On-surface synthesis of antiaromatic and open-shell indeno[2,1-b]fluorene polymers and their lateral fusion into porous ribbons
多环碳氢化合物由于其在有机电子学中的潜在作用而受到极大的关注，对于具有不成对电子密度的开壳层系统，在自旋电子学和数据存储中具有潜在的作用。然而，多自由基碳氢化合物固有的不稳定性严重限制了对其电子结构的详细研究。在这里，我们报告的表面合成共轭聚合物组成的茚并[2，1-b]芴单元，这是反芳族和开壳biradicaloid。所观察到的反应产物，其中还包括一个非苯型多孔带所产生的未受保护的茚并[2，1-b]芴链的横向融合，其特征在于通过低温扫描隧道显微镜/光谱和非接触式原子力显微镜，辅以密度泛函理论计算。这些聚合物吸附在Au（111）上时呈现低的带隙。此外，通过从头计算阐明了它们突出的反芳香性和自由基特性，使它们在电子学和自旋电子学中具有应用前景。此外，它们为探索低维有机纳米材料中的磁性提供了丰富的游乐场。
2019-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Carrier Statistics and Quantum Capacitance of Graphene Sheets and Ribbons
在这项工作中，在石墨烯的二维片和纳米级条带的载流子统计的基本结果。虽然发现2d石墨烯片中的本征载流子密度的行为与传统半导体有很大的不同，但发现非常窄（亚10 nm）的带与传统的窄隙半导体相似。量子电容是器件静电设计中的一个重要参数，本文推导了二维石墨烯片和纳米带的量子电容。
2007-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Molecular circuits based on graphene nano-ribbon junctions
石墨烯纳米带结的电子器件提出了这封信。非平衡格林函数计算表明，从单层石墨烯定制的具有不同边缘形状和宽度的纳米带结可以充当金属-半导体结，并且可以实现量子点。凭借单层石墨烯图案化到原子精度的可能性，这些结构与先前报道的二维块状石墨烯或碳纳米管器件完全不同，预计将用作未来纳米电子学的构建块。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological phase in oxidized zigzag stanene nanoribbons
采用第一性原理和半经验紧束缚方法研究了氧在二维锯齿形锡烯纳米带表面的吸附。在Kane-Mele紧束缚模型中考虑了内禀自旋轨道相互作用。氧原子或分子在2D锡烯上的吸附打开了电子能带隙。我们研究了锯齿形锡烯纳米带中的螺旋边态和拓扑相。氧原子在锯齿形锡烯纳米带上的吸附使费米能级处的螺旋边缘态发生形变，导致拓扑（非平凡）到平凡的相变。通过进行$Γ$ -点声子计算来检查系统的结构稳定性。氧原子或分子在二维锡烯上的吸附锯齿形锡烯纳米带表面吸附氧原子的特定排列保持了拓扑相，在未来的纳米电子器件中具有潜在的应用。
2016-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Tip-induced oxidation of silicene nano-ribbons
我们利用扫描隧道显微镜和高分辨光电子能谱研究了在Ag（110）表面生长的自组装硅烯纳米带的氧化过程。结果表明，硅烯纳米带对分子氧的氧化具有很强的抵抗力。这可以通过将STM隧道结中的电场增加到高于+2.6 V的阈值以诱导氧解离和反应来克服。如所预期的，观察到硅烯纳米带对原子氧的较高反应性。HR-PES证实了这些观察结果：即使在分子氧的高暴露下，对应于原始硅烯的Si 2 p核心能级峰仍然占主导地位，反映了对分子氧的非常低的反应性。在暴露于高剂量的原子氧之后获得完全氧化;对应于原始硅烯的Si 2 p芯能级峰消失。
2020-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Electronic, Magnetic and Transport Properties of Graphene Ribbons Terminated by Nanotubes
通过密度泛函和大尺度紧束缚输运计算，研究了最近提出的石墨烯带的电子结构、磁性和输运性质，这些石墨烯带的边缘被卷起形成纳米管。扶手椅型纳米管的边缘呈现磁矩，其位于管或带中，并具有金属或半金属特征，这取决于结的对称性。这些性质具有潜在的自旋阀和自旋过滤器设备的优势，比其他提出的系统。锯齿形纳米管的边缘是金属的或半导体的，而不影响带的本征迁移率。通过改变纳米管和带的类型和尺寸，提供了定制磁性和传输特性的可能性，使这些系统非常有应用前景。
2012-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Graphene nanoribbons subject to gentle bends
由于石墨烯纳米带薄而脆弱，它们需要支撑。支撑为应用提供了坚实的基础，粘合力使色带保持平坦，尽管不一定是直的：高纵横比的色带容易弯曲。然而，弯曲对带的电子性质的影响是未知的。因此，本文研究了平面和轻微弯曲的石墨烯纳米带的机电学。密度泛函紧束缚和修正的周期性边界条件的模拟表明，扶手椅带的轻微弯曲可以导致显着的能隙变宽或变窄。此外，在锯齿形带中，由于轴对称破缺，即使没有磁性，也可以打开相当大的能隙。这些结果表明，在电子测量的支持带，这样的弯曲必须注意。
2012-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Rectification In Asymmetric Graphene Ribbons
