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外来原子替代碳的氟化石墨烯的磁性和电子性质

高潭华

外来原子替代碳的氟化石墨烯的磁性和电子性质

高潭华
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  • 采用基于自旋极化密度泛函理论的第一性原理计算,研究了在氟化石墨烯中少量C 原子被M原子(M=B,N,Si,P)替代后原子片的磁性和电子性质. 结果表明: 不同原子掺杂后的氟化石墨烯的电子结构会发生很大的变化,并有很大的不同. 掺杂B和P原子后,纳米原子片由半导体转变为金属,并且由非磁性转变为磁性;掺杂N原子后,材料则仍为半导体,但具有磁性;进一步讨论了掺杂原子浓度与磁性的关系. 对于Si原子掺杂的氟化石墨烯原子片,其半导体性质不变,但禁带宽度也会发生改变.
    • 基金项目: 福建省教育厅科技项目(批准号:JK2013054)资助的课题.
    [1]

    Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, Jiang D, Zhang Y, Dubonos S V, Grigorieva I V, Firsov A A 2004 Science 306 666

    [2]

    Elias D C, Nair R R, Mohiuddin T M G, Morozov S V, Blake P, Halsall M P, Ferrari A C, Boukhvalov D W, Katsnelson M I, Geim A K, Novoselov K S 2009 Science 323 610

    [3]

    Nair R R, Ren W, Jalil R, Riaz I, Kravets V G, Britnell L, Blake P, Schedin F, Mayorov A S, Yuan S, Katsnelson M I, Cheng H M, Strupinski W, Bulusheva L G, Okotrub A V, Grigorieva I V, Grigorenko A N, Novoselov K S, Geim A K 2010 Small 6 2877

    [4]

    Wang G C, Yuan J M 2003 Acta Phys. Sin. 52 970 (in Chinese) [王贵春, 袁建民 2003 物理学报 52 970]

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    Leenacerts O, Peelaers H, Hernandez-Nieves A D, Partoens B, Peeters F M 2010 Phys. Rev. B 82 195436

    [10]

    Liu H Y, Hou Z F, Hu C H, Yang Y, Zhu Z Z 2012 J. Phys. Chem. C 116 18193

    [11]

    Bangert U, Bleloch A, Gass M H, Seepujak A, van den Berg J 2010 Phys. Rev. B 81 245423

    [12]

    Wang X, Li X, Zhang L, Yoon Y, Weber P K, Wang H, Guo J, Dai H 2009 Science 324 768

    [13]

    Han M X, Ji Z Y, Shang L W, Chen Y P, Wang H, Liu X, Li D M, Liu M 2011 Chin. Phys. B 20 086102

    [14]

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    Kresse G, Joubert D 1999 Phys. Rev. B 59 1758

    [17]

    Kresse G, Furthmller J 1996 Phys. Rev. B 54 11169

    [18]

    Kresse G, Furthmller J 1996 Comput. Mater. Sci. 6 15

    [19]

    Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H, Jackson K A, Pederson M R, Singh D J, Fiolhais C 1992 Phys. Rev. B 46 6671

    [20]

    Monkhorst H J, Pack J D 1976 Phys. Rev. B 13 5188

    [21]

    Feynman R P 1939 Phys. Rev. 56 340

  • [1]

    Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, Jiang D, Zhang Y, Dubonos S V, Grigorieva I V, Firsov A A 2004 Science 306 666

    [2]

    Elias D C, Nair R R, Mohiuddin T M G, Morozov S V, Blake P, Halsall M P, Ferrari A C, Boukhvalov D W, Katsnelson M I, Geim A K, Novoselov K S 2009 Science 323 610

    [3]

    Nair R R, Ren W, Jalil R, Riaz I, Kravets V G, Britnell L, Blake P, Schedin F, Mayorov A S, Yuan S, Katsnelson M I, Cheng H M, Strupinski W, Bulusheva L G, Okotrub A V, Grigorieva I V, Grigorenko A N, Novoselov K S, Geim A K 2010 Small 6 2877

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    Chen L Z,Wang X C,Wen Y H, Zhu Z Z 2007 Acta Phys. Sin. 56 2920 (in Chinese) [陈鲁倬, 王晓春, 文玉华, 朱梓忠 2007 物理学报 56 2920]

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    [7]

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    Sahin H, Topsakal M, Ciraci S 2011 Phys. Rev. B 83 115432

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    Han M X, Ji Z Y, Shang L W, Chen Y P, Wang H, Liu X, Li D M, Liu M 2011 Chin. Phys. B 20 086102

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    Feynman R P 1939 Phys. Rev. 56 340

  • [1] 蓝康, 杜倩, 康丽莎, 姜露静, 林振宇, 张延惠. 基于量子点接触的开放双量子点系统电子转移特性的研究. 物理学报, 2020, 69(4): 1-11. doi: 10.7498/aps.69.20191718
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-09-28
  • 修回日期:  2013-10-23
  • 刊出日期:  2014-02-20

外来原子替代碳的氟化石墨烯的磁性和电子性质

  • 1. 武夷学院机电工程学院, 武夷山 354300
    基金项目: 

    福建省教育厅科技项目(批准号:JK2013054)资助的课题.

摘要: 采用基于自旋极化密度泛函理论的第一性原理计算,研究了在氟化石墨烯中少量C 原子被M原子(M=B,N,Si,P)替代后原子片的磁性和电子性质. 结果表明: 不同原子掺杂后的氟化石墨烯的电子结构会发生很大的变化,并有很大的不同. 掺杂B和P原子后,纳米原子片由半导体转变为金属,并且由非磁性转变为磁性;掺杂N原子后,材料则仍为半导体,但具有磁性;进一步讨论了掺杂原子浓度与磁性的关系. 对于Si原子掺杂的氟化石墨烯原子片,其半导体性质不变,但禁带宽度也会发生改变.

English Abstract

参考文献 (21)

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