（凝聚态物理专业论文）含缺陷和掺杂石墨烯纳米带电子学和光学性能研究.pdf

i n v e s t i g a t i o n so f d e f e c ta n di m p u r i t ye f f e c t so nt h ee l e c t r o n i ca n d o p t i c a lp r o p e r t i e so fg r a p h e n en a n o r i b b o n s w a n g z h i y o n g b s ( h e n g y a n gn o r m a lu n i v e r s i t y ) 2 0 0 5 ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f d o c t o ro fs c i e n c e l n p h y s i c s i n t h e g r a d u a t es c h o o l o f h u n a nu n i v e r s i t y s u p e r v i s o r p r o f e s s o rh u h u i f a n g d e c e m b e r ，2 0 1 0 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名：j 态l 君 e ii ! i ：二甜。年，二月j 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇 编本学位论文。 本学位论文属于 l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密因。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名： 王f 毛，旁 导师签名：却i i 鳓 导师签名：捌甜懒 i i ! i ：z 。，年二月岁日 日期：2 o l - 年1 2 月岁日 含缺陷和掺杂石墨烯纳米带电子学和光学性能研究 摘要 最近几十年以来，研究者们在硅基电子器件取得了巨大成就并被广泛地应用 到了计算机及其他应用领域中，在很多方面表明了电子器件的小型化是其发展的 显著特点。实际上，我们是通过硅基晶体管持续的小型化得到更高度集成、功耗 更低和更快的电路。现在，我们面对的挑战是器件小型化方法将达到科学和技术 的极限。当前急切需要去寻找和开发替代的设备技术。由于碳基纳米材料，特别 是准一维的石墨烯纳米带具有出色的电子学性能，因此，研究者认为石墨烯纳米 带是制造下一代电子器件的理想候选材料。随着高性能计算能力的不断提高和计 算中算法的不断改进，使得我们有可能利用基于第一性原理的计算模拟去了解材 料中的电子结构并研究电子器件工程问题。尤为重要的是计算模拟已经成为理论 上研究纳米电子学的重要手段。 本文利用基于密度泛函理论的第一性原理，对石墨纳米带的取代掺杂、拓扑 缺陷、空位缺陷及其复合型缺陷对电子结构和光学性能的影响进行了系统的研究， 此外我们还讨论了有机分子吸附在石墨纳米带上，对其电子学性能的影响。研究 结果对基于石墨烯纳米带的电子器件的实际制备和开发具有重要意义。 在石墨烯纳米带中引入s t o n e w a l e s ( s w ) 缺陷，研究发现，对称s w 缺陷引起 了垂直石墨烯纳米带平面方向局部范围内的扭曲，而非对称s w 缺陷只是导致了 石墨烯平面内的晶格扭曲。由于七元环具有负曲率而五元环具有正曲率，两种s w 缺陷的引入引起了石墨烯纳米带电荷的重新分布。引入s w 缺陷后的石墨烯纳米 带的吸收和反射谱也发生了明显的红移。含对称s w 缺陷的石墨烯纳米带的第一 吸收峰的峰值分别是理想和含非对称s w 缺陷的石墨烯纳米带第一吸收峰峰值的 两倍，且含对称s w 缺陷的石墨烯纳米带的第一反射峰的峰值比理想和含非对称 s w 缺陷的石墨烯纳米带的第一反射峰的峰值大一个数量级，分析认为与含对称 s w 缺陷石墨烯纳米带出现的折皱构型有关。计入自旋的计算结果表明，非对称 s w 缺陷影响了不同自旋方向的态密度分布，在相同能量处出现了非对称分布， 分析认为是非对称s w 缺陷的引入破坏了石墨烯纳米带的对称性。 本文系统地模拟了石墨烯纳米带中杂质原子和空位或者s w 缺陷共存的复合 情况。对于硼( 氮) 空位复合缺陷位于边缘的锯齿型石墨烯纳米带，这些复合缺陷 很明显地改变了石墨烯纳米带的电子学和光学性能。根据对这些复合结构的能带 分析可得，复合缺陷的存在没有改变石墨烯纳米带的金属特性。研究硼空位复合 缺陷位于石墨烯纳米带边缘上的结构发现，第一吸收峰与只含有空位的石墨烯纳 米带结构相比都出现了蓝移现象。而对于一个氮原子掺杂在石墨烯纳米带边缘的 n 博l 学位论文 空位上的结构，掺杂氮原子位于边缘的石墨烯纳米带结构与只含有空位的石墨烯 纳米带结构的第一吸收峰相比，发生了红移现象，而其他的氮原子掺杂复合缺陷 结构的第一吸收峰都发生了蓝移现象。 研究了硼( 氮，硅) s w 复合缺陷位于石墨烯纳米带上的结构发现，硅原子掺杂 在s w 缺陷上的石墨烯纳米带几何结构形变最大，分析认为与硅原子较大的原子 半径有关。这些复合缺陷的出现对石墨烯纳米带的电子结构和光学性能产生了影 响。对于邻近石墨烯纳米带边缘的硼( 氮) 空位复合缺陷结构对石墨烯纳米带的几 何结构和能带结构有较大影响。这为含复合缺陷石墨烯纳米带的输运性能研究和 器件设计提供了理论参考。 研究了硼氮共掺杂的石墨烯纳米带发现，其电子能带结构伴随着掺杂原子位 置的变化而变化。研究结果表明在没有外电场作用下，不同位置的硼氮共掺杂对 应的石墨烯纳米带具有半导体性和半金属性。不同宽度的锯齿型石墨烯纳米带都 具有这个特性。这为自旋电子器件的设计提供了理论参考。 对于不同的石墨烯纳米带与三聚氰胺分子相互作用的结构，研究结果显示， 三聚氰胺分子与有缺陷和没有缺陷的石墨烯纳米带都有较强的吸附作用。