钴吸附原子覆盖度依赖的石墨烯磁性与电子性质
材料科学
2025-02-26 v1
摘要
用过渡金属吸附原子修饰二维材料，是产生可用于电子与自旋电子器件的新物理性质的有效途径。本文基于第一性原理计算，系统研究了钴吸附原子修饰石墨烯的覆盖度依赖的磁性与电子性质。我们发现，若钴覆盖度大于 1/3 ML，钴原子将聚集形成钴单层，随后钴单层与石墨烯之间构成范德瓦耳斯双层体系。当钴覆盖度 ≤ 1/3 ML 时，钴吸附原子自旋极化，自旋矩在 1.1～1.4 μB 之间变化。钴的 d(xz/yz) 与 d(xy/x2-y2) 轨道与石墨烯的 π 带显著杂化，相对于石墨烯狄拉克点，在 -2 eV 至 1 eV 能量范围内产生一系列新能带。在大多数情况下，费米能级附近的新能带导致以量子反常霍尔效应为特征的拓扑态。
引用
@article{arxiv.2107.08260,
title = {Coverage-dependent magnetic and electronic properties of graphene with Co adatoms},
author = {Min Gao and Jun Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.08260},
year = {2025}
}