本文采用分子动力学模拟对石墨烯纳米带中的热流进行了研究。结果表明，非对称石墨烯带的热通量优先沿宽度减小的方向流动，表现出明显的热整流效应。讨论了整流比与顶角和长度的关系。与基于碳纳米管的一维热整流器相比，石墨烯纳米带即使在大规模下也具有更高的整流比。我们的研究结果表明，非对称石墨烯带可能是一个有前途的结构，为实际的热（声子）器件。
2009-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Zero-Conductance Resonances due to Flux States in Nanographite Ribbon Junctions
利用Landauer方法研究了纳米石墨带中电子通过结的输运性质。在低能区，锯齿形边界的带具有边缘态的单一导电沟道。作为化学势的函数的电导显示出具有零电导的急剧下降的丰富结构。每一个零电导共振都与一个共振态相联系，这个共振态可以解释为两个具有类凯库勒电流模式的简并通量态的叠加。这些零电导下降与明显的负磁阻有关。
1999-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The screening effects on field enhancement factor of zigzag graphene nanoribbon arrays: A first-principles study
采用第一性原理计算研究了场屏蔽效应对锯齿型石墨烯纳米带（ZGNRs）电子和场发射性质的影响.系统地研究了带间距和带宽度对锯齿型石墨烯纳米带（ZGNRs）的功函数、场增强因子、带隙和边缘磁性的影响。研究发现，ZGNRs的功函数随着带间距离Dx的增加而迅速增加，这是由带边缘的正偶极子引起的。对于给定的Dx，ZGNR的功函数随着带宽度W的增加而减小。带宽越大，带间距对功函数的影响越大。利用一个简单的线性插值模型，我们可以得到任意带宽的ZGNR的功函数。对于Dx < W的情况，场增强因子随着带间距离的增加而迅速增加。当我们进一步增加Dx时，增强因子缓慢增加，然后趋于饱和。ZGNR的带间距离可以调制带隙和边缘磁性的大小。以上这些现象都可以用筛选效应来解释。
2017-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carbon nanoelectronics: unzipping tubes into graphene ribbons
我们报道了由部分解链的碳纳米管制成的新型碳纳米结构的输运性质，该碳纳米结构可以被视为管和纳米管的无缝连接。我们发现，石墨烯纳米带在一定的能量范围内作为一个完美的谷过滤器的碳纳米管，具有最大可能的电导。我们的研究结果表明，部分解压缩的碳纳米管是一个磁阻器件，具有非常大的磁阻值。我们探讨了几种结构相结合的纳米管和石墨烯纳米带的性能，证明它们表现为最佳的接触，为彼此的混合石墨烯/纳米管器件的设计开辟了一条新的途径。
2009-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Will Zigzag Graphene Nanoribbon Turn to Half Metal under Electric Field?
在B3LYP水平上，我们预测了锯齿形边缘石墨烯纳米带（ZGNR）在外加电场作用下可以实现半金属化。半金属化的临界电场随带宽的增加而减小。当边缘态电子在很强的电场作用下从一侧完全转移到另一侧时，自旋极化和半金属性都被消除。ZGNR保持半金属状态的电场范围随带宽的增加而增加。我们的研究显示了丰富的场致自旋极化行为，这可能会导致一些重要的应用在空间电子学。
2007-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Breakdown Current Density of Graphene Nano Ribbons
石墨烯纳米带（GNRs）的宽度低至16 nm的特征在于其载流能力。研究发现，GNR具有令人印象深刻的击穿电流密度，约为10^8 A/cm 2。击穿电流密度被发现有一个倒数关系GNR电阻率和数据拟合点焦耳加热作为击穿的可能机制。GNR的优异载流能力将对其在片上电互连中的应用具有价值。发现亚20 nm石墨烯带的热导率大于1000 W/m-K。
2009-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Curvature in graphene nanoribbons generates temporally and spatially focused electric currents
今天，石墨烯纳米带和其他石墨烯基纳米结构可以以原子精度合成。但是，虽然研究集中在固定晶体取向的直石墨烯带上，但具有固有曲率的带仍然主要未被探索。在这里，我们研究电子输运在本质上弯曲的石墨烯纳米带耦合到直引线，使用两种计算方法。静态方法表明，虽然直引线支配的电导间隙，曲率的存在模糊的间隙，并降低开关比。一个先进的时间依赖性的方法表明，平静的静态传输的门面背后的电流运行激烈：曲率触发时间和空间集中的电流，在某种程度上，在短时间内，单个碳-碳键携带的电流远远超过整个带的稳态电流。认识到这种聚焦对于石墨烯传感器和电路的鲁棒设计至关重要。
2015-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Effects of edge magnetism and external electric field on energy gaps in multilayer graphene nanoribbons
