基于混合扶手椅-锯齿纳米结构调控石墨烯能隙的第一性原理研究

采用密度泛函理论与非平衡格林函数方法相结合，研究了包含 U 形石墨烯纳米带与图案化纳米孔结构石墨烯的混合扶手椅-锯齿纳米结构的电子与输运性质。分析了态密度、电子透射谱与分子轨道。所得结果表明，由于锯齿边缘准束缚态的形成，当形成 U 形结构时，石墨烯纳米带结倾向于打开能隙。U 形结构的大小对系统的电子输运有巨大影响。我们还考虑了 U 形石墨烯纳米带结的拐角形式对能隙打开的影响。发现当向内拐角添加一些碳原子时，U 形石墨烯纳米带中的能隙显著改变。对于图案化纳米孔结构石墨烯，计算结果表明图案化纳米孔通过石墨烯纳米带结对电子与输运性质有巨大影响，这取决于纳米孔的形状、尺寸与数量。该研究表明，基于混合扶手椅-锯齿纳米结构设计的定制石墨烯系统可用于调控石墨烯的能隙。