石墨烯电子能带结构的计算

基于碳原子的sp~2杂化理论和能带理论,运用紧束缚近似方法计算了石墨烯的能带结构,分析了石墨烯二维电子气的性质.     

锯齿形碳纳米管的能带结构分析

用紧束缚近似方法给出锯齿形碳纳米管的能带，对其能带结构进行了分析，并对其电学性质作出定性的解释。     

紧束缚近似方法在准二维系统能带结构中的应用

对于具有周期性结构的体系,紧束缚近似是获得其能带结构的基本方法,在固体物理教学中占有重要的地位.考虑复式格子或多带情况时,具体求解过程相对比较复杂.CsCl 类似体心立方晶格,本文结合石墨烯的制备过程将其剥离成准二维周期性结构,采用紧束缚近似方法求其能带结构,分析能带随耦合参数的依赖关系,深刻理解该模型.     

电子声子相互作用对Graphene能带的修正

研究了电子声子相互作用对Graphene电子能带的影响,把电子和LO光频声子相互作用当作微扰,用微扰论方法计算了电子声子相互作用对电子能带的修正.计算结果表明,在费米面附近,Graphene电子能带下移,电子费米速度下降.计算结果和实验测量基本符合.     

布基管电子结构的紧束缚研究

描述了以（ｎ１，ｎ２）标记的各种布基管的几何结构，采用经验的原子轨道线性组合（ＬＣＡＯ）的方法研究了具有不同直径和旋转度的布基管的能带结构，在此基础上计算了它们的能态密度，结果表明，它们的电子结构不仅与石墨存在较大差别，而且相互之间差异也很大，通过紧束缚近似下对层状石墨Ｐｚ轨道的分析，并考虑到边界条件的限制，得到了关于布基管电子结构的一般规则。     

Si/SiN_x多层膜能带结构的理论研究

利用Kronig-Penney模型计算了Si/SiNx多层膜结构中Si亚层的能带结构.结果表明,无论是减少Si或Si/SiNx亚层的厚度都将导致Si层的带隙发生宽化,计算结果与实验值符合较好.进而还发现,当Si层厚度减小时,Si/SiNx多层膜结构中载流子(电子和空穴)的有效质量均减小,有利于对载流子复合发光的控制.计算结果对实验上研究发光可控的Si/SiNx多层膜结构有重要指导意义.     

群论在计算硅的TBA能带中的应用

本文根据紧束缚近似（ＴＢＡ）法导出了硅能带的哈密顿矩阵，并利用群论为工具对该能带的计算过程进行了简化．     

NiCu多层膜的电子结构及其磁性

用自旋极化的ＬＭＴＯ超元胞方法计算了ＮｉＣｕ多层膜的电子结构，通过对ＮｉＣｕ多层膜的每一层的态密度的分析，表明Ｎｉ的磁性随层数变化而明显变化。     

堆叠方法与堆叠层数对扶手型石墨烯纳米带电子能带的影响

摘要：根据紧束缚模型理论,研究了AA堆叠与AB堆叠的双层扶手型石墨烯纳米带和少层扶手椅型石墨烯纳米带的能带结构,并相应地给出了解析解．改变双层扶手型石墨烯纳米带空间的拓扑结构,能带与能隙也相应地随之变化;另外,当扶手型石墨烯纳米带的带宽n不变时,随着层数的增加,能带结构随之变化,能隙则成指数型减小．     

水热法制备氟化石墨烯

以石墨为原料,由Hummers法的改进方法制备氧化石墨烯,再采用水热法对氧化石墨烯进行氟化,获得氟化石墨烯。利用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)对其结构和微观形貌进行表征。FTIR和Raman结果表明氟化产物的化学结构中存在C-F键,且D峰(1350 cm-1处)和G峰(1580 cm-1处)所对应的强度比ID/IG在氟化后明显变大,即氟化造成碳结构缺陷,规整性下降。AFM显示氟化石墨烯具有纳米层状结构,厚度约为4 nm。该法成本较低,工艺简单,易于控制,对设备要求不高,有望实现氟化石墨烯的大规模制备。     

碳纳米卷电子结构的紧束缚法研究

利用石墨平面碳原子轨道作sp2杂化时π电子的紧束缚模型,通过限定波矢k周期性边界条件,构造了碳纳米卷模型,研究了其电子结构性质.结果表明碳纳米卷的电子结构与其几何结构密切相关,通过控制手性和结构参数,可将其调制成不同带隙的半金属或半导体.     