利用第一性原理密度泛函理论，我们研究了多层石墨烯纳米带的电子结构作为带宽度和外部电场的函数，施加垂直于带层。我们考虑两种类型的边缘（扶手椅和锯齿形），每一种都有两个边缘对齐（称为alpha和beta对齐）。我们发现，在单层和双层扶手椅型纳米带，多层扶手椅型纳米带表现出三个类的能隙随宽度的增加而减少。非磁性多层锯齿形纳米带具有对边缘对齐和层数敏感的能带结构，表明不同的磁性和由此产生的能隙。我们发现，在垂直于外电场的情况下，在ABC叠层带中可以产生能隙，而在其他叠层序列中，能隙随着外电场的增大而减小或保持闭合。
2010-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Calculations of Electric Capacitance in Carbon and BN Nanotubes, and Zigzag Nanographite (BN, BCN) Ribbons
利用扩展的哈伯德模型和最近邻库仑相互作用研究了锯齿形纳米石墨带的电子态。具有沿两个边缘分离的相反电荷的电子状态类似于纳米电容器。因此，计算使用极化率关系定义的电容以检查纳米功能。我们发现，电容的行为是有很大的不同，这取决于系统是在磁或电荷极化阶段。在磁性相，电容是由边缘状态的存在，而带宽度是小的。随着带状物变得更宽，电容随着系统发展成金属锯齿形纳米管而保持大的量值。当系统对应于半导体纳米管并且系统也处于电荷极化相时，它与宽度的倒数成比例。后一种行为可以通过电荷激发的能隙的存在来理解。BN（BCN）纳米管和带中的电子结构与半导体相似。计算出的电容与正电极和负电极之间的距离成反比。
2005-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Nanoscale Phase Change Memory with Graphene Ribbon Electrodes
已知相变存储器（PCM）装置随着其电极的位体积和接触面积按比例缩小而降低功率消耗。在这里，我们展示了两种类型的低功率PCM设备与横向石墨烯带电极：一个在其中的石墨烯被图案化成窄的纳米带和其他的相变材料被图案化成纳米带。尖锐的石墨烯“边缘”触点可实现低至约3 V的阈值电压、低编程电流（<1 μA SET，<10 μA SET）和>100的ON/OFF比的开关。通过化学气相沉积生长的石墨烯的大规模制造也使得能够研究这种纳米材料和器件的异质集成和可变性。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Magnetic Properties of Nanographite Ribbons
利用紧束缚模型研究了具有锯齿形和扶手椅形边缘的纳米石墨带系统在磁场中的电磁性质。这些系统的最显著的特征之一是边缘状态的出现，强烈局部化的锯齿形边缘附近。磁场中的边缘状态在石墨平面的每个六边形元格中产生磁通量的有理数分数（ε = p/q），表现为具有q个内部自由度的零场边缘状态。轨道反磁化率强烈依赖于边缘形状。原因是在环电流的分析中发现的，这是非常敏感的晶格拓扑结构附近的边缘。此外，轨道的抗磁化率作为温度，费米能量和带宽度的函数缩放。由于边缘态导致费米能级处的态密度出现一个尖锐的峰值，锯齿形边缘的石墨带的泡利顺磁磁化率表现出类似居里的温度依赖性。因此，它表明，从高温抗磁性的交叉到低温顺磁性行为的纳米石墨带锯齿形边缘的磁化率。
1999-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metal Organic interfaces at the nanoscale
在这项工作中，我们提出了一个调查的银PPP（聚对苯撑）接口使用弹道电子发射显微镜。我们的工作是第一次成功地应用的BEEM技术的金属有机界面。我们观察到纳米尺度的注入不均匀性。他们有一个电子的起源，因为我们发现相应的肖特基势垒的变化。我们还确定了银-PPP界面的透射函数，发现它与金属-苯环界面的理论计算定性一致。我们的结论是，电荷传输通过非均匀的障碍需要考虑了解电子传输通过金属有机界面和有机器件的特性。
2005-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Half-Metallicity in Undoped and Boron Doped Graphene Nanoribbons in Presence of Semi-local Exchange-Correlation Interactions
我们进行密度泛函计算一维锯齿形边缘石墨烯纳米带（ZGNRs）的不同宽度，有和没有边缘掺杂，包括半本地交换相关。我们的研究表明，虽然边缘钝化（氢）ZGNRs的基态更倾向于反铁磁，与硼原子的两个边缘的掺杂稳定系统在铁磁基态。局域和半局域交换关联导致在有限的交叉带电场在边缘钝化ZGNRs的半金属性。然而，具有硼边缘的ZGNR即使在没有电场的情况下也显示出与带宽无关的半金属行为，并且这种性质对于任何电场强度都保持不变，这为自旋电子学的应用开辟了巨大的可能性。
2007-12-26 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional octagon-structure monolayer of nitrogen group elements and the related nano-structures
为了拓展二维材料的研究领域，我们基于密度泛函理论，采用第一性原理方法预测了氮族元素二维八元结构的存在，这些结构由正方形和八边形组成.计算结果表明，它们都是具有间接带隙（N，P，Bi）和直接带隙（As，Sb）（0.57-2.61eV）的半导体。研究了三种不同未钝化边缘的纳米带及其能带结构。由于边缘重构和悬挂键的存在，不同边缘的P，As，Sb纳米带中存在铁磁边缘态，在其中一个特定的N纳米带的能带结构中发现了π附近的Dirac点.这些结构在未来的应用中可能是有用的，例如半导体器件、自旋电子学、氢存储和量子计算。
