BP共摻雜雙層石墨烯的電子結(jié)構(gòu)特性研究.pdf

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1、中國科技論文在線http://www.paper.edu.cnB/P共摻雜雙層石墨烯的電子結(jié)構(gòu)特性研#究11111112**張東東，丁宗玲，孫進(jìn)，王騫，徐起，吳明在，張苗，黃燕5（1.安徽大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院，安徽合肥，230601；2.中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所紅外物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海市，200081）摘要：采用第一性原理方法和密度泛函理論，系統(tǒng)研究了B/P共摻雜的雙層石墨烯體系的原子結(jié)構(gòu)及電子結(jié)構(gòu)特性。結(jié)果表明，B/P共摻雜雙層石墨烯體系在不同的典型摻雜位會有100.307-0.510e

2、V的能隙打開。低對稱性的摻雜位會使雙層石墨烯發(fā)生偏離AB堆垛的層間平移效應(yīng)。通過施主受主共摻雜調(diào)控雙層石墨烯體系的電子結(jié)構(gòu)性能是有效的重要手段之一，對雙層石墨烯體系的應(yīng)用具有一定的研究價值。關(guān)鍵詞：雙層石墨烯；共摻雜；第一性原理計(jì)算中圖分類號：O46915StudyontheelectronicstructurecharacteristicsofB/Pco-dopedbilayergraphene11111ZHANGDongdong,DINGZongling,SUNJin,WANGQian,XUQi

3、,WU112Mingzai,ZHANGMiao,HUANGYan20(1.SchoolofphysicsandMaterialsScience,AnhuiUniversity,AnhuiHefei,230601;2.ShanghaiInstituteofTechnicalPhysics(SITP)oftheChineseAcademyofSciences,Shanghai,200081)Abstract:TheatomicstructureandelectronicstructureofB/Pco-

4、dopedbilayergraphenesystemshavebeenstudiedsystematicallybyusingthedensityfunctionaltheory.TheresultsshowthattheB/P25co-dopedbilayergraphenehasenergygapof0.307-0.510eVatdifferenttypicaldopingsites.Forthelow-symmetrydopingbilayergraphenesystems,interlaye

5、rtranslationappeardeviatingfromtheABstack.Itisoneoftheimportantmethodstomanipulatetheelectronicstructureofbilayergraphenesystembydonor-acceptorco-doping,whichhascertainresearchvaluefortheapplicationofbilayergraphenesystem.30Keywords:bilayergraphene;co-

6、doping;first-principlescalculation0引言[1]自2004年AndreGeim和KonstantinNovoselov從實(shí)驗(yàn)上第一次分離出石墨烯，證明了二維材料的真實(shí)存在以來，研究者們對基于石墨烯以及類石墨烯材料進(jìn)行了廣泛而深入的研究。這類二維材料因?yàn)槠鋬?yōu)異的電學(xué)、結(jié)構(gòu)以及生物等領(lǐng)域的獨(dú)特性能，得到了理論和實(shí)35驗(yàn)研究工作者的廣泛關(guān)注，具有十分廣闊的研究意義和應(yīng)用前景。但是，由于本征單層及雙層石墨烯的零帶隙特性，制約了其作為場效應(yīng)晶體管的直接應(yīng)用，研究者很快開展了一系

7、列[2-8][9-13]打開石墨烯能隙的研究。研究者們發(fā)現(xiàn)，通過表面轉(zhuǎn)移摻雜，替位摻雜，石墨烯-襯[14][15,16][17]底相互作用，外加電場或磁場，調(diào)整堆疊方式以及將石墨烯制成網(wǎng)狀或帶狀等有基金項(xiàng)目：高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金資助課題（20133401120002,20133401110002）;安徽大學(xué)青年骨干教師資助項(xiàng)目(2013GGJS40,J01005111);安徽省教學(xué)研究項(xiàng)目(2016jyxm0048);安徽大學(xué)微弱信號感測材料及器件集成協(xié)同創(chuàng)新開放課題(Y01008411)

8、作者簡介：張冬冬（1995年-），男，本科生，安徽大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院通信聯(lián)系人：丁宗玲，1981年生，女，安徽大學(xué)，物理與材料科學(xué)學(xué)院，副教授。主要從事材料第一性原理計(jì)算和器件模擬方面的研究.E-mail:zlding@ahu.edu.cn-1-中國科技論文在線http://www.paper.edu.cn[18-22]限尺寸結(jié)構(gòu)等多種方法和手段，都可以在不同程度上實(shí)現(xiàn)石墨烯體系的能隙打開。40在對單層及雙層石墨烯的摻雜研究中，MaoYuliang和ZhongJi