基于扭转石墨烯纳米带的纳米电子器件

我们认为，施加横向电场的扭转石墨烯纳米带可用作多种纳米电子器件，例如电流-电压特性由横向电场调控的可调谐隧道二极管。采用密度泛函紧束缚方法考察扭转引起的机械应变效应，我们表明在相关情形下电子输运性质几乎不受应变影响，并提出了一种可给出可靠结果的简化紧束缚模型。横向电场沿纳米带产生周期性静电势，导致类超晶格能带结构的形成，并引发多种显著的电子性质。我们证明，若适当选择纳米带几何结构与工作点，该系统可作为场效应晶体管，或具有非线性电流-电压特性、呈现一个或多个负微分电阻区的器件。后者为纳米级放大器有源元件、发生器以及具有多逻辑态的新型器件等应用提供了可能。