2015-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Electric capacitance as nanocondensers in zigzag nanographite ribbons
利用扩展的哈伯德模型和最近邻库仑相互作用研究了锯齿形纳米石墨带的电子态。最近的库仑相互作用使电子态稳定，相反的电荷沿着两个边缘分离和局部化。这种状态类似于纳米冷凝器。因此，电容，使用极化率的关系定义，计算检查纳米功能。我们发现，电容的行为是有很大的不同，这取决于系统是在磁或电荷极化阶段。在磁性相，电容是由边缘状态的存在，而带宽度是小的。随着带状物变得更宽，电容随着系统发展成金属锯齿形纳米管而保持大的量值。当系统对应于半导体纳米管并且系统也处于电荷极化相时，它与宽度的倒数成比例。后一种行为可以通过电荷激发的能隙的存在来理解。
2005-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Electron enrichment of zigzag edges of armchair-oriented graphene nano-ribbons increases their stability and induces pinning of Fermi level
中性扶手椅取向的石墨烯纳米带的锯齿形边缘显示出在这些边缘处强烈局域化的状态。它们表现为自由基，可以在加工过程中捕获电子，增加色带的稳定性。利用自旋极化密度泛函理论计算了有限长带的总能量，结果表明带的带电是可行的。Pariser-Parr-Pople（PPP）模型哈密顿量的能量与DFT兼容，允许研究更大的系统。中性带的结果表明：i）自旋极化（非极化）溶液的基本能隙比实验值大（小），ii）基态是自旋极化的，这一特性在实验上还没有观察到. GNRs的总能量随着捕获电子的数量而减小，达到最小值，其数量主要取决于锯齿形边缘的大小。注意到关于中性GNR的以下变化：i）基态不是自旋极化的，ii）基本带隙介于中性带的自旋极化和非极化解决方案之间，iii）而在中性带中，价带和导带起始相对于基本带隙，线性且对称地接近中间带隙，斜率为0.5，充电诱导费米能级钉扎，即，价带和导带的斜率约为0.1和0.9，与实验一致。
2019-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge-functionalized and substitutional doped graphene nanoribbons: electronic and spin properties
石墨烯纳米带是石墨烯基纳米电子学中碳纳米管的对应物。我们用密度泛函理论研究了化学修饰的带的电子性质。我们观察到锯齿形带的化学修饰可以打破自旋简并。这促进了双金属转变的开始，或半半导体状态的开始，其中两个自旋通道具有不同的带隙，或自旋极化的半半导体状态-其中价带和导带中的自旋被相反地极化。扶手椅带的边缘功能化使电子态远离费米能级几个eV，并且不会显著影响它们的带隙。N和B产生不同的效果，这取决于取代位点的位置。特别是，在低密度的边缘取代不显着改变的带隙，而批量取代促进的开始的重金属过渡。吡啶类缺陷诱导一个过渡金属。
2007-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structures of organic molecule encapsulated BN nanotubes under transverse electric field
采用第一性原理计算研究了横向电场作用下不同有机分子掺杂的氮化硼纳米管的电子结构。外场减小了BNNT的能隙，使分子带更靠近BNNT的带边，增强了BNNT与分子之间的电荷转移。电场方向对能带结构的影响可以忽略不计。讨论了BNNT对内部有机分子的电场屏蔽作用。有机分子的掺杂对BNNT的光学性质有很大的影响，在静态横向电场作用下，BNNT的吸收边发生了红移。
2008-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Effect of edge structures on elastic modulus and fracture of graphene nanoribbons under uniaxial tension
基于原子模拟，预测了单层石墨烯纳米带在准静态单轴拉伸下的非线性弹性性质，强调了边缘结构（扶手椅和锯齿形，无氢钝化和有氢钝化）的影响.原子模拟的结果解释热力学的理论框架内，这使得应变相关的边缘能量和氢吸附能的非线性函数的确定，锯齿形和扶手椅边缘。由于边缘效应的影响，石墨烯纳米带在无限小应变下的初始杨氏模量随边缘手性和带宽的变化而变化。此外，发现扶手椅型石墨烯纳米带的标称断裂应变比锯齿形带低得多。两种不同的断裂机制被确定，与锯齿形带和边缘控制的扶手椅带的非均质形核。氢钝化的边缘被发现有锯齿形石墨烯纳米带的机械性能的影响可以忽略不计，但其效果是更显着的扶手椅带。
2010-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interaction of solid organic acids with carbon nanotube field effect transistors
采用一系列固体有机酸对碳纳米管进行p型掺杂。掺杂的程度被证明是依赖于酸的pKa值。高度氟化的羧酸和磺酸在改变阈值电压和使碳纳米管场效应晶体管更像p型器件方面非常有效。较弱的酸如膦酸或异羟肟酸的效果较小。掺杂的设备是伴随着在传输特性的滞后的减少。溶液中掺杂在标准制造工艺中幸存下来，并使p掺杂碳纳米管场效应晶体管具有良好的传输特性。
