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石墨烯纳米带卷曲效应对其电子特性的影响

物理学报 2013年第5期62卷 292-299页

作者：李骏张振华王成志邓小清范志强长沙理工大学物理与电子科学学院长沙410114

石墨烯纳米带(GNRs)是一种重要的纳米材料,碳纳米管可看作是GNRs卷曲而成的无缝圆筒.利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统研究了GNRs卷曲变形到不同几何构型时,其电子特性,包括能带结构(特别是带隙)、态密度、透射谱的变化规律.... 详细信息

石墨烯纳米带(GNRs)是一种重要的纳米材料,碳纳米管可看作是GNRs卷曲而成的无缝圆筒.利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统研究了GNRs卷曲变形到不同几何构型时,其电子特性,包括能带结构(特别是带隙)、态密度、透射谱的变化规律.结果表明:无论是锯齿型GNRs(ZGNRs)或扶手椅型GNRs(AGNRs),在其卷曲成管之前,其电子特性对卷曲形变均不敏感,这意味着GNRs的电子结构及输运特性有较强地抵抗卷曲变形的能力.当GNRs卷曲成管后,ZGNRs和AGNRs表现出完全不同的性质,ZGNRs几乎保持金属性不变或变为准金属;但AGNRs的电子特性有较大的变化,出现不同带隙半导体、准金属之间的转变,这也许密切关系到碳纳米管管口周长方向上的周期性边界条件及量子禁锢的改变.这些研究对于了解GNRs电子特性的卷曲效应、以及GNRs与碳纳米管电子特性的关系(结构与特性的关系)有重要意义.

关键词：石墨烯纳米带卷曲效应电子特性密度泛函理论

周期性纳米洞内边缘氧饱和石墨烯纳米带的电子特性

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物理学报 2013年第23期62卷 273-279页

作者：曾永昌田文张振华长沙理工大学物理与电子科学学院长沙410114

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了内边缘氧饱和的周期性凿洞石墨烯纳米带(G NR)的电子特性.研究结果表明:对于凿洞锯齿形石墨烯纳米带(ZGNRs),在非磁性态时不仅始终为金属,且金属性明显增强;反铁磁态(AFM)时为半导体的ZGNR... 详细信息

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了内边缘氧饱和的周期性凿洞石墨烯纳米带(G NR)的电子特性.研究结果表明:对于凿洞锯齿形石墨烯纳米带(ZGNRs),在非磁性态时不仅始终为金属,且金属性明显增强;反铁磁态(AFM)时为半导体的ZGNR,凿洞后可能成为金属;但铁磁态(FM)为金属的ZGNR,凿洞后一般变为半导体或半金属.而对于凿洞的扶手椅形石墨烯(AGNRs),其带隙会明显增加.深入分析发现:这是由于氧原子对石墨烯纳米带边的电子特性有重要的影响,以及颈次级纳米带(NSNR)及边缘次级纳米带(ESNR)的不同宽度及边缘形状(锯齿或扶手椅形)能呈现出不同的量子限域效应.这些研究对于发展纳米电子器件有重要的意义.

关键词：石墨烯纳米带纳米洞内边缘氧饱和电子特性

强激光照射对2H-SiC晶体电子特性的影响

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物理学报 2015年第22期64卷 348-356页

作者：邓发明四川民族学院数学系康定626001 四川大学原子与分子物理研究所成都610065

使用基于密度泛函微扰理论的第一原理赝势法,计算了纤锌矿结构2H-SiC晶体在强激光照射下的电子特性,分析了其能带结构和电子态分布.计算结果表明:2H-SiC平衡晶格参数a和c随电子温度Te的升高逐渐增大;电子温度在0—2.25 eV范围内时,2H-Si... 详细信息

使用基于密度泛函微扰理论的第一原理赝势法,计算了纤锌矿结构2H-SiC晶体在强激光照射下的电子特性,分析了其能带结构和电子态分布.计算结果表明:2H-SiC平衡晶格参数a和c随电子温度Te的升高逐渐增大;电子温度在0—2.25 eV范围内时,2H-SiC仍然是间接带隙的半导体晶体,当Te超过2.25 eV达到2.5 eV以上时,2H-SiC变为直接带隙的半导体晶体;随着电子温度升高,导带底和价带顶向高能量或低能量方向发生了移动,当电子温度Te大于3.5 eV以后,价带顶穿越费米能级;电子温度Te在0—2.0 eV变化时,带隙随电子温度升高而增大;Te在2.0—3.5 eV范围变化时,带隙随电子温度升高而快速地减少,表明2H-SiC晶体的金属性随电子温度Te的继续升高而增强.在Te=0,5.0 eV处,计算了2H-SiC晶体总的电子态密度和分波态密度.电子结构表明Te=0 eV时,2H-SiC是一个带隙为2.3 eV的半导体;在Te=5.0 eV时,带隙已经消失而呈现出金属特性,表明当电子温度升高时晶体的共价键变弱、金属键增强,晶体经历了一个熔化过程,过渡到金属状态.

