项目名称: 石墨烯表面掺杂的应力调控及其电学性质研究

项目编号: No.11504180

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 孟岚

作者单位: 南京邮电大学

项目金额: 24万元

中文摘要: 石墨烯的可控性掺杂对于石墨烯基功能器件的构筑至关重要,然而石墨烯中的碳原子呈现化学惰性等因素给石墨烯的可控性掺杂带来了极大的挑战。本项目结合我们在石墨烯的应变调控和掺杂调控两方面的研究基础,提出了通过应力诱导石墨烯产生形变的方法来调控其表面的局部化学活性,进而实现石墨烯的有效可控性掺杂。我们将制备和设计得到具有特定应变结构(如一维和二维褶皱)的石墨烯薄膜,并系统地研究不同的应变结构对石墨烯薄膜的能带结构、局域电子态密度和输运性质等的影响,揭示应力作用下石墨烯表面改性的物理机制。在此基础上,我们将进一步在具有应变结构的石墨烯表面掺杂过渡金属原子,研究应变产生的赝磁场和掺杂引起的周期性静电势对石墨烯能带结构和电学性质的影响。通过应变,最终实现对石墨烯有选择性的掺杂,进而可控地调控石墨烯的电学性质,为实现石墨烯在纳电子器件方面的应用提供可行性。

中文关键词: 石墨烯;掺杂;应力调控;应变结构;电学性质

英文摘要: Controllable doping of graphene is crucial for graphene-based devices. However, the very low reactivity in the carbons of graphene brings a great chanllenge on graphene’s controllable doping. Based on our researches on the strained and doped graphene, we propose in this project a new method to modulate the local chemical reactivity of graphene by strain induced deformation, thus achieve contronllable doping of graphene. First, we will synthesize and design graphene films with special deformation (such as one dimensional and two dimensional graphene wrinkles). Then the effects of different strain on the energy band, local density of states and transport properties of graphene film will be further studied, and the phyiscal mechanism of surface modification of graphene will be revealed at last. Furthermore, we will doped the strained graphene with transition-metal atoms, and investigate the effects of pseudomagnetic field induced by strain and periodic potential induced by doping on the energy band and electronic properties of graphene. At last, we will come to selective doping of graphene and tune the electronic properties of graphene with the help of strain. These efforts may provide an effective way to bring the potential of graphene-based electronic devices.

英文关键词: graphene;doping;strain modulation;deformation structure;electronic properties

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