那么在电学性能方面，问题就更加严重了。现代电子产品的根基，都是以半导体晶体管为根基的，在晶体管的相关领域，有一个关键属性：“带隙”，那么，究竟什么才是带隙呢？其实带隙就是电子导带和价带之间的小空间。这个小小区间的存在意义是十分重大的，有了这个小小的空间，对电流的流动来说才能有正负两种状态，有了这种非对称性，电路才能获得两种状态，开和关。可是，由于石墨烯超凡的导电性，它没有这个带隙，因而只能开，不能关。只有电线没有逻辑电路是毫无用途的。因此，想要让石墨烯真正成为未来电子产品的支柱，代替硅基的晶体管的地位，我们还有很多工作要做。首当其冲的就是我们必须让石墨烯拥有带隙，想办法人工植入。但是暴力地植入又会使石墨烯丧失它的独特属性，这无疑是得不偿失的。

不同的缺陷结构对锯齿型石墨烯带 (zigzag graphene nanoribbon, ZGNR)的导电特性会产生截然不同的影响。比如 A-B 构型双空缺对 ZGNR 电导的影响最明显著，而 A-A 构型双空缺对其电导的影响则非常微小。更重要的是，当引入碳环构型缺陷时， ZGNR 将会发生改性，即由原本的金属性质，转变成为半导体性质，这为把握和控制拥有缺陷的石墨烯的导电特性，提供了重要的理论依据[4]。

1。3  磷烯及其性质

近年来，随着人们对石墨烯研究热潮的兴起，其他二维类石墨烯材料也受到了人们的广泛关注。最近，少层磷烯被成功地用机械剥离法从黑磷体材料中获得[27,28]，其丰富的物理性质就引起了人们的大量关注。黑磷，是磷在室温下最稳定的同素异形体，于1914年第一次人工合成，方法是将白磷置于高温高压的环境下[3]。磷烯层和石墨烯层相似的是，单层的磷烯也是蜂窝的状晶体结构，每个磷原子与近邻的三个磷原子形成共价键。然而不同于石墨的平面结构的是，磷烯是一个特殊的脊状褶皱结构。磷原子以锯齿形链（zigzag链）上下层交替排列，其上下层原子的间距约为 2。1 Å。单层磷烯通过层间范德瓦耳斯力作用以 AB堆积方式堆积，相邻层间距约为 5。5 Å[5]。文献综述

我们知道，石墨烯的零带隙限制了它在下一代纳米电子学中的应用。而与石墨烯不同的是，磷烯是一个直接打带隙的半导体，其带隙大小随层的数目和层内应变而变化[3]。磷烯具有较高的载流子迁移率，制成的场效应晶体管的开关比也高达104。另一方面，磷烯的特殊的褶皱结构使它具有各向异性的机械性质和电子性质。比如，沿着zigzag方向的杨氏模量约是沿armchair方向杨氏模量的4倍[29]，并且电导的各向异性还会随着外加应变的调制而出现翻转[30,34]。磷烯的这些新奇的物理性质使之有望成为下一个低维体系纳米材料的研究热点。

1。4  晶界

类石墨烯二维层状纳米材料，由于维度的降低，其缺陷类型相比三维体材料有所减少，主要有点缺陷和线缺陷。常见的点缺陷包括  Stone-Wales缺陷、空位缺陷等，线缺陷包括位错、晶界等[5]。我们的主要研究目标就是晶界。

晶界，结构相同而取向不同晶粒之间的界面，通常被视为周期排列的错位。尤其是在二维材料如石墨烯中。一维(1D)边界通常是5|7边形对刃型错位链构成倾斜晶界。两个结晶域的相互定向由取向差描述θ=θ1+θ2 [(0°，60°)]。

对于晶界，我们有两种较为主流的分类方法，一种是简单地按两个晶粒之间夹角的大小来分类，如果角度比较小我们就称之为小角度晶界；如果角度比较显著我们就称之为大角度晶界。对小角度晶界来说，紧紧挨着的两个晶粒的组合的角度十分微小，大概有2°～3°这样。存在于两个晶粒间的晶界的组成情况是：一部分完全配合好，还有一部分是失配的。此时，一系列棱位在界面处整齐地排着。如果一颗晶粒这样旋转：该晶粒以垂直晶粒界面为轴，旋转很小很小的角度。这时形成的晶界角度很小，并且是扭转的，有螺旋形状的位错构成。其实在多晶体中规模比较庞大的是角度很大的晶界，在这种情况下，晶界上质点的排列已经是错乱的毫无规律可言的了。