緊束縛格林函數法研究原子吸附石墨烯納米帶電子輸運

編號：NMJS05331

篇名：緊束縛格林函數法研究原子吸附石墨烯納米帶電子輸運

作者：李昕； 張永； 殷德民； 王小力； 劉衛(wèi)華；

關鍵詞：石墨烯納米帶； 原子吸附； 緊束縛； 格林函數； 輸運譜；

機構： （西安交通大學電子與信息工程學院； 710049； 西安）；

摘要： 采用緊束縛非平衡格林函數法分析了 H、F、O 和 OH 這 4 種原子吸附扶手椅型石墨烯納米帶（AGNR）和鋸齒形石墨烯納米帶（ZGNR）器件的電子輸運特性。用 π 電子結構體系的緊束縛理論分析了 GNR 的電子結構；用緊束縛擴展休克理論計算了 GNR 碳原子與所吸附原子間的電子相互作用；用非平衡格林函數法仿真了 GNR 吸附原子后的電流特性。研究結果表明：在平衡態(tài)下，4 種原子中 H 原子吸附后對 AGNR 器件的輸運譜影響最大，而 OH 原子吸附后使 GNR 增加禁帶寬度 0.3eV；在非平衡態(tài)下，吸附 H 原子不僅增加了導帶底附近態(tài)密度，而且直接在禁帶引入了雜質能級，從而提高了 AGNR器件產生的電流；H 原子吸附在 ZGNR 器件產生的電流大約是 AGNR 電流的 1.5 倍；H 原子吸附在 GNR非邊界比吸附在邊界產生的電流高。該研究結果可以對提高石墨烯氣敏傳感器和生物傳感器的靈敏度提供理論基礎。