环状碳纳米卷电子结构的紧束缚法研究

利用石墨平面碳原子轨道作sp~2杂化时π电子的紧束缚模型,考虑波矢珗k周期性边界条件,构造了环状碳纳米卷模型,研究了其电子结构性质.结果表明环状碳纳米卷的电子结构与其几何结构密切相关,通过控制手性、结构参数及卷环周长,可将其调制成金属或不同带隙的半导体.     

不同应变状态下超晶格InAs／GaAs的电子结构

采用内部求和空ｄ轨道处理下的线性丸盒轨道方法，对以ＩｎＡｓ为衬底和以ＧａＡｓ为衬底以及ＩｎＡｓ层和ＧａＡｓ层自由形变三种不同的应变状态下的超晶格（ＩｎＡｓ）ｎ／（ＧａＡｓ）ｎ（００ｌ），（ｎ＝１，２，３，４，５）的电子结构进行了全面的第一性原理计算，得出了其能带结构、带隙值及态密度分布，考察了各能隙随层厚的变化规律以及带隙的应变效应，所得结果与光致发光实验数据以及从头计算赝势方法对以ＧａＡｓ为衬底的单层超晶格（ＩｎＡ）１／（ＧａＡｓ）１的计算结果相一致．     

梯子形石墨烯纳米条带输运性质的研究

在紧束缚近似下,采用Green函数和Landauer-Büttiker公式计算了梯子型石墨烯纳米条带的电子输运性质。结果表明,随着阶梯数的增加,梯子型石墨烯纳米条带电导峰以0.0 eV为中心发生对称分裂,中心电导峰减小直至消失;随着阶梯间间隔变大,电导峰减小。通过数值计算,揭示了该新型石墨烯结构电子输运的物理机制,为基于石墨烯的新器件的设计和优化提供理论指导。     

三维量子环的电子能态

本文通过较精确地求解能量本征方程获得三维量子环的电子能态．数值结果表明：当量子环外半径和环高给定时,量子环能级能量会随环内径的增大而增大;当环内径和环高（或环外径）给定时,能量会随环外径（或环高）的减小而增大．当环外径增大到一定程度时,能量对外环的依赖关系不再明显．     

单双层石墨烯的制备及电导特性调控

石墨烯二维材料有着优异的物理、化学特性,在多个科学领域展现出广阔的应用前景.采用化学气相沉积方法在Cu-Ni合金表面制备了二维石墨烯薄膜并揭示其生长机制;研究生长时间、温度等对石墨烯覆盖度和晶格质量的影响.通过优化生长条件,成功制备了大面积单层及具有强烈层间耦合作用的AB堆叠双层石墨烯薄膜.进一步运用表面沉积技术在单层石墨烯上构建零维Au团簇和二维Au薄膜,研究其对石墨烯电导特性的影响;并结合第一性原理计算,揭示Au的形态及覆盖度影响石墨烯电导特性的规律.据此制作了石墨烯场效应晶体管器件,通过精确控制Au的覆盖度,实现石墨烯电导类型和载流子浓度的有效调控,拓展了其在微电子领域的应用.     

The MuItilayer Fabric Structures for Conveyer Belts

The fabric structures for both the base structures and thecover of multilayer conveyer belts are introduced in thispaper.It is also of general significances to use these fab-rics in composite materials.     

磁场中环状碳纳米卷电子结构的紧束缚法研究

通过考虑波矢■周期性边界条件,在石墨烯紧束缚模型基础上,构造了磁场中环状碳纳米卷模型,研究了其电子结构性质.结果表明环状碳纳米卷的电子结构以磁通量子Φ_0为周期随磁通量Φ周期性变化,通过控制手性和磁场,可将其调制成金属或不同带隙的半导体,其中m=3I(I为整数)、θ=2π/3的锯齿型环状碳纳米卷的带隙受磁场的影响比较小,m=18时变化幅度仅为7 μeV.     

功能化石墨烯的性能与应用

石墨烯是一种具有独特二维晶体结构的新型碳纳米材料,具有优异的力学、电学、光学和热学性能,但是在溶剂中难以分散限制了其在很多领域的应用.功能化石墨烯提高了分散性,充分发挥了石墨烯的优良性能,在储能、生物医药、传感器和复合材料方面具有光明的应用前景.综述了石墨烯和功能化石墨烯的制备方法、优良性能及其各领域的应用.