关键词： 2H-SiC 电子特性激光照射密度泛函微扰理论

强激光照射对6H-SiC晶体电子特性的影响

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物理学报 2016年第10期65卷 270-278页

作者：邓发明四川民族学院数学系康定626001 四川大学原子与分子物理研究所成都610065

使用基于密度泛函微扰理论的第一性原理赝势法,模拟研究了纤锌矿6H-SiC晶体在强激光照射下电子特性的变化.研究结果表明,电子温度T_e在升高到3.89 eV及以上后,6H-SiC由间接带隙的晶体变为直接带隙的晶体;带隙值随电子温度T_e升高先是增... 详细信息

使用基于密度泛函微扰理论的第一性原理赝势法,模拟研究了纤锌矿6H-SiC晶体在强激光照射下电子特性的变化.研究结果表明,电子温度T_e在升高到3.89 eV及以上后,6H-SiC由间接带隙的晶体变为直接带隙的晶体;带隙值随电子温度T_e升高先是增大后又快速减小,当电子温度T_e大于4.25 eV以后,带隙已经消失而呈现出金属特性.

关键词： 6H-SiC 电子特性激光照射密度泛函微扰理论

边修饰GeS_(2)纳米带的电子特性及调控效应

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物理学报 2024年第5期73卷 267-280页

作者：李景辉曹胜果韩佳凝李占海张振华长沙理工大学柔性电子材料基因工程湖南省重点实验室长沙410114

GeS_(2)单层已成功制备,为了进一步扩展其应用范围以及发现新的物理特性,我们构建扶手椅型GeS_(2)纳米带(AGeS_(2)NR)模型,并采用不同浓度的H或O原子进行边缘修饰,且对其结构稳定性、电子特性、载流子迁移率以及物理场调控效应进行深入... 详细信息

GeS_(2)单层已成功制备,为了进一步扩展其应用范围以及发现新的物理特性,我们构建扶手椅型GeS_(2)纳米带(AGeS_(2)NR)模型,并采用不同浓度的H或O原子进行边缘修饰,且对其结构稳定性、电子特性、载流子迁移率以及物理场调控效应进行深入研究.研究表明边修饰纳米带具有良好的能量与热稳定性.裸边纳米带是无磁半导体,而边修饰能改变AGeS_(2)NR的带隙,使其成为宽带隙或窄带隙半导体,或金属,这与边缘态消除或部分消除或产生杂化能带有关,所以边缘修饰调控扩展了纳米带在电子器件及光学器件领域的应用范围.此外,计算发现载流子迁移率对边缘修饰十分敏感,可以调节纳米带载流子迁移率(电子、空穴)的差异达到1个数量级,同时产生载流子极化达到1个数量级.研究还表明半导体性纳米带在较大的应变范围内具有保持电子相不变的鲁棒性,对于保持相关器件电子输运的稳定性是有益的.绝大部分半导体性纳米带在较高的外电场作用下,都具有保持半导体特性不变的稳定性,但带隙随电场增大而明显变小.总之,本研究为理解GeS_(2)纳米带特性并研发相关器件提供了理论分析及参考.

关键词： GeS_(2)纳米带边缘修饰电子特性物理场调控载流子迁移率

CF_4气体ICP等离子体中的双温电子特性

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物理学报 2004年第10期53卷 3394-3397页

作者：黄松宁兆元辛煜甘肇强苏州大学物理科学与技术学院苏州215006

使用朗谬尔探针方法研究了低压CF4 气体感应耦合等离子体 (ICP)的放电特性 .结果表明 ,CF4 等离子体的电子呈现双温分布 :一类是密度低、能量高的快电子 ,另一类是密度高、能量低的慢电子 .快电子温度The、慢电子温度Tce以及它们的平均... 详细信息

使用朗谬尔探针方法研究了低压CF4 气体感应耦合等离子体 (ICP)的放电特性 .结果表明 ,CF4 等离子体的电子呈现双温分布 :一类是密度低、能量高的快电子 ,另一类是密度高、能量低的慢电子 .快电子温度The、慢电子温度Tce以及它们的平均电子温度Te 随射频输入功率的增加而下降 ;而它们的密度nhe,nce和ne 随功率的增加而上升 .

