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《江南大学》 2010年
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石墨烯形变与电子学特性

王利琴  
【摘要】:自2004年,Novoselov成功的制备出石墨烯,由于其独特的结构和物理性质已经引起了全世界的研究高潮。石墨烯具有完美的晶格结构,体积小,量子尺寸效应等特性,决定了它有很多奇特的性质,如极快的载流子迁移率,高强度,良好的热学性质等,已经被看作硅的替代品,用来制造超级计算机,太空电缆,是最具有潜力的新型材料。石墨烯在工业,电子行业都有很广阔的应用前景,因此对石墨烯的研究在将来的生活,科技有很重要的意义。本文主要针对不同的石墨烯片进行计算模拟,研究了它们的电子特性,主要包括分子几何结构形变对分子轨道、光谱和电子传输特性等的影响。文章的主要结构如下: 第一章,主要介绍了石墨烯的物理特性和研究现状,并对石墨烯的制备方法做以简单介绍。 第二章,具体介绍了本文计算的理论基础,包括从头算方法、半经验分子轨道方法、密度泛函理论和非平衡格林函数等,并对计算工具做了简单的介绍。 第三章,采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G(d)基组水平上对并六苯环的分子能级,轨道密度,红外和拉曼光谱及其稳定性进行了理论研究。 第四章,采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G(d)基组水平上对圆形石墨烯片进行了研究,包括几何结构、前线轨道、密立根电荷和光谱分析,并与加氢圆形石墨烯片在一定程度做了比较。最后我们构建了圆形石墨烯片的电子输运模型,对电子传输和态密度进行了研究。 第五章,采用密度泛函理论和广义梯度近似的第一性原理方法,对硼掺杂和未掺杂三角形石墨烯片进行理论计算,比较了石墨烯进行硼掺杂后的电子特性的改变。 第六章,总结了全文的研究内容,由于时间的限制,不能全面的研究各种石墨烯的电子特性,最后提出对后期工作的展望。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O613.71

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