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氢化与非氢化石墨烯纳米条带的密度泛函研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641.121[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]湘潭大学数学与计算科学学院,湘潭411105, [2]湘潭大学材料与光电物理学院,湘潭411105
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(批准号:11031006)、国家自然科学基金青年科学基金(批准号:11004166); 湖南省教育厅重点项目(批准号:09B103 10A117) 湖南省教育厅优秀青年项目资助的课题
中文摘要:

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了宽度N=8的边缘氢化和非氢化条带的结构和电子性质.研究表明,扶手形无氢化石墨纳米条带的边缘碳原子是以三重键相互结合,它在边缘的成键强度比氢化时要高,具有更强的化学活性,可作为纳米化学传感器的基础材料.能带结构计算表明,无论是扶手形条带还是锯齿形条带,它们都是具有带隙的半导体,且无氢化条带的带隙要比氢化的条带带隙宽度大,氢化对于条带的电子性质具有显著修饰作用.通过锯齿形石墨纳米条带顺磁性、铁磁性和反铁磁性的计算,发现反铁磁的状态最稳定,并且边缘磁性最强,这有利于条带在自旋电子器件中的应用.

英文摘要:

Based on density functional theory and first-principles method,we investigate the structure and the electronic property of graphene nanoribbion with width N=8 and with or without hydrogen saturation on their edge.Our results show that the carbon atoms on the edge of armchair graphene nanoribbon without the hydrogen saturation are bonded together by triple bonding,which is stronger and more sensitive than that in the case of hydrogen saturation.This type of graphene nanoribbon can serve as a kind of basic material for nano-sensor.Our band structure calculations indicate that both armchair and zigzag nanoribbions are of semiconductor possessing an energy gap.Furthermore,the energy gap of nanoribbon without hydrogen saturation is larger than that with hydrogen saturation,which implies that hydrogen saturation has distinct decoration to the property of the nanoribbon.By the calculation of the paramagnetism,ferromagnetism and anti-ferromagnetism states of the zigzag graphene nanoribbon,we find that anti-ferromagnetism state is the most stable among them,and its magnetism on the edge is strongest,which is suitable for the application in spinelectronics.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876