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封装进过渡金属原子的单壁碳纳米管:密度泛函理论研究

刘曼 闫强 周丽萍 韩琴

封装进过渡金属原子的单壁碳纳米管:密度泛函理论研究

刘曼, 闫强, 周丽萍, 韩琴
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  • 运用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)的非平衡格林函数(NEGF)方法对过渡金属原子嵌入后的单壁碳纳米管(SWCNT)的电子输运性质进行了研究. 构建并优化不同过渡金属原子填充进不同类型碳纳米管的模型,研究其对应的电荷和自旋传输性质. 发现所有体系都在费米面附近出现自旋相关的电导下降峰,数值为一个量子电导(2e2/h). 碳管内封装两个铁原子的体系,磁性状态的改变导致不同的电输运行为,这一性质提供了新的有前景的方法来检测原子尺度上的磁特性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号.11274238,11104197)和江苏省高校“青蓝工程”资助的课题.
    [1]

    Iijima S 1991 Nature 354 56

    [2]

    Kong J, Yenilmez E, Tombler T W, Kim W, Dai H 2001 Phys. Rev. Lett. 87 106801

    [3]

    Jiang J, Dong J, Xing D Y 2003 Phys. Rev. Lett. 91 056802

    [4]

    Yang L F, Chen J W, Yang H T, Dong J M 2004 Phys. Rev. B 69 153407

    [5]

    Li R, Hu Y Z, Wang H, Zhang Y J 2008 Chin. Phys. B 17 4253

    [6]

    Huffman D R 1991 Phys. Today 44 22

    [7]

    Saito R, Dresselhuas M S, Dresselhuas G 1998 Physical Properties of Carbon Nanotubes (London: Imperial College Press) pp35-123

    [8]

    Zeng H, Hu H F, Wei J W, Xie F, Peng P 2006 Acta Phys. Sin. 55 4822 (in Chinese) [曾晖, 胡慧芳, 韦建卫, 谢芳, 彭平2006 物理学报55 4822]

    [9]

    Peng S, Cho K 2003 Nano Lett. 3 513

    [10]

    Ni M Y, Wang X L, Zeng Z 2009 Chin. Phys. B 18 357

    [11]

    Zhang L J, Hu H F, Wang Z Y, Wei Y, Jia J F 2010 Acta Phys. Sin. 59 527 (in Chinese) [张丽娟, 胡慧芳, 王志勇, 魏燕, 贾金凤2010 物理学报59 527]

    [12]

    García-Suárez V M, Ferrer J, Lambert C J 2006 Phys. Rev. Lett. 96 106804

    [13]

    Wang S F, Chen L Y, Zhang Y, Zhang J M, Xu K W 2010 Journal of Molecular Structure: Theochem. 962 108

    [14]

    Smeu M, Zahid F, Jaidann M, Abou-Rachid H 2011 J. Phys. Chem. C 115 10985

    [15]

    Xie Y, Zhang J M 2011 The European Physical Journal B 81 459

    [16]

    Diniz E M, Nunes R W, Chacham H, Mazzoni M S C 2010 Physical Review. B 81 153413

    [17]

    Wang L G, Zhang H Y, Wang C, Terence K S W 2010 Acta Phys. Sin. 59 536 (in Chinese)[王利光, 张鸿宇, 王畅Terence K S W 2010 物理学报59 536]

    [18]

    Li S L, Zhang J M 2011 Acta Phys. Sin. 60 078801 (in Chinese)[李姝丽, 张建民2011 物理学报60 078801]

    [19]

    Fan B B, Wang L N, Wen H J, Guan L, Wang H L, Zhang R 2011 Acta Phys. Sin. 60 012101 (in Chinese)[范冰冰, 王利娜, 温合静, 关莉, 王海龙, 张锐2011 物理学报60 012101]

    [20]

    Xie Y, Zhang J M 2011 Chin. Phys. B 20 127302

    [21]

    Zhou LP, Yang SW, Ng MF, Sullivan MB, Tan VB, Shen L 2008 Journal of the American Chemical Society 130 4023

    [22]

    Wang L G, Tagami K, Tsukada M 2003 A. Jpn. Phys. Soc. 58 7852786

    [23]

    Tagami K, Wang L G, Tsukada M 2004 Nano Lett. 4 209

    [24]

    Damle P S, Gosh A W, Datta S 2001 Phys. Rev. B 64 201403

    [25]

    Datta S 1995 Electronic Transport in Mesoscopic Systems (Cambridge:Cambridge University Press) p20

    [26]

    Perder J P, Zunger A 1981 Phys. Rev. B 23 5048

  • [1]

    Iijima S 1991 Nature 354 56

    [2]

    Kong J, Yenilmez E, Tombler T W, Kim W, Dai H 2001 Phys. Rev. Lett. 87 106801

    [3]

    Jiang J, Dong J, Xing D Y 2003 Phys. Rev. Lett. 91 056802

    [4]

    Yang L F, Chen J W, Yang H T, Dong J M 2004 Phys. Rev. B 69 153407

    [5]

    Li R, Hu Y Z, Wang H, Zhang Y J 2008 Chin. Phys. B 17 4253

    [6]

    Huffman D R 1991 Phys. Today 44 22

    [7]

    Saito R, Dresselhuas M S, Dresselhuas G 1998 Physical Properties of Carbon Nanotubes (London: Imperial College Press) pp35-123

    [8]