与其他 的石墨烯纳米带相比，三聚氰胺分子更趋向于吸附在硅掺杂的石墨烯纳米带平面 上。硅掺杂石墨烯纳米带与三聚氰胺分子相互作用结构的能带结构也与其他结构 明显不同，m u l l i k e n 电荷分析也得到比较一致的结果。 本文最后讨论了扶手椅型石墨烯纳米带中含空位、s w 缺陷、掺杂和复合缺 陷情况下的几何结构和电子能带结构的变化。结果显示这些不同类型的缺陷和掺 杂对扶手椅型石墨烯纳米带的结构和电子学性能有明显的影响。这为以后扶手椅 型石墨烯纳米带的输运性能的研究和电子器件设计提供了理论上的参考。 关键词：石墨烯纳米带；缺陷；掺杂；电子学性能；光学性能 1 1 1 含缺陷和掺杂石墨烯纳米带电子学和光学性能研究 a b s t r a c t t h er e s e a r c h e r sh a v em a d eg r e a tp r o g r e s si ns i l i c o n b a s e de l e c t r o n i cd e v i c e st h a t h a v eb e e nw i d e l yu s e di nc o m p u t i n ga n do t h e ra p p l i c a t i o n sd u r i n gt h er e c e n ts e v e r a l d e c a d e s ，a n dt h em i n i a t u r i z a t i o no fe l e c t r o n i cd e v i c e si st h er e m a r k a b l ec h a r a c t e r i s t i c i nm a n ya s p e c t s i nf a c t ，t h ed e n s e r ，m o r ep o w e r - e f f i c i e n tc i r c u i t r ya n df a s t e ri s o b t a i n e dt h r o u g ht h ea p p r o a c ho fc o n t i n u o u s l ys i l i c o n - b a s e dt r a n s i s t o r sm i n i a t u r i z i n g n o w a d a y s ，t h ec h a l l e n g ei nf a c eo fu si st h a tt h em i n i a t u r i z a t i o na p p r o a c hw i l ls o o n e n c o u n t e rb o t hs c i e n t i f i ca n dt e c h n i c a ll i m i t s i ti su r g e n tf o ru st om a k ea ne f f o r tt o l o o kf o ra n dd e v e l o pa l t e r n a t i v ed e v i c et e c h n o l o g i e s o w i n gt ot h ee x c e l l e n te l e c t r i c a l p r o p e r t i e s o ft h ec a r b o n - b a s e dn a n o m a t e r i a l s ，s u c ha sq u s i o n e - d i m e n s i o n a l ( 1d ) g r a p h e n en a n o r i b b o n s ，a r ec o n s i d e r e da st h ei d e a lc a n d i d a t e st om a k en e x tg e n e r a t i o n e l e c t r o n i cd e v i c e s w i t ht h ed e v e l o p m e n to fh i g hp e r f o r m a n c ec l u s t e rc o m p u t e r sa n d t h ei m p r o v e m e n to fa l g o r i t h mf o rc a l c u l a t i n g ，c o m p u t a t i o n a ls i m u l a t i o n sb a s e do nt h e f i r s t - p r i n c i p l e sa r ea b l et ob ep e r f o r m e dt ou n d e r s t a n dt h ee l e c t r o n i cs t r u c t u r eo ft h e s e m a t e r i a l sa n dt o i n v e s t i g a t e t h ee l e c t r o n i cd e v i c e e n g i n e e r i n g i s s u e s m o r e i m p o r t a n t l y , c o m p u t a t i o n a ls i m u l a t i o nb e c o m e st h em o s ti m p o r t a n tt h e o r e t i c a lm e t h o d t oi n v e s t i g a t et h en a n o e l e c t r o n i c s u s i n gt h e f i r s t p r i n c i p l e sb a s e d o n d e n s i t y f u n c t i o n a l t h e o r y , t h ep a p e r s y s t e m a t i c a