空位缺陷诱导碳材料磁性与结构变化之二：石墨烯分子
星系天体物理
2021-07-06 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
空位缺陷是纯碳材料呈现铁磁性特征的一种可能起源。在我们之前的论文中，石墨烯纳米带上的空位缺陷显示出高度极化的自旋构型。本文中，我们通过量子理论、天文观测与实验室实验研究了石墨烯分子的情况。用于密度泛函理论的模型分子为 C23 和 C53 的由空位缺陷诱导的石墨烯分子。它们在六元环网络内具有碳五元环。单个空位具有三个自由基碳，持有六个自旋。这些自旋形成若干自旋态，影响分子结构与分子振动，最终影响红外光谱。稳定自旋态为三重态，而非单重态。这表明磁性纯碳分子。令人惊讶的是，这些分子显示出与天文观测到的极为接近的红外光谱，特别是在富碳行星状星云上观测到的。我们能够指认 18.9 微米处的主带，以及 6.6、7.0、7.6、8.1、8.5、9.0 和 17.4 微米处的子带。此外，计算光谱与激光诱导碳等离子体的实验室实验光谱大致吻合，后者可类比星际空间中宇宙碳的创生。
引用
@article{arxiv.2104.09745,
title = {Void defect induced magnetism and structure change of carbon material-2, Graphene molecules},
author = {Norio Ota and Aigen Li and Laszlo Nemes and Masaaki Otsuka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.09745},
year = {2021}
}
备注
9 pages, 6 figures, 1 table. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2007.03862