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新型碳基分子器件的电子输运性质的第一性原理研究的中期报告
一、研究背景和意义
碳基分子器件是一种基于碳原子组成的分子制作而成的电子器件。与传统的硅基电子器件相比，碳基分子器件具有体积小、重量轻、电子迁移速度快等优点，因此被认为是下一代高性能电子器件的有力竞争者之一。
其中，新型碳基分子器件更是近年来研究热点之一。新型碳基分子器件主要包括石墨烯、碳纳米管、富勒烯等物质制成的器件。这些器件具有很强的机械、热学、电学等性质，并被广泛应用于生物、医学、能源等领域。
因此，研究新型碳基分子器件的电子输运性质，对于理解其电学性质、优化其性能具有重要的理论和应用意义。
二、研究内容和方法
本研究的主要内容是采用第一性原理方法，研究新型碳基分子器件（石墨烯、碳纳米管、富勒烯）的电子输运性质。具体来说，研究内容包括以下方面：
1.计算器件的电子结构和能级分布。
2.计算器件的输运性质，包括导电性、热电效应和热传导性质等。
3.探究不同结构形态下的电子输运性质异同，比较不同器件之间的优劣性。
本研究主要采用密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数理论共同考虑来分析新型碳基分子器件的电子输运性质。
三、研究进展和成果
目前，本研究已经完成了计算器件的电子结构和能级分布，并探究了不同结构形态下的电子输运性质。主要进展和成果如下：
1.对于石墨烯器件，计算结果显示该器件展现出高导电性和优秀的热电性质，这是由于石墨烯的特殊结构和基于π电子的导电性质所导致的。
2.对于碳纳米管器件，计算结果显示管身直径和范德华力是影响其热电性质的重要因素。具体来说，较小管径的碳纳米管具有更好的热电性能。
3.对于富勒烯器件，计算结果显示其热传导性质和球体形态相关，而其热电性能则取决于局部轨道能量。
以上成果为理解新型碳基分子器件的电子输运性质和提高其性能提供了有力的理论基础。
四、研究展望和意义
在未来，本研究将会进一步深化对新型碳基分子器件的电子输运性质的研究，重点探究各种器件的优劣性，并针对其限制性因素提出相应的改进措施，推进其在实际应用中的发展，为微纳电子学的发展和应用做出新的贡献。