季威 研究組 供稿?

近日，《應用物理快報》【Appl. Phys. Lett. 97, 142105 (2010)】和《納米快報》【Nano Letters 11, 151 (2011)】分別報道了中國人民大學物理系季威研究組與加拿大麥吉爾（McGill）大學郭鴻教授研究組博士生 Jesse Maassen 等人的合作研究成果。他們通過計算機模擬研究了 Cu、 Co 三種金屬的Ni、（111）表面和石墨烯（Graphene）接觸界面的電子結構和電子輸運性質，為今后制造石墨烯器件提供了一定理論依據(jù)。

石墨是一種廣泛存在的碳單質形式，是鉛筆的主要成分。石墨烯又稱單層石墨（片），是一種由碳原子以 sp2 雜化形成的六角蜂窩狀晶格的平面薄膜，是只有一個碳原子層厚度的二維材料。過去，石墨烯被誤認為無法單獨穩(wěn)定存在，直至 2004 年，英國曼徹斯特大學的 Andre Geim 和 Konstantin Novoselov 成功地在實驗中觀察到了穩(wěn)定存在的石墨烯，證實了其存在性，兩人也因此獲得 2010 年諾貝爾物理學獎。石墨烯是已知電阻率最小的材料。因為其電阻率極低，電子遷移速度極快，因此被期待可用來制造更薄、頻率更高的新一代電子器件。目前，在器件構筑問題上，人們面臨著一個關鍵挑戰(zhàn)，即如何理解并控制石墨烯和金屬電極接觸界面的電子結構。

中國人民大學物理系季威副教授領導的研究組專注于電子量子輸運現(xiàn)象中的表面和界面問題的研究，包括表面界面的自組裝、幾何和電子結構、界面相互作用機制、電子輸運性質等方面，取得了一些研究成果，如，Phys. Rev. Lett. 100, 186104(2008); 104 099703 (2010); ACS NANO 2, 699 (2008); Nature Chem. 3, 85 (2011) 等。

最近，他們與加拿大麥吉爾大學（McGill）郭鴻教授研究組合作，采用第一性原理非平衡格林函數(shù)——密度泛函理論 (NEGF-DFT)方法研究了 Cu、Ni、Co 三種金屬的(111)表面與石墨烯 (Graphene) 接觸界面的電子結構和電子輸運性質。不同于以往的理論模型，他們采用一種能夠模擬接觸界面對實際器件電子輸運性質影響的 結構模型。研究發(fā)現(xiàn)銅——石墨烯接觸界面可以近似的用電子摻雜的石墨烯（n-doped graphene）模擬；而與鎳、鈷表面的接觸則完全破壞了石墨烯特有的近線性色散關系，打開了一個能隙，但可以給出較大的（60%-80%）自旋極化率。

?這是首次明確地采用與實際器件一致的理論模型研究金屬——石墨烯接觸。上述結果為今后以金屬作為電極研究進而調制石墨烯的電子輸運性質提供了重要參考。