石墨烯/六方氮化硼面内异质结构及其电子结构的理论计算研究文献综述
2020-07-01 08:07
文 献 综 述 1.引言 近年来,以石墨烯为代表的二维材料研究已经成为国际学术界的研究热点。
初步研究发现,石墨烯具有与其晶体结构相对应的奇异的电子、热、机械及光学特性,在众多领域具有广泛的应用前景。
受石墨烯研发热潮的推动,类石墨烯的二维层状材料,如绝缘的六方氮化硼(hexagonal boron nitride,h-BN)、过渡金属硫族化合物(TMDs)、与硅相对应的单层硅烯(silicene)等也受到广泛关注,逐渐成为国际学术界的研究焦点[3]。
然而,需要指出的是,石墨烯在电子器件中的应用受其零带隙的阻碍。
目前石墨烯研究所面临的一个主要挑战是开发出一个打开其零带隙的可靠方法。
其中,化学掺杂是调整二维材料的电子性质的常用方法之一,目前被广泛应用[15]。
2.石墨烯 石墨烯是由sp2杂化的碳原子紧密排列而形成的蜂窝状二维晶体,是构成石墨、碳纳米管、富勒烯等多种碳材料的基本组成单元。
它具有众多优异性质,如比表面积大(2630 m2g-1)、电子迁移率高(200000 cm2 V-1 s-1)、杨氏模量高(~1.0 TPa-1)、热导率高(~5000 W m-1 K-1)、透光率高(~97.7%)。
单层石墨烯中的每个碳原子通过sp2 杂化与周围碳原子成键,并且都贡献出一个未成键电子。
其中C-C键的键长约为0.142 nm,单层石墨烯的厚度仅有0.35 nm。
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