1、光電器件的小型化極大的促進了計算機、通訊等電子技術(shù)的迅猛發(fā)展。然而，隨著器件尺寸進一步縮小到納米量級，量子受限效應和器件的工作穩(wěn)定性問題就愈發(fā)凸顯。從上個世紀末開始，各種碳納米材料，包括富勒烯、碳納米管以及石墨烯等成為了后硅材料的有力競爭者，尤其是石墨烯被認為是能夠替代硅的新一代后硅材料。雖然目前已經(jīng)發(fā)展出了基于石墨烯的場效應晶體管等原型器件，但是系統(tǒng)地發(fā)展碳基集成電路仍需要更多并且性質(zhì)更加豐富的材料和器件。
　　早在2007年，

2、我們課題組就從理論上預言可從石墨烯的邊緣拉伸出單原子碳鏈，同年得到實驗驗證。但是到目前為止，關(guān)于單原子碳鏈的物理性質(zhì)以及應用的研究尚不充分。本文提出了兩種調(diào)制單原子碳鏈光電特性的方法——異質(zhì)原子吸附和機械拉伸，具體內(nèi)容如下:
　　1.已有理論表明，納米長度單原子碳鏈的電導率幾乎與其長度無關(guān)，如果能夠有效地調(diào)制其電導率，則單原子碳鏈作為納米尺度的導線應該有更廣泛的應用。本文提出了在單原子碳鏈外吸附異質(zhì)原子來調(diào)制其電導率的方案。首先利

3、用單原子模型預測了吸附異質(zhì)原子后碳鏈的穩(wěn)定性，以氫、氮、氧原子為例，吸附后的單原子碳鏈在室溫下的壽命可達105年。然后利用輸運理論的計算表明:幾十個原子長度的單原子碳鏈吸附一個異質(zhì)原子后其電導率會減小一到兩個數(shù)量級。以氫原子為例，吸附一個氫原子后的碳鏈的電導率可減小2個數(shù)量級;更進一步，通過對吸附后單原子碳鏈輸運特性的計算，發(fā)現(xiàn)其電導率的改變與吸附原子的種類和吸附原子的位置等因素相關(guān)的。最后，基于上述結(jié)果設(shè)計了具有單原子探測靈敏度的氣體