二維材料是納米電子學的新興材料,因其新穎獨特的物理和化學性質,在眾多領域,如光電器件、場效應晶體管、能源等,具有極大的應用前景,已成為國內外研究的重點。磷烯作為一種具有合適帶隙寬度以及高載流子遷移率的二維半導體材料,彌補了石墨烯零帶隙和二維過渡金屬硫化物低載流子遷移率的不足,因而備受關注。對磷烯能帶結構的研究,有利于深入探索和理解其光電性質以及不同方法對其性能的調控。k·p方法是一種能帶計算的半經(jīng)驗方法,它通過一些已知參數(shù)由微擾理論外推出布里淵區(qū)中的能帶結構,常用于極值點附近能帶色散關系和載流子有效質量的計算。將k·p方法應用于二維材料能帶結構的計算,對拓展其應用領域具有十分重要的意義。本論文基于磷烯空間群對稱性,選取了布里淵區(qū)中心的6個Γ本征態(tài),根據(jù)微擾理論和不變量法,確定了非零的動量矩陣元,并最終建立了一個6×6的k·p矩陣模型。在二階微擾近似下,給出了導帶底和價帶頂在極值點附近,沿著armchair和zigzag方向的能帶色散關系以及載流子有效質量的解析模型�；�于第一性原理得到的k·p矩陣模型參數(shù)值,本論文由k·p方法計算了單層磷烯的能帶結構和電學性質,包括等能面、載流子有效質量...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1石墨烯晶格結構（左）及簡約布里淵區(qū)（右）

[17-19]。圖1.1石墨烯晶格結構（左）及簡約布里淵區(qū)（右）[7]圖1.2石墨烯的能帶結構[20]然而，石墨烯本身并無帶隙，這也就成為限制其在晶體管技術、太陽能電池、發(fā)光二極管及邏輯開關電路中應用的主要因素。近年來，雙柵控制的雙層石墨烯場效應晶體管、石墨烯納米帶、吸附或摻....

圖1.2石墨烯的能帶結構

圖1.1石墨烯晶格結構（左）及簡約布里淵區(qū)（右）[7]圖1.2石墨烯的能帶結構[20]然而，石墨烯本身并無帶隙，這也就成為限制其在晶體管技術、太陽能電池、發(fā)光二極管及邏輯開關電路中應用的主要因素。近年來，雙柵控制的雙層石墨烯場效應晶體管、石墨烯納米帶、吸附或摻雜以及應力引入等....

圖1.3單層MoS2原子結構

[37]。圖1.3單層MoS2原子結構[38]因此，尋找擁有合適帶隙寬度且高載流子遷移率的二維材料已經(jīng)成為人們追尋的目標。2014年，中國科學技術大學的陳仙輝教授課題組和復旦大學的張遠波教授課題組合作，基于厚度只有幾納米的少層黑磷晶體，成功制備出了相應的場效應晶體管器件[3....

圖3.1磷烯的晶格結構

[74]。圖3.1給出了單層磷烯的晶格結構�？梢钥闯�，在二維平面內兩個相互垂直的方向上，P原子具有不同的排列結構。其中一個方向上的原子排列類似于鋸齒狀，稱為zigzag方向，而另一個方向上的原子排列呈現(xiàn)出椅狀，稱為armchair方向。這一特殊的幾何結構產(chǎn)生了兩種類型的....

本文編號：4001909