基于锯齿形锗烯纳米带的半金属材料及其制备方法技术

技术编号:14339116 阅读:80 留言:0更新日期:2017-01-04 11:49
本发明专利技术公开了一种基于锯齿形锗烯纳米带的半金属材料及其制备方法。在本发明专利技术的一实施方案之中,利用使用基于密度泛函理论的第一性原理方法,首先优化边缘氢化的理想锯齿形锗烯纳米带,然后研究异质掺杂对锯齿形锗烯纳米带自旋特性的影响,通过引入硼氮共掺杂并改变掺杂位置来调控锗烯纳米带的自旋特性,并与理想锯齿形锗烯纳米带作比较,从而得到具有半金属特性的锗烯纳米带。本发明专利技术无需通过加外电场或交换场等外场的作用来调节锯齿形锗烯纳米带的自旋特性,只需通过调节掺杂原子之间的距离就能够实现具有半金属特性的锗烯纳米带,从而可方便的实现基于锗烯纳米带的自旋电子器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锗烯纳米材料的制备工艺,特别涉及一种基于锯齿形锗烯纳米带的半金属材料及其制备方法,属于电子

技术介绍
近几十年来,随着科学技术的不断进步,研究人员在硅基电子器件方面取得了巨大的成就,并且已经将其广泛地应用到了与计算机相关的各个领域,从其发展趋势来看,电子器件尺寸的小型化是其发展的显著特征。事实上,集成度更高、反应更快、功耗更低的电路都是通过硅基晶体管持续的小型化得到的。目前,超大规模集成电路技术中电子芯片的集成度已非常高,且集成线路的线宽也已经下降到数十纳米,这已经非常接近传统硅基材料物理尺度的理论极限。为了突破制约科学技术发展的瓶颈,人们已经开始进行不断的探索包括新材料在内的各种可能的解决方案。传统微电子器件仅仅利用载流子的电荷属性,而作为新兴研究热点的自旋电子学同时利用了电子的自旋属性,将信息的传输和存储结合起来,有利于器件的高密度集成,可以进一步降低能耗,提高速度。锗烯正是具有这种性质的重要材料,它由单层原子厚度的蜂窝状碳原子组成,与石墨烯、硅烯相比,锗烯具有更大的自旋轨道耦合能隙,无疑使得锗烯具有量子自旋霍尔效应的性质。研究发现通过掺杂,锗烯的高本文档来自技高网...
基于锯齿形锗烯纳米带的半金属材料及其制备方法

【技术保护点】
一种基于锯齿形锗烯纳米带的半金属材料,其特征在于包括具有锯齿形边缘且边缘氢化的锗烯纳米带,所述锗烯纳米带中于中间的选定格点处取代掺杂有氮原子,与该选定格点次邻位置掺杂有硼原子,且氮原子与硼原子之间具有设定距离,使所述锗烯纳米带呈半金属特性。

【技术特征摘要】
1.一种基于锯齿形锗烯纳米带的半金属材料,其特征在于包括具有锯齿形边缘且边缘氢化的锗烯纳米带,所述锗烯纳米带中于中间的选定格点处取代掺杂有氮原子,与该选定格点次邻位置掺杂有硼原子,且氮原子与硼原子之间具有设定距离,使所述锗烯纳米带呈半金属特性。2.根据权利要求1所述的基于锯齿形锗烯纳米带的半金属材料,其特征在于所述锗烯纳米带的锯齿形边缘的碳原子被氢原子钝化。3.一种基于锯齿形锗烯纳米带的半金属材料的制备方法,其特征在于包括:外延生长形成锗烯,并将所述锗烯裁剪成纳米带,刻蚀所述纳米带,使所述纳米带的边缘呈锯齿形,获得锯齿形锗烯纳米带;利用离子注入的方法对所述锯齿形锗烯纳米带进行硼、氮原子共掺杂,其中在所述锗烯纳米带中的中间的选定格点处取代掺杂有氮原子,与该选定格点次邻位置掺杂有硼原...

【专利技术属性】
技术研发人员:王志勇曾中明
申请(专利权)人:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
类型:发明
国别省市:江苏;32

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