l l yi n v e s t i g a t e st h ee f f e c t so ft h es u b s t i t u t i v ed o p i n g ，t o p o l o g i c a ld e f e c t ， v a c a n c yd e f e c ta n dt h e s ec o m p l e xd e f e c t so nt h ee l e c t r o n i cs t r u c t u r e sa n do p t i c a l p r o p e r t i e so fg r a p h e n en a n o r i b b o n s ，m o r e o v e r , w ea l s oh a v ee x p l o r e dt h ee l e c t r o n i c p r o p e r t i e so fg r a p h e n en a n o r i b b o n sw i t ht h ea d s o r p t i o no ft h em e l a m i n em o l e c u l e t h e s er e s u l t sa r es i g n i f i c a n tf o r t h ep r a c t i c a lp r e p a r a t i o na n dd e v e l o p m e n to f g r a p h e n en a n o r i b b o n b a s e de l e c t r o n i cd e v i c e s t h ei n v e s t i g a t i o no fg r a p h e n en a n o r i b b o nw i t hi n t r o d u c i n gs t o n e - w a l e s ( s w ) d e f e c ts h o wt h a tt h es y m m e t r i c a ls wd e f e c tl e a dt ot h el o c a ld i s t o r t i o np e r p e n d i c u l a r t ot h ep l a n eo ft h eg r a p h e n en a n o r i b b o n ，b u tt h ea s y m m e t r i c a ls wd e f e c to n l yl e a dt o t h ed i s t o r t i o ni nt h ep l a n eo ft h eg r a p h e n en a n o r i b b o n t h et w os wd e f e c t sa r o s et h e r e d i s t r i b u t i o no ft h ec h a r g e ，i ti st h er e a s o nt h a tt h e7 一f o l dr i n gh a st h en e g a t i v e c u r v a t u r ea n d5 - f o l dr i n gh a st h ep o s i t i v ec u r v a t u r e t h ea b s o r p t i o na n dr e f l e c t a n c e s p e c t r u mo ft h eg r a p h e n en a n o r i b b o na p p e a rd i s t i n c t l yr e d s h i f ta f t e ri n t r o d u c i n gt h e s wd e f e c t t h ei n t e n s i t yo ft h ef i r s ta b s o r p t i o np e a ko ft h eg r a p h e n en a n o r i b b o nw i t h i v 博十学位论文 s y m m e t r i c a ls wd e f e c ti st h et w i c eo ft h ef i r s ta b s o r p t i o np e a ko ft h ep e r f e c t g r a p h e n en a n o r i b b o no rt h eg r a p h e n en a n o r i b b o nw i t ha s y m m e t r i c a ls wd e f e c t ，a n d t h ef i r s tr e f l e c t a n c ep e a ko ft h eg r a p h e n en a n o r i b b o nw i t hs y m m e t r i c a ls wd e f e c ti s o n em a g n i t u d eb i g g e rt h a nt h a to ft h ep e r f e c tg r a p h e n en a n o r i b b o na n dt h eg r a p h e n e n a n o r i b b o nw i t ha s y m m e t r i c a ls w d e f e c t ，i ti sc o n s i d e r e dt h a ti ti sr e l a t e dw i t ht h e r i p p l eo ft h eg r a p h e n en a n o r i b b o nw i t hs y m m e t r i c a ls wd e f e c t a f t e rt a k i n gt h es p i n p o l a r i z e