有限长石墨烯纳米带中的边缘效应

我们采用分而治之的密度泛函方法，分析了有限尺寸效应对长石墨烯纳米带电子结构的相关性。我们发现，对于氢端基石墨烯纳米带，无限长石墨烯纳米带态密度中出现的大部分物理特征在长度为 40 nm 时即可恢复。然而，即使对于所考虑的最长系统（72 nm 长），在费米能级附近仍会出现显著的边缘效应。这些边缘态的权重与纳米带的长度成反比，预计只有在纳米带长度达到微米量级时才会变得可忽略不计。我们的结果表明，在设计基于石墨烯纳米带的新型纳米电子器件时，应仔细考虑有限尺寸效应和边缘效应。预计这些结论也适用于其他一维系统，如碳纳米管、导电聚合物和 DNA 分子。