《石墨烯量子點受限結構的量子態研究》是依託北京理工大學，由江兆潭擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：石墨烯量子點受限結構的量子態研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：江兆潭
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著半導體電晶體尺度減小到分子尺度，量子效應將使半導體器件面臨不可逾越的物理極限，而套用石墨烯量子點設計量子納電子器件是克服這種限制的一種新方法。石墨烯量子點作為設計石墨烯量子器件的一種基本功能單元，已逐漸成為國內外科學家關注的熱點。考慮到石墨烯量子點的各種性質歸根到底是由量子點的量子態決定的，因此，本項目將針對石墨烯量子點系統的量子態重點開展以下研究工作：研究小尺度片狀石墨烯量子點和大尺度石墨烯中受限形成的量子點的量子態，考慮形狀、邊界等對量子點量子態的影響；研究尺度變化對量子點量子態的影響；研究單層和多層石墨烯中多量子點系統的量子態，探索點間耦合和層間耦合對量子態的影響機理以及調控點間耦合和層間耦合的方法等。本研究將加深人們對石墨烯量子點量子態及其調控等的認識，有利於更加全面地理解石墨烯量子點的各種性質。這不僅具有重要的基礎科學意義，而且也為未來設計和製造新型納米量子器件提供理論依據。
結題摘要
隨著半導體電晶體尺度減小到分子尺度，量子效應將使半導體器件面臨不可逾越的物理極限。研究各種新型量子受限結構如量子點等系統中的量子態及其調控，探索適用於研究量子受限結構各種性質的理論方法，具有重要的套用價值和科學意義。基於此，本項目利用緊束縛方法研究了單量子點、多量子點的能級，並考慮了尺寸、形狀、邊界、層數等對量子點量子態的影響，進一步考慮了電場、襯底的調控作用，有利於更加全面地理解石墨烯量子點的各種性質。基於石墨烯的研究經驗，將研究推進到到各向異性的黑磷系統，研究了塊狀黑磷、黑磷納米帶、黑磷量子點的性質，考慮了電場、磁場、應力等的影響。通過對各向異性的黑磷和各向同性的石墨烯的比較，從而把受限量子結構的研究提高到更高的水平。另外，基於第一性原理計算開展了材料能帶、發光譜等的研究。因此，本項目也為結合緊束縛方法和第一性原理計算等方法，進而開展原創性的研究工作奠定了理論基礎。
