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石墨烯光阴极带隙设计

Infrared and Laser Engineering(2015)

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Abstract
为了使石墨烯光阴极实现光电转化功能,以超晶格形式掺杂六角氮化硼到石墨烯中,形成杂化纳米带.通过基于第一性原理的计算,从能带结构可以看出,这种方法可以在一个很大的范围内(0~2.5 eV)调控带隙大小.结合能带结构和电荷密度分布分析了带隙调控的机理,此外,运用K-P模型理论分析也得到了一致的结果.以这种方式调控石墨烯材料的带隙,锯齿型边缘和扶手椅型边缘的六角氮化硼/石墨烯(h-BN/graphene)超晶格纳米带,其带隙大小均随着其中h-BN所占比例的增加而变大,而且其带隙大小几乎不受纳米带宽度的影响,这样一来材料的尺寸可以做到更加微型化.再者,基于此方法可以制成渐变带隙结构,进而实现同一光阴极对不同范围光谱的响应.
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