(100)金刚石表面自旋的从头算研究
量子物理
2023-06-26 v2 材料科学
摘要
金刚石表面未配对的电子自旋普遍存在，并可能导致额外的磁噪声。迄今为止，已有若干研究观察到这些自旋，但其确切的化学性质仍不清楚。我们利用密度泛函理论，提出了一个简单模型来解释与(100)金刚石表面悬挂键相关的表面自旋的存在及其化学稳定性。我们发现，在(100)晶态金刚石表面的台阶边缘自然生成的(111)晶面可以在空间上保护一个带自旋的缺陷。我们的研究揭示了这些表面自旋在退火时湮灭的机制，这与最近的实验结果一致。我们还证明，表面自旋与周围核自旋之间的超精细耦合中的费米接触项不可忽略，因此从头算模拟可用于设计一种传感方案，其中表面自旋充当报告自旋来探测表面的核自旋。
引用
@article{arxiv.2110.07893,
title = {\emph{Ab initio} study of (100) diamond surface spins},
author = {Jyh-Pin Chou and Péter Udvarhelyi and Nathalie P. de Leon and Adam Gali},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.07893},
year = {2023}
}
备注
11 figures