di n t oa c c o u n t ，t h ec a l c u l a t e dr e s u l t ss h o wt h a ta s y m m e t r i c a ls wd e f e c ta f f e c t t h ed i s t r i b u t i o no fd e n s i t yo fs t a t eo ft h ed i f f e r e n ts p i nd i r e c t i o n s ，a n di ta p p e a r st h e a s y m m e t r i c a l d i s t r i b u t io na tt h es a m e e n e r g ys i t e ，i t i sc o n s i d e r e dt h a tt h e a s y m m e t r i c a ls w d e f e c tb r e a k st h es y m m e t r yo ft h eg r a p h e n en a n o r i b b o n t h ep a p e rh a sa l s om a d es y s t e m a t i cs i m u l a t i o n so fg r a p h e n en a n o r i b b o nw i t h i m p u r i t ya t o m 。v a c a n c y ( o rs wd e f e c t ) p r e s e n tc o n t e m p o r a r i l y w h e nt h eb o r o n ( n i t r o g e n ) 。v a c a n c yc o m p l e xd e f e c t sl o c a t eo nt h ee d g eo ft h ez i g z a gg r a p h e n e n a n o r i b b o n ，t h e s ec o m p l e xd e f e c t sh a v ec h a n g e dt h ee l e c t r o n i ca n do p t i c a lp r o p e r t i e s o ft h eg r a p h e n en a n o r i b b o n sd i s t i n c t l y a c c o r d i n gt ot h eb a n ds t r u c t u r e s o ft h e s e c o m p l e xc o n f i g u r a t i o n s ，t h ep r e s e n c eo fc o m p l e xd e f e c td o e s n tc h a n g et h em e t a l l i c c h a r a c t e ro ft h eg r a p h e n en a n o r i b b o n t h ef i r s ta b s o r p t i o np e a ko ft h e g r a p h e n e n a n o r i b b o nw i t h b o r o n v a c a n c yc o m p l e xd e f e c t o nt h e e d g eo ft h eg r a p h e n e n a n o r i b b o na p p e a r sb l u e s h i f ic o m p a r e dw i t ht h eg r a p h e n en a n o r i b b o nw i t ho n l yo n e v a c a n c y a n dt h ef i r s ta b s o r p t i o np e a ko ft h eg r a p h e n en a n o r i b b o nw i t ho n e n i t r o g e n a t o md o p i n go nt h ee d g ea p p e a r sr e d s h i f tc o m p a r e dw i t ht h eg r a p h e n en a n o r i b b o n w i t ho n l yo n ev a c a n c y ，b u to t h e rn i t r o g e n v a c a n c yc o m p l e x c o n f i g u r a t i o n sa p p e a r b l u e s h i f t t h eg e o m e t r ys t r u c t u r eo ft h eg r a p h e n en a n o r i b b o nw i t hs i l i c o ns u b s t i t u t i o n a l d o p i n go nt h es wd e f e c th a sm o r ec h a n g e sa m o n gt h eg r a p h e n en a n o r i b b o n sw i t h b o r o n ( n i t r o g e no rs i l i c o n ) 一s wc o m p l e xd e f e c t s ，i ti sc o n s i d e r e dt h a ti ti sr e l a t e dt o l a r g e rs i l i c o na t o m i cr a d i u s t h e s ec o m p l e xd e f e c t sa f f e c tt h ee l e c t r o n i ca n do p t i c a l p r o p e