[发明专利]一种形成石墨烯纳米带异质结的方法

摘要

一种形成石墨烯纳米带异质结的方法，属于碳纳米材料技术领域。本发明采用一维纳米孔对石墨烯纳米带进行调谐，基于第一性原理计算方法，对具有不同形状纳米孔调谐后石墨烯纳米带单元的电子特性和带阶匹配进行仿真，通过仿真得到形成第I类带阶匹配或第II类带阶匹配异质结的纳米孔指导实际石墨烯纳米带上纳米孔设计。本发明能够形成I型和II型的带阶匹配，并且操作简单可控。基于I型带阶匹配构造的石墨烯异质结，可用于制造分子整流器和分子转换器等电子器件；基于II型带阶匹配构造的石墨烯异质结是潜在的光电器件的构成元件。本发明提出的调制方式可满足石墨烯纳米器件的多种设计要求，适用于不同纳米器件的设计，为石墨烯电子和光电器件的设计奠定了基础。

主权项

1.一种形成石墨烯纳米带异质结的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：仿真建立扶手椅状边缘的石墨烯纳米带单元，定义所述石墨烯纳米带单元的宽度为w，在垂直于石墨烯纳米带单元所在平面的方向以及沿着石墨烯纳米带单元锯齿状的方向形成真空层；步骤2：在步骤1得到的石墨烯纳米带单元上构建一个纳米孔；步骤3：获取具有纳米孔的石墨烯纳米带单元的导带和价带；步骤4：重复进行步骤1至3，仿真建立宽度相同、纳米孔形状不同的石墨烯纳米带单元，并获取相应模型的导带和价带；步骤5：判断仿真得到两个具有不同形状纳米孔的石墨烯纳米带单元的导带和价带是否为所需的第I类带阶匹配或第II类带阶匹配；若为是，则保存形成石墨烯纳米带异质结的石墨烯纳米带单元的宽度w′和两个纳米孔的结构参数，然后进行步骤6，若为否，则返回至步骤1至2，仿真建立宽度不同、纳米孔形状相同的石墨烯纳米带单元；步骤6：选择宽度为w′的石墨烯纳米带，并按照步骤5确定的结构参数在所述石墨烯纳米带上制作纳米孔，至此实现所需的第I类带阶匹配或第II类带阶匹配的石墨烯纳米带异质结。