金属|电介质|石墨烯异质结构中石墨烯的场效应掺杂：一个基于第一性原理计算的模型
介观与纳米尺度物理
2013-02-21 v1
摘要
我们研究了被电介质间隔层与导电衬底隔开的石墨烯单层的费米能量如何依赖于衬底性质和外加电压。建立了一个解析模型，用以描述费米能级位移作为栅极电压、衬底功函数以及电介质间隔层类型和厚度的函数。该模型的参数（应能描述场效应器件中栅电极的效应）可从单层或界面的密度泛函理论（DFT）计算中获得。研究发现，金属|电介质|石墨烯结构中石墨烯的掺杂不仅取决于金属与石墨烯之间的功函数差以及间隔层的介电性质，由界面微观键合细节导致的电势阶跃也起着重要作用。该模型预测的掺杂水平与对金属（Al、Co、Ni、Cu、Pd、Ag、Pt 或 Au）和 h-BN 或真空电介质间隔层构成的金属|电介质|石墨烯结构进行的第一性原理 DFT 计算结果吻合得非常好。
引用
@article{arxiv.1302.4861,
title = {Field effect doping of graphene in metal|dielectric|graphene heterostructures: a model based upon first-principles calculations},
author = {Menno Bokdam and Petr A. Khomyakov and Geert Brocks and Paul J. Kelly},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.4861},
year = {2013}
}