r t i e s o ft h eg r a p h e n en a n o r i b b o n s t h eb o r o n ( n i t r o g e n ) v a c a n c y c o m p l e x d e f e c t sn e a rt h ee d g eo ft h eg r a p h e n en a n o r i b b o na f f e c tt h eg e o m e t r ya n de l e c t r o n i c s t r u c t u r e so ft h e g r a p h e n en a n o r i b b o nd i s t i n c t l y i tm a ys u p p l yt h et h e o r e t i c a l r e f e r e n c ef o rt h ei n v e s t i g a t i o no fe l e c t r o n i ct r a n s p o r ta n dt h e d e s i g no fe l e c t r o n i c d e v i c eo ft h eg r a p h e n en a n o r i b b o n s d o p i n gp o s i t i o n sr e g u l a t e t h ee l e c t r o n i c s t r u c t u r e a m o n g t h e g r a p h e n e n a n o r i b b o n sw i t hb o r o n n i t r o g e n c o d o p i n g t h ei n v e s t i g a t i o nr e s u l t se x h i b i tb o t h s e m i c o n d u c t i n g a n dh a l f - m e t a l l i cb e h a v i o ri n r e s p o n s et ot h eb o r o n n i t r o g e n v 含缺陷和掺杂石墨烯纳米带电了学和光学性能研究 c o d o p i n ga td i f f e r e n ts i t e sw i t h o u ta na p p l i e de l e c t r o n i cf i e l d t h ez i g z a gg r a p h e n e n a n o r i b b o n sw i t hd i f f e r e n tw i d t h sh a v et h i sc h a r a c t e r i t s u p p l i e s t h et h e o r e t i c a l r e f e r e n c ef o rt h ed e s i g no fs p i ne l e c t r o n i cd e v i c e s t h ei n v e s t i g a t i o nr e s u l t so ft h ei n t e r a c t i o no fm e l a m i n em o l e c u l ew i t hb o t h d e f e c t e da n dd e f e c tf r e eg r a p h e n en a n o r i b b o n ss h o wt h a tt h em e l a m i n em o l e c u l e sa r e r a t h e rs t r o n g l yb o u n dt ot h eg r a p h e n en a n o r i b b o n i tc a na l s ob ef o u n dt h a tm e l a m i n e m o l e c u l e sp r e f e rt ob ea d s o r b e do ns i d o p e dg r a p h e n en a n o r i b b o nc o m p a r e dw i t h o t h e rc o n f i g u r a t i o n s a n dt h eb a n ds t r u c t u r e so ft h ei n t e r a c t i o no fm e l a m i n em o l e c u l e w i t hs i - d o p e dg r a p h e n en a n o r i b b o na r ed i f f e r e n tf r o mo t h e rc o n f i g u r a t i o n s ，w h i c hi s i na c c o r d a n c ew i t ht h em u l l i k e na n a l y s e s i nt h ee n d ，t h ec h a n g e so ft h eg e o m e t r ya n de l e c t r o n i cb a n ds t r u c t u r e so ft h e a r m c h a i rg r a p h e n en a n o r i b b o n sw i t hv a c a n c y ，sw d e f e c t ，d o p a n ta n dc o m p l e xd e f e c t s a r em a i n l yd i s c u s s e d t h ec a l c u l a t e dr e s u l t ss h o wt h a tt h ed i f f e r e n tk i n d so fd e f e c t a n d d o