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石墨烯的晶正规赌博平台大全格和能带结构

来源:未知   作者:admin    发布时间: 2020-07-26 01:20   

石墨烯的晶正规赌博平台大全格和能带结构

  石墨烯的晶格布局特地牢固,电子正在轨道中搬动所受到的作对特地小,具有良好的导电功能。这种布局导致石墨烯奇特的电子能带布局,如图1(b)所示,第一布里渊区的六个极点为费米点(也称为狄拉克点或K点),导带和价带合于狄拉克点对称,以是正在纯净的石墨烯中,电子和空穴具有沟通的性子。即正在狄拉克点邻近,电子的能量与波矢成线性的色散干系,E=VFP=VFhk。个中,VF为费米速率,大约为光速的1/300,k为波矢。以是,K点邻近电子因为受到周遭对称晶格势场的影响,载流子的有用静质料为0,正规赌博平台大全费米速率靠拢于光速,展示相对论的特点。因而K点邻近的电子性子应当用狄拉克方程(Dirac)举办形容,而不是用薛定谔方程(Schrodinger)举办描写。石墨烯的载流子的迁徙率逾越200,000cm2*V-1*s-1,纯净的石墨烯中电子的均匀自正在程达亚微米量级,近似为弹道运输,这正在创筑高速器件上有着诱人的潜力。

  正在半导体中,电子的能带布局决策了电子允诺和被禁止的能量限度,并决策了半导体资料的电学及光学性子。孤独原子的电子盘踞必然的原子轨道,造成一系列分立的能级。

  图1 (a)石墨烯晶体布局示妄念; (b)石墨烯的三维能带布局;(c)石墨烯正在布里渊区的高对称性及二维能带布局

  个中m0是有用质料,而且搬动速率恒定,特地好像于光子。因而p电子实用于相对论的Dirac方程,而不实用于Schrodinger方程。p电子再现为无质料的Dirac费米子,导带和价带的交点被称为Dirac点。这种奇特的布局使得石墨烯再现出分外的半整数目子霍尔效应,其霍尔点到为量子电导的奇数倍;当载流子趋于零时照旧具有-4e2/h的最小电导率;电子的运动速率约为光速的1/300,是已知资料中最高的传输速率。

  石墨烯中的碳外层搜罗4个电子,3个s电子(轨道正在石墨烯平面内),和一个p电子(π电子,轨道笔直于石墨烯平面),石墨烯的能带布局可能用紧拘束的Hamilton方程近似形容,正在紧拘束的条目下,π带的色散干系为:

  个中,±1永别对应导带和价带,kx和ky是波矢k的分量,r0是近邻碳原子之间的跃迁能,日常取值为2.9-3.1eV,a=sqrt(3)ace,ace=1.42A是碳原子之间的隔断。因为每个碳原子进献一个π电子,石墨烯的价带正好填满,而导带全空。云云费米面正好处于导带和价带的交友点,从而石墨烯就有一个区别于日常半导体的瑰异特点,即本来零带隙的资料。又因为石墨烯正在交点K邻近有线性的色散干系,π电子的能量和动量是线性合联的,遵循克莱因-高登方程取得相对论的粒子的能量本征值为: