1、低維碳系材料包括零維的量子點，如富勒烯；一維的碳原子單鏈，準一維的碳納米管、條狀石墨烯帶；二維的石墨烯等。自上個世紀80年代開始迅猛發(fā)展，人們對這類材料的量子輸運性能做了大量研究，取得了豐富的成果。
　　低維碳系材料所做成的電子器件其主要工作原理是電子隧穿，其中的碳納米管作為準一維材料在很多時候被用來作為信息傳輸?shù)妮d體。由于其空間和結構的限制，電子的輸運會受到影響。例如分子異質結、雜質等因素，都會影響其傳輸性能，從而對所做成的電子

2、器件性能產(chǎn)生較大影響。研究由這些材料組成的分子異質結對通過其中的電子輸運情況的影響，不但有重要的理論方面價值，同時還有重大的實際應用方面價值。所以我們對由準一維碳納米材料組成的分子異質結，其量子輸運性能進行了理論研究。
　　在準一維材料碳納米管中，電子的運動并不遵循經(jīng)典粒子的運動規(guī)律，由量子力學規(guī)律決定，運動具有波粒二象性。量子輸運理論符合Landauer-Buttiker理論，Landauer-Buttiker理論也是低維介觀材

3、料中使用范圍最廣的量子輸運理論。
　　在本論文第一章中我們介紹了低維納米科技、納米材料的發(fā)展和對人類生產(chǎn)生活的影響，列舉了低維納米材料的特性及相關研究實驗，重點介紹了電學特性，并介紹了研究低維納米材料的理論方法—朗道爾公式。
　　第二章介紹低維碳系納米材料中的準一維材料發(fā)展現(xiàn)狀和相關應用，幾何結構及由它所組成的分子異質結的幾何結構，利用石墨能帶折疊法求出準一維材料的的能帶結構和色散關系。
　　第三章對電子的干涉實驗—A

4、B效應作了詳細敘述，介紹了緊束縛近似理論，計算態(tài)密度和量子電導的格林函數(shù)方法。
　　第四章采用朗道爾公式結合緊束縛近似格林函數(shù)法對準一維碳系材料異質結的量子輸運情況進行理論研究。得到了一部分創(chuàng)新性的成果。
　　準一維的碳系納米材料單壁碳納米管由于其螺旋矢量和半徑的不同，表現(xiàn)為金屬型或半導體型，對于結合實際情況所建立的四種單壁碳納米管分子異質結的結構模型：（5，5）/（8，0）（金屬/半導體）、（5，5）/（10，0）（金屬/

5、半導體）、（5，5）/（9，0）A（金屬/金屬）、（5，5）/（9，0）B（金屬/金屬）。利用緊束縛近似格林函數(shù)法對模型進行理論計算。結果顯示：異質結所對應的完好碳管（5，5）和（9，0）兩種管型同屬金屬型，局域態(tài)密度在費米面處與能量軸平行，且不為零，說明存在金屬能帶；（8，0）和（10，0）兩種管型均為半導體型，局域態(tài)密度在費米面附近存在有限大小的能隙；完好碳管的量子電導均呈現(xiàn)臺階狀，金屬型管費米面處量子電導很大，導電效果良好，半導體

6、型管費米面兩側較窄處的電導等于零；金屬/半導體結的局域態(tài)密度曲線在費米面處呈現(xiàn)比較高的峰，表現(xiàn)了有允許導電的量子態(tài)，但其量子電導曲線在費米面處仍為零，證明了這些許可態(tài)在能隙中的局域性，同時說明了電子輸運至異質結的界面處有大量的衰減；金屬/金屬結的局域態(tài)密度曲線在費米面處要高于所對應的完好碳管，而量子電導曲線則在費米面處比所對應的完好碳管低；同時（5，5）/（9，0）（金屬/金屬）有兩種構型，量子電導曲線有很大的差別，幾何結構的改變使其導