2007-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Scattering analysis of nano-scale chiral structures in optical vortex using Method of Moments
National Institute for Fusion Science（核聚变科学研究所）；Muroran Institute of Technology（室兰工业技术大学）；Nagoya University（名古屋大学）；Hiroshima University（广岛大学）
本文通过矩量法研究纳米手性结构在光学涡流照射下的散射特性，揭示了光角动量对圆二向性和光学涡流二向性的诱导机制。
2026-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Optochemically Responsive 2D Nanosheets of a 3D Metal-Organic Framework Material
突出的功能可调性支撑金属有机框架（MOF），为设计下一代化学传感器、光电子、能量收集器和转换器提供了一个多功能平台。我们报告了一个罕见的示例的多孔2D纳米片材料，从一个扩展的3D MOF结构。我们开发了一种快速的超分子自组装方法，在环境条件下，合成容易剥离的MOF纳米片，功能化原位通过采用来宾@MOF（主机）的策略。发光分子（作为功能客体）在MOF孔内的纳米级限制产生了不寻常的光学、电子和化学性质的组合，这是由强的主客体耦合效应引起的。我们展示了由新的Guest@MOF复合系统开辟的非常有前途的基于光子学的化学传感。通过利用官能化的MOF纳米片的主-客体光化学相互作用，我们已经完成了对许多实际应用重要的广泛的挥发性有机化合物（VOC）和小分子的检测。
2017-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Structure of Nano-Graphite Moebius Ribbon
研究了周期边界条件下锯齿形纳米石墨带的电磁性质。锯齿形纳米石墨带具有费米能级的边缘局域态，即使在非常弱的库仑相互作用下，也会导致亚铁磁自旋极化局域在边缘位置。Moebius边界条件的施加使体系成为非AB二分晶格，并抑制了自旋极化，形成了磁畴壁。磁畴的宽度取决于库仑相互作用，并且随着U/t的增加而变窄。
2003-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
Spin-asymmetric graphene nanoribbons in graphane on silicon dioxide
采用从头计算方法研究了氧化硅衬底上氢化石墨烯（graphane）的结构。发现仅在石墨烯层的一侧上具有氢化的结构是稳定的，并且给出了其氢构型。此外，我们通过从外延石墨烷层选择性地去除氢来形成锯齿形石墨烯纳米带。在这些带中，独立的反铁磁锯齿形带的自旋简并被打破，不同大小的带隙出现相反的自旋物种。这种简并断裂是由于带下方的衬底中的电荷不平衡，其通过衬底原子相对于石墨烯带的边缘的不对称对准而引入。
2011-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder-induced gap behavior in graphene nanoribbons
我们研究了标准化的30 nm宽度和不同长度的石墨烯纳米带的输运性质。我们发现，在运输中观察到的间隙的范围作为费米能量的函数在这些带（“运输间隙”）没有强烈的依赖于带的长度，而作为源漏电压的函数的间隙的范围（“源漏间隙”）随着带的长度增加。我们退火的带，以减少无序势的振幅，并发现，运输的差距都收缩，并移动到接近零栅电压。相反，退火不会系统地影响源极-漏极间隙。我们的结论是，运输间隙反映了整体实力的背景无序势，而源漏间隙是敏感地依赖于它的细节。我们的研究结果支持的模型，在石墨烯纳米带中的传输发生通过量子点形成沿带由于带电杂质诱导的无序势。
2010-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Observation of Hydrogen Adsorption Sites and Nano-Cage Formation in Metal-Organic Frameworks (MOF)
利用中子粉末衍射结合第一性原理计算确定了MOF 5中的氢吸附位。金属氧化物簇是主要负责的吸附，而有机链接只起次要作用。同样重要的是，在低温和高浓度下，H2分子形成独特的相互连接的高对称性纳米簇，分子间距离小至3.0 Ang。吸氢率高达10wt%。这些结果是优化用于储氢应用的MOF材料的关键，也表明MOF可以用作模板来创建具有新特性的人工互连氢纳米笼。
2005-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Energy-gap modulation of boron nitride nanoribbons by transverse electric fields: First-principles calculations
系统的从头计算结果表明，横向电场可以显著减小锯齿形或扶手椅形氮化硼（BN）纳米带（BNNRs）的能隙，并在临界电场处完全闭合，该临界电场随带宽的增加而减小.此外，当施加反向电场时，锯齿形边缘的带中呈现出明显的间隙调制。在弱场下，锯齿边BNNRs的带隙减小源于场诱导的空间分离边态的能级移动，而扶手椅边BNNRs的带隙减小源于Stark效应.随着外电场的增强，两种BNNRs的能隙由于近自由电子态的场致运动而逐渐闭合。在没有外加场的情况下，通过改变带宽度的能隙调制相当有限。
