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石墨烯中的空位:理论建模对磁性的认识

介观与纳米尺度物理 2017-10-31 v2

摘要

石墨烯中单空位的磁性是一个相关且仍被广泛讨论的问题。实验结果指向费米能处一个清晰可探测的磁性缺陷态,而基于密度泛函理论(DFT)的计算给出的磁矩结果差异很大,范围在 μ=1.042.0\mu=1.04-2.0 μB\mu_{B}。我们提出对同一缺陷的多工具 \textit{第一性原理} 理论研究,使用晶体中缺陷的两种模拟方案(团簇和周期性边界条件)以及不同的DFT泛函——裸DFT和混合DFT,混合了一定比例哈特里-福克交换(XC)。我们的主要结论有两点:首先,我们发现由于石墨烯费米能态的 π\pi 特性,包含XC至关重要,对于单个孤立空位我们可以预测整数磁矩 μ=2μB\mu=2\mu_{B}。其次,我们发现由于石墨烯晶格的特殊对称性,单空位的周期阵列可能提供有趣的扩散自旋-自旋相互作用。

关键词

引用

@article{arxiv.1611.08246,
  title  = {Vacancy in graphene: insight on magnetic properties from theoretical modeling},
  author = {Ana M. Valencia and Marilia J. Caldas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1611.08246},
  year   = {2017}
}