此關(guān)于納電子器件的研究引起了人們的廣泛關(guān)注。但是,由于石墨烯為零帶隙半導(dǎo)體,這就為直接使用石墨烯構(gòu)建電子器件帶來了巨大的挑戰(zhàn)。與石墨烯屬于同碳族材料的硅烯,是具有與石墨烯相似幾何結(jié)構(gòu)的新型二維材料,2012年,在實(shí)驗(yàn)上首次制備成功,證實(shí)了它的存在。而且,最重要的是硅材料兼有易于獲得和制備的優(yōu)點(diǎn),并與當(dāng)今的硅基半導(dǎo)體工藝兼容,因此在應(yīng)用上有相當(dāng)重要的前景。相較于石墨烯,基于硅烯的電子輸運(yùn)特性尚處于初步研究階段,與此同時(shí),利用電子的自旋屬性以得到具有高速、低功耗、高度集成等優(yōu)良特性的新型自旋電子器件,也成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)�；诖�,我們采用密度泛函理論與非平衡格林函數(shù)相結(jié)合的方法,研究了基于硅烯納米結(jié)構(gòu)、有機(jī)單分子的電子輸運(yùn)性質(zhì),發(fā)現(xiàn)了一些新奇的輸運(yùn)現(xiàn)象...

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1幾種常見的納米材料

?第一章緒論???機(jī)理和傳統(tǒng)的宏觀材料有明顯差別，使用于宏觀材料中的玻爾茲曼方程己不再有??效，對納米結(jié)構(gòu)的輸運(yùn)問題研究，需要從量子力學(xué)基本原理出發(fā)，考慮各種量子??效應(yīng)對電子輸運(yùn)和器件工作的影響，建立新的理論框架，并根據(jù)不同納米材料的??特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出各種用途的納電子器件。??

圖1一石墨烯在狄拉克點(diǎn)附件具有線性的色散關(guān)系.

價(jià)電子構(gòu)型為２ｓ２ｐ，價(jià)電子層沒有ｄ軌道，根據(jù)雜化軌道理論，ｓｐ２、ｓｐ３雜化，由于不同的雜化軌道，空間取向不同，分子幾何而碳元素可Ｌ：；形成多種物質(zhì)結(jié)構(gòu)形式，如金剛石、石墨煉、碳納各種有機(jī)分子等。雖然各種碳結(jié)構(gòu)的組成元素均為碳，但性質(zhì)迴自然界最硬的物質(zhì)，而石墨卻是最軟的，二者之....

圖1-3扶手椅型和鋸齒型石墨烯納米帶的結(jié)構(gòu)示意圖

山東大學(xué)博±學(xué)位論文締（ｇｒａｐｈｅｎｅ）是碳的另一同素異形體，它是由ｓｐ２雜化碳原子緊蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)，僅有一個(gè)原子層的厚度，其厚度只有０．３５ｎ的二維材料，可Ｗ看成是一種單原子層的石墨材料。這種特殊著豐富而新奇的物理性質(zhì)。比如：在狄拉克點(diǎn)附近具有線性的＂７Ａ?（圖１－２），其中....

圖１－４銀齒型石墨帰納米帶的輸運(yùn)性質(zhì)

??帶主要有兩種邊緣構(gòu)型（圖１－３）：銀齒形和扶手椅型。這兩種石墨婦納米帶具有??截然不同的電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)口５－２９］，扶手椅型納米帶（ＡＧＮＲ）在特定寬度下為半??導(dǎo)體，其帶隙隨著寬度的增加而減小；銷齒型納米帶（ＺＧＮＲ）具有邊緣局域態(tài)，??理論計(jì)算表明，ＺＧＮＲ的基態(tài)為反鐵磁....

本文編號：4042431