关键词：电子温度电子特性粒子碰撞感应耦合等离子体气体上升平均 CF4 射频放电特性

氢化二维过渡金属硫化物的稳定性和电子特性:第一性原理研究

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物理学报 2019年第3期68卷 232-240页

作者：王丹邹娟唐黎明中南林业科技大学理学院长沙410004 湖南大学物理与微电子科学学院长沙410082

用氢对单层二维过渡金属硫化物(TMDs)进行功能化是调节单层TMDs电子性质的既有效又经济的方法.采用密度泛函理论,对单层TMDs (MX_2 (M=Mo, W; X=S, Se, Te))的稳定性和电子性质进行理论研究,发现在单层MX_2 的层间有一个比其表面更稳定... 详细信息

用氢对单层二维过渡金属硫化物(TMDs)进行功能化是调节单层TMDs电子性质的既有效又经济的方法.采用密度泛函理论,对单层TMDs (MX_2 (M=Mo, W; X=S, Se, Te))的稳定性和电子性质进行理论研究,发现在单层MX_2 的层间有一个比其表面更稳定的氢吸附位点.当同阳离子时,随着阴离子原子序数的增加, H原子与MX_2 层的结合越强,氢化单层MX_2 结构越稳定;相反,同阴离子时,随着阳离子原子序数的增加, H原子与MX_2 层的结合越弱.氢原子从MoS_2的表面经层间穿越到另一表面的扩散势垒约为0.9 eV.氢化对单层MX_2 的电子特性也会产生极大的影响,主要表现在氢化实现了MX_2 体系从无磁性到磁性体系的过渡.表面氢化会使MX_2 层的带隙急剧减小,而层间氢化使MX_2 的电子结构从半导体转变为金属能带.

关键词：氢化二维过渡金属硫化物稳定性电子特性

SiCl_4/H_2辉光放电等离子体中电子特性的在线检测

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功能材料 2007年第10期38卷 1599-1602页

作者：祝祖送林揆训林璇英邱桂明安庆师范学院物理与电气工程学院安徽安庆246011 汕头大学物理系广东汕头515063

SiCl4/H2混合气体被公认为低温沉积纳米晶以及多晶硅薄膜最具潜力的气源之一。首次利用加热可调谐Langmuir探针对等离子体增强化学气相沉积系统中的SiCl4/H2放电等离子体的电子浓度和电子平均能量进行了在线检测,并分析了电子特性随系... 详细信息

SiCl4/H2混合气体被公认为低温沉积纳米晶以及多晶硅薄膜最具潜力的气源之一。首次利用加热可调谐Langmuir探针对等离子体增强化学气相沉积系统中的SiCl4/H2放电等离子体的电子浓度和电子平均能量进行了在线检测,并分析了电子特性随系统各参数:气体压强、射频功率及氢稀释度RH的变化规律。实验结果表明:随着气体压强的升高,电子浓度不断增大而电子平均能量不断减小;增大射频功率或减小氢稀释度RH,电子浓度和电子平均能量都相应增大。此外,并对实验结果进行了定性或半定量分析。本研究工作将有助于更好地理解SiCl4/H2放电机理,改善并优化沉积优质多晶硅薄膜的工艺参数。

关键词：加热Langmuir探针电子特性沉积速率 SiCl4/H2等离子体

TKX-50高压下结构、力学性质及电子特性的第一性原理研究

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含能材料 2018年第1期26卷 46-52页

作者：宗和厚张伟斌李华荣张蕾中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999 应用物理与计算数学研究所高性能数值模拟软件中心北京100088

采用色散校正密度泛函(DFT-D)方法模拟了1,1'–二羟基-5,5'-联四唑二羟胺盐(T KX-50)晶体在高压下的结构、力学性质及电子特性,得到了T KX-50晶体的弹性常数、体弹模量以及高压下状态方程、能带带隙的演变。用Hirshfeld面及2D指纹图分... 详细信息

采用色散校正密度泛函(DFT-D)方法模拟了1,1'–二羟基-5,5'-联四唑二羟胺盐(T KX-50)晶体在高压下的结构、力学性质及电子特性,得到了T KX-50晶体的弹性常数、体弹模量以及高压下状态方程、能带带隙的演变。用Hirshfeld面及2D指纹图分析了高压下分子间的相互作用的变化规律。模拟的结构与文献报道的实验数据一致。晶格的压缩性存在较大的各向异性,b轴最容易被压缩,三个轴向的可压缩性大小顺序为b>c>a。通过弹性常数计算获得了其常压下的硬度常数大小顺序为C_(33)(61.9 GPa)>C_(11)(58.1 GPa)>C_(22)(36.9 GPa)。T KX-50的带隙在零压下是直接带隙,在50 GPa及更高压力下为间接带隙,带隙随着压力增加而减小,预示T KX-50可能在压力下撞击感度增大。

关键词： 1,1'-二羟基-5,5'-联四唑二羟胺盐(TKX-50) 第一性原理力学性质电子特性高压色散校正密度泛函(DFT-D)方法