2011-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Crystallogprahically selective nanopatterning of graphene on SiO2
石墨烯具有许多有利的性质，但其缺乏电子带隙使得这种二维材料对于许多纳米电子应用（例如场效应晶体管）来说是不切实际的。通过将石墨烯图案化成具有几纳米宽度的带，打开限制诱导的间隙，可以避免这个问题。这种带状物的电子性质取决于它们的尺寸和带状物边缘的晶体学取向。因此，高度寻求能够区分石墨烯的锯齿形和扶手椅型边缘终端的蚀刻工艺。在这方面的贡献，我们表明，这种各向异性，干法蚀刻反应是可能的，我们用它来获得锯齿形边缘的石墨烯带。我们证明，碳去除反应的起始位置可以精确地定制。
2009-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Size Effects in the Atomistic Structure of Armchair-Nanoribbons
采用密度泛函理论（DFT）在Kohn-Sham公式下研究了氢封端的扶手椅型石墨烯纳米带（AGNR）的量子尺寸效应.将制定“选择规则”，其允许从四个石墨烯分散片开始提取（近似地）AGNR带的电子结构。与碳纳米管的情况类似，三倍的周期性的激发间隙与带状宽度（N，每碳片的碳原子数）的预测是由从头计算结果证实。虽然传统上这种周期性会在电子响应实验中观察到，但本文提出的DFT分析表明，它也可以在带状几何形状中看到：具有L个切片的带状物的长度接近非常大的宽度1 << N的极限值（保持纵横比小N << L），具有显示电子选择规则的1/N振荡。振荡幅度如此之强，以至于渐近行为是非单调的，即，较宽的带比较窄的带具有更强的伸长。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band Gap of Atomically Precise Graphene Nanoribbons as a Function of Ribbon Length and Termination
利用扫描隧道显微镜/光谱结合密度泛函理论计算，研究了Au（111）衬底上有限长$N_A=7$扶手椅型石墨烯纳米带（7-AGNR）的带隙. 7-AGNRs的带隙与长度为6 nm和更大的收敛到0.1 eV内的体积值为2.3 eV，而带隙打开几百毫电子伏在很短的7-AGNRs。终端上的带隙有显着的影响，双氢化终端产生较低的带隙比单氢化的。
2019-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Centered honeycomb NiSe2 nanoribbons, structure and electronic properties
准一维纳米带是纳米电子学的理想候选材料，本文利用密度泛函理论研究了一种新型的一维纳米带，即：中心蜂窝状NiSe 2纳米带的结构和电子性质.根据晶体学和边缘的原子组成，这些带状物可以属于六（两）个锯齿形（扶手椅）家族之一。在锯齿族中，经过边缘重构，所有裸带都是金属的。边缘氢钝化的影响产生的六个家庭中的两个带隙。对于扶手椅型纳米带，几何重构导致具有小带隙的半导体，并且边缘的氢钝化将带隙增加至约0.6 eV。
2013-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Void defect induced magnetism and structure change of carbon materials-1, Graphene nano ribbon
空洞缺陷是纯碳材料类铁磁特性的一个可能来源。应用密度泛函理论研究了空位缺陷诱导石墨烯纳米带（GNR）的多重自旋态与结构变化的关系。通过碳原子的重新键合，使含六个电子的初始空穴的等边三角形变形为等腰三角形。在可能的自旋状态中，最稳定的状态是Sz=2/2。当Sz=4/2时，初始的扁平带转变为三维卷曲带，带边具有高度极化的自旋组态。Sz=4/2的总能量与Sz=2/2的总能量非常接近，这表明扁平带和卷曲带共存。作为三维石墨的模型，分析了双层AB叠层GNR。自旋分布仅限于空隙产生层。分布的空穴三角形显示不同位置空穴顺时针旋转60 °，这与使用扫描隧道显微镜的实验观察一致。(To发表于Journal of the Magnetic Society of Japan，2021）
2021-04-20 astro-ph.GA cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ripple edge engineering of graphene nanoribbons
现在可以生产具有原子定义宽度的石墨烯纳米带（GNR）。GNR为电子器件和复合材料提供了许多机会，如果有可能建立边缘结构和功能化之间的联系，以及由此产生的GNR性能。将氢边缘终止切换为更大的更复杂的官能团，例如羟基或硫醇，在带边缘处诱导应变。然而，我们表明，这种应变，然后通过形成静态的平面外的波纹缓解。所得到的带具有显著降低的杨氏模量，其作为带宽度、修改的带隙以及沿边缘的异质化学反应性的函数而变化。并非例外，这种静态边缘波纹可能在大多数官能化石墨烯带边缘上。
2011-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure, Stability, Edge States and Aromaticity of Graphene Ribbons
