单层石墨阿哈罗诺夫—玻姆效应以及最小电导率研究.pdf

中国科学技术大学
硕士学位论文
单层石墨的阿哈罗诺夫—玻姆效应以及最小电导率的研究
姓名:罗涛
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:石勤伟
20080501
摘要近些年,纳米科技的研究和进展,尤其是纳米材料,发展迅猛。在纳米尺度不能被观测到的新特性。正是这些特性使得纳米材料在应用上有了新用途,例如制造新奇的纳米电子器件。由于碳元素成键的灵活性,过去几十年碳纳米材料,诸如富勒烯,碳纳米管或单层石墨等,已引起了广泛的研究关注。因为二维的单层石墨仅有一个原子层厚度,它代表了一类观念性的新材料,所以在这些碳纳米材料中它有重要的作用。单层石墨的能谱是由类狄拉克色散关系描述,从而它导致了新相对论凝聚态物理的出现。在这个凝聚态物理中,量子相对论是可以在实本论文分为三章。第一章是绪论,简要介绍了纳米科技和纳米材料的进展和在第二章,我们使用无质量狄拉克方程计算相应的阿哈罗诺夫一玻姆效应,得到的结果与阿哈罗诺夫使用薛定谔方程计算的结果一致。第三章中,在有效质量近似下,我们利用久保公式计算了单层石墨片的最小电导率。结果发现最小电导率的大小依赖于准粒子普函数的函数形式:如果准粒子谱函数取洛伦兹分布,得到最小电导率为虼#喝绻剂W悠缀愀斯分布,则最小电导率为痎。关键词:单层石墨阿哈罗诺夫一玻姆效应最小电导率久保公式上,量子物理规律得到了明显的体现,纳米材料展示了一些在大尺度相同材料上验上被模拟和观察的。情况,碳纳米材料的发现和应用,还有单层石墨、条带和双层石墨的电子特性。绪论也回顾了单层石墨的奇异现象和制备。
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碳纳米材料为的特征峰,不期而遇地得到了。和。。由于%┑姆⑾帧⑻匦约坝τ纳米材料按其结构可以分为三类。具有原子团簇和纳米微粒得称为零维纳米材料,例如富勒烯柚痪Я3叽缭诹礁龇较蛟谀擅追段诘某莆R晃擅撞料,例如碳纳米管;具有纳米尺寸的称为二维纳米材料,例如单层石墨片及其条带;还有其它各种形式的复合材料。按化学组成,可以分为纳米金属、纳米陶瓷、纳米玻璃、纳米高分子和纳米复合材料,按照材料物性可分为纳米半导体、纳米磁性材料、纳米非线性光学材料、纳米铁电体、纳米超导材料、纳米热电材料等。按应用可分为纳米电子材料、纳米光电子材料、纳米生物医用材料、纳米敏感材料、纳米储能磁性材料等。纳米微粒具有大的比表面积、表面原子数,表面能和表面张力随粒径的下降急剧增加,表现出小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等特点,从而导致纳米微粒的热、磁、光、电特性和表面稳定性等不同于正常粒子,这就使得它具有广阔得应用前景。年,在闹傅枷拢琒及其助手采用大功率激光器蒸发石墨,并精确控制实验条件;让产生的团簇发生碰撞浚谥势滓巧铣鱿至嗽恿现代足球的拼皮花样完全相似,如图所示,于是冉獵3莆!白闱烯,俗称“巴基球”好可用发明的短程线圆顶结构加以解释,故又命名为“富勒烯”绪论俊縠图富勒烯的结构示意图
④%分子是由个五边形和个六边形组成的凸面体,它最显著的特点是球形结构。%分子很稳定,可抗辐射、抗化学腐蚀,但易放出电子。⑾趾吞匦最引人瞩目的性能是它的超导性。年拢拦炊笛槭业腍热发现和碱金属形成的化合物具有超导性【】。另外,。和。溶液具有光限性,当光流量较小时,溶液是透明的。当强光超过阀值强度后,溶液立即变成不透明。这种性质可被用于数字处理器中的光阀值器件和强光保护敏感器。富勒烯在生物医药方面的应用一直是热门研究课题之一。是一种十分理想的药效团载体,它可以与大量试剂反应,具有独特的三维拓扑结构,并与己知的药物分子具有相似的尺寸。年,日本净⊙芯渴笛槭业牡缱酉晕⒕底ḿ襂诟叻直透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时】,意外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子,这就是今天被广泛关注的碳纳米管,如图所示。这是继年蚐等人发现。以来碳领域的又一重大发现。年,【亢虸公司的热恕綛】分别发现了单壁碳纳米管。