氮掺杂石墨烯及类石墨烯纳米碳中的自旋动力学：ESR 分析
原子与分子团簇
2013-08-27 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
碳系统中经纳米工程化的自旋自由度可提供所需的交换耦合与最优自旋轨道相互作用，这对于构建固态量子比特以实现容错量子计算至关重要。本文旨在分析基本上四类系统的自旋动力学：(i) 石墨烯（具有反演对称性的系统），(ii) 类石墨烯纳米碳（GNCs，具有破坏的反演对称性、异质结构、sp2 和 sp3 杂化及环境效应），以及 (iii) 它们的氮掺杂衍生物。利用电子自旋共振波谱（ESR）技术在 123 至 473K 温度范围内获得了自旋输运数据。对色散导数的线形、线宽以及 g 因子各向异性进行了分析。估算并检验了自旋 - 自旋弛豫时间、自旋 - 晶格弛豫时间、自旋翻转参数、自旋弛豫率、自旋动量弛豫率、伪化学势、态密度、有效磁矩、自旋浓度、缺陷浓度和泡利顺磁性等自旋参数随温度的变化及其相互依赖性。文中展示了分析的详细结果。定量研究强调了以下事实：(i) 总体而言，石墨烯和 GNCs 中的自旋动力学显著不同；(ii) 在这两种系统中，掺杂氮后自旋输运表现出相反的行为；(iii) 掺杂氮后，GNCs 和石墨烯的磁化强度均观察到降低；(iv) 除 GNCs 外，在所有类别的系统中均观察到超精细相互作用；(v) 氮掺杂 GNCs 似乎适用于量子比特设计。
引用
@article{arxiv.1308.5291,
title = {Spin Dynamics in Graphene and Graphene like Nanocarbon Doped with Nitrogen the ESR Analysis},
author = {Ashwini P. Alegaonkar and Arvind Kumar and Satish K. Pardeshi and Prashant S. Alegaonkar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.5291},
year = {2013}
}