我们通过密度泛函理论确定了氢封端的石墨烯纳米带边缘的稳定性、几何形状、电子和磁性结构作为环境中氢含量的函数。反铁磁锯齿形带只有在极低的超真空压力下才是稳定的。在更标准的条件下，最稳定的结构是单-和二-氢化扶手椅边缘和具有一个二-和两个单-氢化位点的锯齿形边缘重构。在高氢浓度下，“大块”石墨烯不稳定，并且自发地断裂形成带，类似于在溶液中实验观察到的石墨烯自发断裂成小宽度纳米带。奇异边缘电子态和/或磁性的稳定性和存在是合理的，从有机化学的简单概念（克拉尔规则）
2008-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Doping Effects on Charge Transport in Graphene Nanoribbons
我们提出了第一性原理计算的量子输运在化学掺杂的石墨烯纳米带的宽度高达4 nm。硼和氮杂质的存在下示出产生共振背散射，其功能是强烈依赖于的对称性和宽度的带，以及掺杂剂的位置。当杂质保持扶手椅带的镜像对称性时，在π-π * 平台上获得对后向散射的完全抑制。此外，观察到一个不寻常的受体-施主过渡在锯齿形带。这些非常规的掺杂效应可以用来设计新型的开关器件。
2009-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Ferromagnetism in Lacey Reduced Graphene Oxide Nano-ribbon
在石墨烯基化合物中引入磁性为潜在的自旋电子学应用带来了巨大的希望。通过优化点缺陷和缺陷的高边缘密度，我们报告了与其他石墨烯衍生物相比，lacey还原氧化石墨烯纳米带（LRGONR）中的铁磁饱和磁矩增加了许多倍。使用化学解链方法合成样品。详细的结构和形态表征进行了讨论，包括XRD，拉曼，SEM，HRTEM和XPS测量。对磁化强度数据的Brilluoin函数分析反映了J = 7/2的最佳拟合，饱和力矩为1.1 emu/g。在LRGONR的磁化的微观起源被分配到高的边缘缺陷密度，这也被关联到微观结构。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Four ribbons of double-layer graphene suspending masses for NEMS applications
本文研究了三种由石墨烯带和悬浮硅质量块组成的纳米机械器件，发现四带器件具有更高的谐振频率和弹簧常数，并测得双层石墨烯的杨氏模量为0.34 TPa、断裂应变为1.13%，为NEMS应用奠定基础。
2024-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Full analytical solution of finite-length armchair/zigzag nanoribbons
短臂椅型石墨烯纳米带可以表现为一维拓扑材料，其可以根据其宽度和终止方式在其石墨烯终止的边缘中显示边缘状态。我们在这里展示了任何长度和宽度的紧密结合石墨烯矩形的完整解决方案，可以被视为有限长度的扶手椅或锯齿形丝带。我们找到了体和边缘本征态和本征能量的精确解析表达式。我们给出了边缘态之间库仑相互作用的精确表达式，并引入Hubbard二聚体模型分析了边缘不同磁态的出现及其特征，这些磁态的存在依赖于带长。我们找到足够的空间，我们的预测在N = 5扶手椅丝带实验测试。我们比较分析结果与从头算模拟基准的二聚体模型的质量，并设置其参数。从头算哈密顿量的进一步详细分析，使我们能够确定这些变化的紧束缚参数，影响的带状物的拓扑性质。
2023-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Carbon Nanotube/Organic Semiconductor Interfacial Area on the Performance of Organic Transistors
我们发现，并五苯晶体管的性能可以显着提高，通过最大限度地提高单壁碳纳米管（SWCNT）/并五苯的界面面积。通过将不同密度（0-30 μm）的短单壁碳纳米管锚定到Pd电极来改变界面面积。与具有零SWCNT的器件相比，对于低、中和高SWCNT密度，平均迁移率分别增加三倍、六倍和九倍。随着单壁碳纳米管密度的增加，电流通断比和导通电流分别增加了40倍和20倍。我们解释了使用降低的单壁碳纳米管/并五苯界面的势垒高度的改善的器件性能。
2012-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exceptional ballistic transport in epitaxial graphene nanoribbons
在过去的十年里，石墨烯电子学推动了石墨烯科学的发展。主要目标是开发具有足够大的带隙的高迁移率半导体石墨烯以用于高性能应用。石墨烯带被认为是具有这些特性的半导体，然而，生产具有有用的带隙和高迁移率的带的努力取得了有限的成功。我们在这里表明，高质量的外延石墨烯纳米带40纳米宽，退火的边缘，侧壁SiC上生长的不是半导体，但单通道室温弹道导体的长度高达至少16微米。已经观察到对应于低于1欧姆的薄层电阻的超过一百万的迁移率，从而超过二维石墨烯3个数量级，并且超过完美石墨烯的理论预测10倍以上。石墨烯带表现为电子波导或量子点。我们发现，在这些带中的运输是由两个组件的基态横向波导模式，一个是弹道和温度无关，和第二热激活组件，似乎是弹道在室温下和绝缘在低温下。在室温下，两种组分的电阻随着长度的增加而突然增加，一种在160 nm的长度处，另一种在16微米处。这些性质似乎与电荷中性带中的最低能量量子态有关。由于外延石墨烯纳米带易于以数千计生产，因此它们的室温弹道输运性质也可用于先进的纳米电子学中。
