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半氢化石墨烯与单层氮化硼复合体系的电子结构和磁性的调控

高潭华 郑福昌 王晓春

半氢化石墨烯与单层氮化硼复合体系的电子结构和磁性的调控

高潭华, 郑福昌, 王晓春
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  • 采用密度泛函理论第一性原理的PBE-D2方法,对半氢化石墨烯与单层氮化硼(H-Gra@BN)复合体系的结构稳定性、电子性质和磁性进行了系统的研究.计算了六种可能的堆叠方式,结果表明:H-Gra@BN体系的AB-B构型是最稳定的,为铁磁性半导体,上、下自旋的带隙分别为3.097和1.798 eV;每个物理学原胞具有约1 μB的磁矩,该磁矩主要来源于由未氢化的C2原子的贡献;在z轴方向压应力的作用下,最稳的H-Gra@BN体系的电子性质由磁性半导体转变为半金属,再转变为非磁性金属;预测了一种能方便地通过应力调控电子性质和磁性质的新型材料,有望应用在纳米器件以及智能建筑材料等领域.
      通信作者: 王晓春, wangxiaochun@jlu.edu.cn
    • 基金项目: 武夷学院高级引进人才科研启动项目(批准号:JSGC05)和吉林省自然科学基金(批准号:20170101154jc)资助的课题.
    [1]

    Makarova T L, Sundqvist B, Hohne R, Esqulnazl P, Kopelevich K, Scharff P, Davydov V A, Kahsevarova L A, Rakhmanina A V 2001 Nature 413 716

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    Shibayama Y, Sato H, Enoki T, Endo M 2000 Phys. Rev. Lett. 84 1744

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    Yang K S, Wu R, Shen L, Feng Y P, Dai Y, Huang B B 2010 Phys. Rev. B 81 125211

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-26
  • 修回日期:  2018-05-22
  • 刊出日期:  2018-08-20

半氢化石墨烯与单层氮化硼复合体系的电子结构和磁性的调控

  • 1. 武夷学院机电工程学院, 武夷山 354300;
  • 2. 吉林大学原子与分子物理研究所, 长春 130012
  • 通信作者: 王晓春, wangxiaochun@jlu.edu.cn
    基金项目: 

    武夷学院高级引进人才科研启动项目(批准号:JSGC05)和吉林省自然科学基金(批准号:20170101154jc)资助的课题.

摘要: 采用密度泛函理论第一性原理的PBE-D2方法,对半氢化石墨烯与单层氮化硼(H-Gra@BN)复合体系的结构稳定性、电子性质和磁性进行了系统的研究.计算了六种可能的堆叠方式,结果表明:H-Gra@BN体系的AB-B构型是最稳定的,为铁磁性半导体,上、下自旋的带隙分别为3.097和1.798 eV;每个物理学原胞具有约1 μB的磁矩,该磁矩主要来源于由未氢化的C2原子的贡献;在z轴方向压应力的作用下,最稳的H-Gra@BN体系的电子性质由磁性半导体转变为半金属,再转变为非磁性金属;预测了一种能方便地通过应力调控电子性质和磁性质的新型材料,有望应用在纳米器件以及智能建筑材料等领域.

English Abstract

参考文献 (34)

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