石墨烯及石墨烯纳米带中空位诱导的磁性

我们探讨了石墨烯及石墨烯纳米带中空位和空洞的电子结构与磁性。利用平均场 Hubbard 模型，我们研究了移除单个原子（空位）和多个相邻原子（空洞）所相关的磁织构的出现，以及它们之间的磁相互作用。基于 Lieb 定理的一组简单规则将原子结构和缺陷的空间排列与涌现的磁序联系起来。给定缺陷的总自旋 $S$ 取决于其子晶格不平衡度，但一些 $S=0$ 的缺陷仍可能具有局部磁矩。子晶格不平衡度还决定了缺陷之间是铁磁相互作用还是反铁磁相互作用，并在一些简单情况下研究了这些磁相互作用的范围。我们发现，在没有全局子晶格不平衡的半导体扶手椅型纳米带和二维石墨烯中，存在一个最大缺陷密度，超过该密度局部磁化消失。有趣的是，具有未耦合局部磁矩的半导体石墨烯纳米带的电子性质与稀磁半导体非常相似，表现出巨大的 Zeeman 分裂。