基于第一性原理的锯齿形边缘莫比乌斯石墨烯纳米带的自旋态
化学物理
2008-05-18 v3
摘要
莫比乌斯石墨烯纳米带在拓扑上仅有一条边缘。此前与锯齿形边缘平面纳米带或环形纳米环的两条边缘相关的磁结构，在其莫比乌斯对应物中会如何变化，是一个引人入胜的问题。利用自旋极化密度泛函理论，我们对此问题进行了深入探讨。我们考察了不同宽度和长度的锯齿形边缘莫比乌斯石墨烯纳米带 (ZMGNRs) 的自旋态。我们发现莫比乌斯环并苯具有三重态基态，而相应的双边缘环并苯具有开壳层单重态基态。对于较宽的 ZMGNRs，发现基态的总磁化强度随纳米带长度增加而增大。例如，在某种 ZMGNR 中发现了五重态基态。边缘碳原子上的局部磁矩沿边缘形成了多数自旋和少数自旋的畴。发现在畴边界处的自旋存在受挫现象。我们的研究结果表明，莫比乌斯拓扑（即仅有一条边缘）导致 ZMGNRs 倾向于一种自旋而非另一种，从而产生具有非零总磁化强度的基态。
引用
@article{arxiv.0712.1862,
title = {Spin states of zigzag-edged Mobius graphene nanoribbons from first principles},
author = {De-en Jiang and Sheng Dai},
journal= {arXiv preprint arXiv:0712.1862},
year = {2008}
}
备注
17 pages, 4 figures