中文摘要：

对石墨烯新奇物性的研究已成为凝聚态物理学一个新的前沿。为促进石墨烯在自旋电子学中的应用，对相关材料铁磁性、磁性杂质效应及其调控的研究至关重要。使用一套先进的量子蒙特卡罗技术（包括行列式量子蒙特卡罗、约束路径量子蒙特卡罗和最大熵原理分析），结合解析计算，我们将系统研究(1）具有zigzag或armchair边界特征的石墨烯纳米带、双层甚至多层石墨烯的磁性及其调控；（2）无序效应、空位对石墨烯相关材料磁性的影响；(3)石墨烯中单个或多个磁性杂质效应及其调控。我们特别关注化学势、晶格结构特征、电子关联强度等对系统铁磁性，化学势、杂化强度等对磁性杂质效应的影响。通过这些研究，进一步加深理论上对铁磁起源的理解，发展一套新的连续时间的量子蒙特卡罗算法；尤其是，预言一些新的量子现象及其调控的物理机制，设计和建议实验上在石墨烯相关材料中实现量子调控的办法。本项目旨在解决上述问题，并已经有了初步的结果。

结论摘要：

自2011年3月提交该项目后，项目申请人即开展了相关研究。在该基金的支持下，研究工作进展顺利，对石墨烯的磁性、磁性杂质效应，石墨烯纳米带的铁磁性及其调控，石墨烯可能的超导电性及其超导配对对称性进行了较为系统的研究，对无序效应对石墨烯输运性质的影响及其调控机制，尤其是在磁性和超导电性的研究方面取得了重要进展。共发表12篇学术论文，被邀请撰写1专著中的1章，并被邀请撰写综述文章1篇。学术论文包括1篇Phys. Rev. Lett（第一作者），3篇Appl. Phys. Lett.（1篇为第一作者，另外2篇为通讯作者且第一、二、三作者为我指导的本科生），1篇Phys. Rev. B（第一作者），1篇Europhysics Letters（通讯作者，第一、二作者为我指导的本科生或研究生），2篇J. Phys.: Condens. Matter（通讯作者，第一、二、三作者为我指导的本科生），1篇J. Appl. Phys.（第一作者），1篇Eur. Phys. J. B（通讯作者）。另有1篇Phys. Rev. B（Rapid communication）（第一作者），1篇Phys. Rev. B（第二作者）是以该项目的研究内容为主，但先于该基金被正式批准之前发表。 与该基金相关的研究工作，我们先后被美国Nova出版社邀请，在Horizons in World Physics, ISBN: 978-1-61324-654-2撰写其第8章，题为Controllability of ferromagnetism in graphene-based material(第一作者)，被World Scientific出版社邀请， 在Modern Physics Letters B上撰写Quantum Monte Carlo study of magnetic correlation in grapheme nanoribbons and quantum dot综述文章（通讯作者，第一、二、三作者为我指导的本科生）。在该基金的支持下，项目主持人及其合作者受邀参加了十余次国际或国内会议，项目主持人做了多场邀请或口头报告，项目主持人所指导的研究生或本科生，也受邀多次在中国物理学会主办的秋季会议做口头报告或张贴报告