Bandgap för två lager grafen vid asymmetrisk dopning och pålagt elektriskt fält

Examensarbete för kandidatexamen

Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/20.500.12380/256464
Download file(s):
File Description SizeFormat 
256464.pdfFulltext3.34 MBAdobe PDFView/Open
Type: Examensarbete för kandidatexamen
Bachelor Thesis
Title: Bandgap för två lager grafen vid asymmetrisk dopning och pålagt elektriskt fält
Authors: Bossér, John
Engström, Arimande
Gulliksson, Martin
Engström, Joakim Hveisel-Ditlevsen
Rosendal, Victor
Tidekrans, Isabel Vrethed
Abstract: Syftet med projektet var att studera algoritmerna bakom täthetsfunktionalteori (DFT) och att använda DFT för att bestämma bandgap och laddningstäthet för tvålagrigt grafen, vilket gjordes med programvaran Quantum ESPRESSO. Många tillämpningar kräver ett bandgap vilket ej finns naturligt i materialet. Syftet med denna studie var därför att introducera det utan att sänka laddningsmobiliteten. Grafenlagren modifierades antingen genom att applicera ett elektriskt fält vinkelrätt över de två lagren med en styrka som varierades mellan 0,51V/nm och 10,28V/nm, eller genom dopning av det ena lagret. Dopningen skedde genom att använda superceller där en kolatom i det övre lagret byttes ut mot en bor- eller kväveatom, vilket är atomer med massa liknande kol men där en elektron har tagits bort eller lagts till. Dopkoncentrationer mellan 0,50% och 5,56% användes i det övre lagret. Vid dopning fann vi att laddningstätheten centrerades runt dopatomen. Laddningstäthetsskillnaden mellan det dopade och det odopade grafenet var i det undre lagret 10% av skillnaden i det övre lagret nära dopatomen. Värden för bandgapet låg runt 0,3 eV. Det var högst vid låg dopkoncentration och minskade därefter när koncentrationen ökades. För det odopade lagret ökade bandgapet mer än för hela systemet. Vidare upptäcktes en förändring av bandstruktur för celler som bestod av 3N ×3N primitiva celler, där N är ett heltal, vilket överensstämmer med tidigare artiklar. När ett elektriskt fält applicerades vinkelrätt över odopat grafen ökade bandgapet med fältstyrkan tills bandgapet nådde ett maximum på 0,3 eV. Trenderna för bandgapen som hittats bygger vidare på kunskap inom området och visar att beteendet för det undre lagrets bandgap skiljer sig från resten av systemet. Att isolera det undre lagrets bandstruktur kan därför övervägas i framtida studier.
Keywords: Materialvetenskap;Nanovetenskap och nanoteknik;Grundläggande vetenskaper;Den kondenserade materiens fysik;Beräkningsfysik;Materialkemi;Kvantkemi;Materials Science;Nanoscience & Nanotechnology;Basic Sciences;Condensed Matter Physics;Computational physics;Materials Chemistry;Quantum chemistry
Issue Date: 2018
Publisher: Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap
Chalmers University of Technology / Department of Microtechnology and Nanoscience
URI: https://hdl.handle.net/20.500.12380/256464
Collection:Examensarbeten för kandidatexamen // Bachelor Theses



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.