p a n ta f f e c tt h eg e o m e t r ys t r u c t u r ea n de l e c t r o n i cp r o p e r t i e sd i s t i n c t l y i t s u p p l i e st h et h e o r e t i c a lr e f e r e n c ef o rt h ei n v e s t i g a t i o no fe l e c t r o n i ct r a n s p o r ta n dt h e d e s i g no fe l e c t r o n i cd e v i c e sb a s e do nt h ea r m c h a i rg r a p h e n en a n o r i b b o n s k e yw o r d s ：g r a p h e n en a n o r i b b o n ；d e f e c t ；d o p i n g ；e l e c t r o n i cp r o p e r t i e s ；o p t i c a l p r o p e r t i e s 博上学位论文 目录 学位论文原创性声明和版权使用授权书i 摘要i i a b s t r a c t i v 插图索引x 附表索引x i i 第l 章绪论1 1 1 引言1 1 2 石墨烯和石墨烯纳米带的结构1 1 3 石墨烯纳米带的制备及纯化4 1 4 石墨烯纳米带的结构检测6 1 5 石墨烯纳米带的性质一8 1 6 石墨烯纳米带的应用i ； 景1 0 1 7 本文的工作和目的一1 l 第2 章基于密度泛函理论的第一性原理和计算软件介绍1 2 2 1 引言一l2 2 2 密度泛函理论1 2 2 2 1 玻恩一奥本海默( b o r n o p p e n h e i m e r ) 近似1 2 2 2 2h a r t r e e f o c k 近似13 2 2 3h o h e n b e r g k o h n 定理一13 2 2 4k o h n - s h a m 方程1 4 2 2 5 交换关联项的近似一1 5 2 2 6 赝势近似1 6 2 3 本文使用的基于第一性原理计算软件介绍1 7 2 4 本章小结l8 第3 章 含s t o n e - w a l e s 缺陷z i g z a g 型石墨烯纳米带的电子学和光学性能1 9 3 1 引言19 3 2 计算模型和方法1 9 3 3 计算结果与讨论19 3 3 1s t o n e w a l e s 缺陷对石墨烯纳米带电子学性能的影响1 9 3 3 2s t o n e w a l e s 缺陷对石墨烯纳米带光学性能的影响2 4 3 4 本章小结2 5 v i i 含缺陷和掺杂石墨烯纳米带电了学和光学性能研究 第4 章 复合缺陷对石墨烯纳米带的电子学和光学性能的影响一2 7 4 1 引言2 7 4 2 边缘复合缺陷对石墨烯纳米带的电子结构和光学性能的影响2 7 4 2 1 计算模型和方法2 7 4 2 2 边缘含硼( 氮) 空位复合缺陷石墨烯纳米带的能带结构2 8 4 2 3 边缘含硼( 氮) 空位复合缺陷石墨烯纳米带的光学性能3 0 4 3 硼( 氮、硅) s w 复合缺陷石墨烯纳米带的电子结构和光学性能3 3 4 3 1 计算模型和方法3 3 4 3 2 含复合缺陷石墨烯纳米带的几何和电子结构3 3 4 3 3 含复合缺陷石墨烯纳米带的光学性能3 7 4 4 邻近边缘硼( 氮) 空位复合缺陷石墨烯纳米带的电子结构3 9 4 4 1 计算模型和方法3 9 4 4 2 邻近边缘复合缺陷石墨烯纳米带的几何结构一4 0 4 4 3 邻近边缘复合缺陷石墨烯纳米带的电子结构4 0 4 5 本章小结4 4 第5 章含缺陷和掺杂石墨烯纳米带与三聚氰胺分子的相互作用4 6 5 1 引言一4 6 5 2 三聚氰胺分子吸附对氢原子终端石墨烯纳米带性能的影响4 7 5 2 1 计算方法和模型4 7 5 2 2 计算结果与讨论4 8 5 3 三聚氰胺分子吸附对羟基( o h ) 终端石墨烯纳米带性能的影响5 l 5 3 1 计算方法和模型5 l 5 3 2 计算结果与讨论5 2 5 4 本章小结5 5 第6 章硼氦共掺杂石墨烯纳米带的电子学性能研究5 6 6 1 引言一5 6 6 2 计算方法和模型5 7 6 3 硼氮共掺杂8 - z g n r 的计算结果与讨论一5 7 6 4 硼氮共掺杂6 - z g n r 的计算结果与讨论6 0 6 5 本章小结6 4 第7 章扶手椅型石墨烯纳米带的电子学性能研究6 5 7 1 引言6 5 7 2 含空位缺陷7 a g n r 的电子学性能研究6 5 7 2 1 计算方法和模型6 5 7 2 2 计算结果与讨论一6 6 v i i i 博 ：学位论文 7 3 含s w 缺陷7 a g n r 的电子学性能研究6 8 7 3 1 不同s w 分布的几何结构6 8 7 3 2s w 缺陷对7 a g n r 电子结构的影响6 8 7 4 硼( 氮) 掺杂对7 a g n r 的电子学性能影响的研究7 0 7 5 硼( 氮，硅氟) 空位复合缺陷对7 a g n r 的电子学性能影响7 4 7 6 硼双空位复合缺陷对7 a g n r 的电子学性能影响的研究7 6 7 7 本章小结7 8 结论与展望8 0 参考文献一8 2 附录a 攻读学位期间所发表学术论文目录9 3 致 射9 5 i x 含缺陷和掺杂石墨烯纳米带电了学和光学性能研究 插图索引 图1 1石墨烯中的基矢2 图1 2石墨烯及由其转变成的富勒烯，碳纳米管和多层石墨4 图1 3具有扶手椅型边缘和锯齿型边缘的石墨烯纳米带的几何结构4 图1 4 石墨烯纳米带的结构检测图一7 图1 5 不同层数石墨烯的拉曼光谱一7 图1 6 单层石墨烯的能带结构图9 图1 7 石墨烯的霍尔电导9 图2 1赝势原理图1 7 图3 1s w