理论研究金纳米簇Aun(n=1-3)在石墨烯纳米带上的电子性质(2)

菜单

石墨烯（Graphene）是一种只有一个碳原子厚度的二维材料，结构为单层片状结构，由碳原子构成。直到2004年，由英国物理学家安德烈·海姆及合作者康斯坦丁·诺沃肖洛夫（曼彻斯特大学），成功地在实验上利用简便的方法快速地从石墨中分离出石墨烯，并对其性质进行了研究，发现该材料具有极特殊的物理和化学性质[4]，两人同时因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，一起获得2010年诺贝尔物理学奖，使得石墨烯的研究掀起了一股热潮。

石墨烯也是目前世上最薄同时最坚硬的一种纳米材料，它几乎是完全透明；导热系数远高于同类材料；在常温下，石墨烯具有惊人的高电子迁移率，并且迁移率与温度几乎无关；同时发现其电阻率极低[4]。因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管材料。纯石墨烯是一种半金属或零能隙半导体。在实际应用中，往往需要突出其中一个性质，这样人们对石墨烯进行切割制备，得到了一类特殊的材料，形成了石墨烯纳米带[5]。这也是本文研究的基础。

在实验制备中或者在其应用中，不可避免要将石墨烯纳米带与通过的材料进行对接，比如金纳米线材料等，以使石墨烯纳米带器件的性能得到发挥和有效的工作。这就带来了一些问题，首先需要人们对石墨烯和金纳米线的界面性质、相互作用的特征有比较清晰的认识，从而更好设计和指导实验。基于这样的考虑，本文以石墨烯纳米带和金纳米簇(Aun, n=1-3)为模型基础，通过第一性原理模拟方法，研究和分析金纳米簇在石墨烯纳米带上的电子和结构性质。