基于石墨烯纳米带的P-N结设计

发布时间：2025-06-24 00:57

　　电子学的发展过程是一个不断追求体积小、性能好而且造价低的电子器件的过程,随着电子行业的不断发展,电子器件的尺寸逐渐接近传统半导体器件的尺寸极限,为了电子行业持续不断发展,研究者们将目光投向微纳电子器件。近年来二维材料的发展,让人们看到了它们在电子器件设计方面的巨大潜力。石墨烯以其卓越的性能,引起了科研工作者的关注,在器件设计方面广泛应用。P-N结在逻辑电路中发挥着重要作用,人们对于P-N结的设计和研究一直非常关注。在二维材料的基础上进行器件设计,可以充分发挥二维材料的优势,设计出性能更加优异的器件。石墨烯具有迁移率高、导热性能好等特性,适合制作低功耗、高性能的器件,但是二维的石墨烯是零能隙材料无法直接用于器件制作。本文利用基于密度泛函理论的非平衡格林函数方法研究了硼、氮原子掺杂石墨烯纳米带PN结的电荷输运和自旋输运特性。主要研究内容和结论如下:1.利用硼、氮原子对石墨烯纳米带的左、右电极边缘进行取代掺杂,在考虑掺杂原子的位置和掺杂原子是否氢化的情况下构造了4种P-N结,中间的连接部分采用V字形凹槽的形式。对于硼、氮原子氢化的P-N结,其I-V曲线不仅表现出明显地整流特性,而且表现出负微分...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2金（111）晶面-四联苯硫醇分子-金三角构型分子结I-V曲线，插图为整流比[25]

晶面-四联苯硫醇分子-金三角构型分子结I-V曲线不同的末端基团不同分子末端基团的二苯乙烯分子结[26]，用相同构型，分子结构对称，仅两侧的末现出较弱的整流特性。通过理论计算表明钉扎在一个电极的费米能级附近，当施加了低偏压的整流。同样地，末端基团的差

图1-3（a）二苯乙烯分子结结构示意图（b）正向偏压I-V曲线（c）反向偏压I-V曲线

图1-2金（111）晶面-四联苯硫醇分子-金三角构型分子结I-V曲线，插图为整流比[25]（三）分子左、右两侧不同的末端基团Batra等人研究了不同分子末端基团的二苯乙烯分子结[26]，如图1-3（a）所示，两侧电极均为Au，并采用相同构型，分子结构对称，仅两侧的末端....

图1-4（a）D-σ-A型分子（b）D-π-A型分子（c）D-A型分子[27,33,35]

图1-4（a）D-σ-A型分子（b）D-π-A型分子（c）D-A型分子[27,33,35]于第二类而言，分子构型主要有三种类型，分别为：D-σ-A分子、D-π-，见图1-4。D-σ-A分子是最早提出来的，但D-σ-A分子在实验上不易展迟缓[27-32]。D-π-....

图1-5（a）二嘧啶-联苯分子示意图（b）二嘧啶-联苯分子结实验测试I-V拟合曲线（c）二嘧啶-联苯分子结扭转示意图（d）扭转后计算的I-V曲线，插图为整流比[36]

图1-4（a）D-σ-A型分子（b）D-π-A型分子（c）D-A型分子[27,33,35类而言，分子构型主要有三种类型，分别为：D-σ-A分子、图1-4。D-σ-A分子是最早提出来的，但D-σ-A分子在实验上[27-32]。D-π-A分子由D-σ-A分子演....

本文编号：4052256