2013-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-energy model for doped graphene nanoribbons
Universidad de Oviedo（奥维耶多大学）；Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología, CSIC（纳米材料与纳米技术研究中心，西班牙国家研究委员会）；Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所）
通过将扩展和局域Hubbard模型映射到Kanamori模型，解析确定库仑矩阵元并分析其标度行为，提出低能Kanamori哈密顿量以研究掺杂石墨烯纳米带在外场下的响应，发现可产生开壳高自旋多体态导致壳和自旋阻塞效应。
2026-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Zigzag graphene nanoribbons without inversion symmetry
衬底上的石墨烯将遭受反转对称性破缺（ISB）晶格势。在考虑电子-电子相互作用的情况下，研究了无反转对称性的锯齿形石墨烯纳米带出现半金属性和非共线磁性相的可能性.在半填充时，由于与电子-电子相互作用的竞争，半金属态（HM）可以在ISB势的中间值处实现。远离半填充，在不同的带宽度的掺杂与ISB电位的相图，其中HM状态和NC磁状态的制度清楚地指示和讨论。对于具有完美边缘的带，我们预测了具有不同磁结构的两个HM状态之间的拓扑转变，这是伴随着沿带的电导从$2e^2/h$到$e^2/h$的突然转变。
2011-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microstructured organic cavities with high-reflective flat reflectors fabricated by using a nanoimprint-bonding process
提出一种基于UV纳米压印技术的纳米压印键合工艺，用于制备高反射率微结构有机微腔，实现了空间局域光子模式、高精度光子能带及拓扑边缘态，推动了有机光子器件发展。
2023-11-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
An Extended Huckel Theory based Atomistic Model for Graphene Nanoelectronics
提出了一种基于自旋限制扩展休克尔理论（EHT）的原子模型来模拟石墨烯器件的电子结构和I-V特性。该模型被应用到锯齿形和扶手椅型石墨烯纳米带（GNR），有和没有氢钝化，以及双层石墨烯。进一步计算了纳米带宽度方向和双层方向上的电场，以显示电子结构的改变。最后，EHT哈密顿量和NEGF（非平衡格林函数）的形式主义被用于顺磁锯齿形GNR显示2 e2/h的量子电导。
2008-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of armchair AA-stacked bilayer graphene nanoribbons
基于紧束缚模型，我们分析研究了扶手椅型AA堆叠双层石墨烯纳米带（BLGNRs）在几个区域的电子能带结构。我们应用硬壁边界条件，以确定在封闭方向上的布洛赫波函数的离散主导。首先，我们考虑一个理想的情况下，完美的纳米带没有任何边缘变形，并表明它们的电子性质是强烈的尺寸依赖。我们发现窄扶手椅AA堆叠的BLGNRs（类似于单层石墨烯纳米带）可以是金属的或半导体的，这取决于它们的宽度，所述宽度由跨带宽度的二聚体线的数量确定，而宽带是金属的。然后，我们表明，当考虑到边缘变形的影响，所有窄扶手椅AA堆叠BLGNRs成为半导体，而宽带保持金属。我们还调查的电场施加垂直的纳米晶层的影响，并显示它可以用来调整这些纳米带的电子性质，导致在一个临界值的电场，这取决于纳米晶的宽度的金属相变。此外，在所有制度，我们计算相应的波函数，可用于调查和预测这些纳米带的各种属性。
2014-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Properties of Graphene Nanoribbon on Si(001) Substrate
通过第一性原理计算发现，吸附在Si（001）衬底上的锯齿形石墨烯纳米带（Z-GNRs）的电子性质强烈依赖于带宽和吸附取向.只有窄的Z-GNRs与甚至行的锯齿形链横跨其宽度垂直吸附的Si二聚体行拥有能隙，而较宽的Z-GNRs是金属由于宽度依赖性的界面杂化。的Z-GNRs可以亚稳态吸附平行的Si二聚体行，但显示出均匀的金属性质独立的带状宽度，由于吸附诱导的悬挂键态的Si表面上。
2009-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Impurity segregation in graphene nanoribbons
低维材料的电子性质可以通过掺杂来设计，但在石墨烯纳米带（GNR）的情况下，两个破密边缘的接近引入了对杂质在带宽度上的位置的额外依赖性。这为杂质引入了能量上有利的位置，导致杂质浓度的一定程度的空间偏析。我们开发了一个简单的模型来计算任意杂质的GNR系统的能量变化，因为该杂质是在整个带移动，并通过与从头计算比较验证其结果。虽然我们的研究结果与以前的作品预测GNR的边缘无序的优势，我们认为，整个带状吸附杂质的分布可能是可控的外部因素，即施加的电场。我们建议，这种控制杂质偏析可能允许操纵和微调的磁性和输运性质的GNRs。
2009-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
