附着铜原子的单层石墨烯相关物理性质研究文献综述

 2024-07-25 16:38:57
摘要

石墨烯作为一种新型二维材料,以其优异的电学、光学、力学和热学性质,在材料科学、凝聚态物理等领域引起了广泛关注。

近年来,通过对石墨烯进行原子修饰,调控其电子结构和物理性质成为研究热点。

其中,铜原子作为一种常见的过渡金属元素,其与石墨烯的相互作用为调控石墨烯的性质提供了新的思路。

本文首先介绍了石墨烯和铜原子修饰的相关概念,然后综述了近年来国内外在附着铜原子的单层石墨烯的结构、电子性质、光学性质和输运性质等方面取得的重要研究成果,分析了不同研究方法的优缺点,探讨了现有研究中存在的问题和挑战,最后展望了该领域未来的发展趋势。


关键词:石墨烯;铜原子;物理性质;第一性原理计算;密度泛函理论

1.引言

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化方式构成的六角形蜂窝状二维晶格材料,是构建其他维度碳材料的基本单元。

自2004年被成功制备以来[19],石墨烯以其独特的单原子层厚度、优异的电学、光学、力学和热学性质,迅速成为材料科学、凝聚态物理、能源存储、生物医药等领域的研究热点[18]。


石墨烯的电子结构独特,其能带结构在布里渊区K点附近呈线性色散关系,表现出无质量狄拉克费米子的特性[18,20]。

这种特殊的电子结构赋予了石墨烯极高的电子迁移率、优异的导电性和透光性等特性。

然而,本征石墨烯零带隙的电子结构也限制了其在一些领域的应用,例如场效应晶体管等需要材料具有可控带隙的器件。

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