    Zeng H, Hu H F, Wei J W, Xie F, Peng P 2006 Acta Phys. Sin. 55 4822 (in Chinese) [曾晖, 胡慧芳, 韦建卫, 谢芳, 彭平2006 物理学报55 4822]

    [9]

    Peng S, Cho K 2003 Nano Lett. 3 513

    [10]

    Ni M Y, Wang X L, Zeng Z 2009 Chin. Phys. B 18 357

    [11]

    Zhang L J, Hu H F, Wang Z Y, Wei Y, Jia J F 2010 Acta Phys. Sin. 59 527 (in Chinese) [张丽娟, 胡慧芳, 王志勇, 魏燕, 贾金凤2010 物理学报59 527]

    [12]

    García-Suárez V M, Ferrer J, Lambert C J 2006 Phys. Rev. Lett. 96 106804

    [13]

    Wang S F, Chen L Y, Zhang Y, Zhang J M, Xu K W 2010 Journal of Molecular Structure: Theochem. 962 108

    [14]

    Smeu M, Zahid F, Jaidann M, Abou-Rachid H 2011 J. Phys. Chem. C 115 10985

    [15]

    Xie Y, Zhang J M 2011 The European Physical Journal B 81 459

    [16]

    Diniz E M, Nunes R W, Chacham H, Mazzoni M S C 2010 Physical Review. B 81 153413

    [17]

    Wang L G, Zhang H Y, Wang C, Terence K S W 2010 Acta Phys. Sin. 59 536 (in Chinese)[王利光, 张鸿宇, 王畅Terence K S W 2010 物理学报59 536]

    [18]

    Li S L, Zhang J M 2011 Acta Phys. Sin. 60 078801 (in Chinese)[李姝丽, 张建民2011 物理学报60 078801]

    [19]

    Fan B B, Wang L N, Wen H J, Guan L, Wang H L, Zhang R 2011 Acta Phys. Sin. 60 012101 (in Chinese)[范冰冰, 王利娜, 温合静, 关莉, 王海龙, 张锐2011 物理学报60 012101]

    [20]

    Xie Y, Zhang J M 2011 Chin. Phys. B 20 127302

    [21]

    Zhou LP, Yang SW, Ng MF, Sullivan MB, Tan VB, Shen L 2008 Journal of the American Chemical Society 130 4023

    [22]

    Wang L G, Tagami K, Tsukada M 2003 A. Jpn. Phys. Soc. 58 7852786

    [23]

    Tagami K, Wang L G, Tsukada M 2004 Nano Lett. 4 209

    [24]

    Damle P S, Gosh A W, Datta S 2001 Phys. Rev. B 64 201403

    [25]

    Datta S 1995 Electronic Transport in Mesoscopic Systems (Cambridge:Cambridge University Press) p20

    [26]

    Perder J P, Zunger A 1981 Phys. Rev. B 23 5048

  • [1] 李华, 董建敏, 潘凤春, 梅良模, 陈丽. 原子簇La8-xBaxCuO6的原子磁矩和自旋极化的电子结构研究. 物理学报, 2004, 53(1): 254-259. doi: 10.7498/aps.53.254
    [2] 王畅, 王利光, 张鸿宇, Terence K. S. W.. 嵌入锂原子的zigzag型单壁碳纳米管的电子传导特性. 物理学报, 2010, 59(1): 536-540. doi: 10.7498/aps.59.536
    [3] 张建东, 杨春, 陈元涛, 张变霞, 邵文英. 金原子掺杂的碳纳米管吸附CO气体的密度泛函理论研究. 物理学报, 2011, 60(10): 106102. doi: 10.7498/aps.60.106102
    [4] 辛 浩, 韩 强, 姚小虎. 单、双原子空位缺陷对扶手椅型单层碳纳米管屈曲性能的不同影响. 物理学报, 2008, 57(7): 4391-4396. doi: 10.7498/aps.57.4391
    [5] 李姝丽, 张建民. Ni原子链填充碳纳米管的能量、电子结构和磁性的第一性原理计算. 物理学报, 2011, 60(7): 078801. doi: 10.7498/aps.60.078801
    [6] 杨春, 张变霞, 冯玉芳, 余毅. 碳纳米管吸附铜原子的密度泛函理论研究. 物理学报, 2009, 58(6): 4066-4071. doi: 10.7498/aps.58.4066
    [7] 王鼎, 张振华, 邓小清, 范志强. BN链掺杂的石墨烯纳米带的电学及磁学特性. 物理学报, 2013, 62(20): 207101. doi: 10.7498/aps.62.207101
    [8] 韩佳凝, 范志强, 张振华. Fe3GeTe2纳米带的结构稳定性、磁电子性质及调控效应. 物理学报, 2019, 68(20): 208502. doi: 10.7498/aps.68.20191103
    [9] 黎欢, 郭卫. 自旋极化对Kondo系统基态的影响. 物理学报, 2010, 59(10): 7320-7326. doi: 10.7498/aps.59.7320
    [10] 郑圆圆, 任桂明, 陈锐, 王兴明, 谌晓洪, 王玲, 袁丽, 黄晓凤. 氢化铁的自旋极化效应及势能函数. 物理学报, 2014, 63(21): 213101. doi: 10.7498/aps.63.213101
    [11] 秦建华, 郭 永, 陈信义, 顾秉林. 磁电垒结构中自旋极化输运性质的研究. 物理学报, 2003, 52(10): 2569-2575. doi: 10.7498/aps.52.2569
    [12] 侯海燕, 姚慧, 李志坚, 聂一行. 磁性硅烯超晶格中电场调制的谷极化和自旋极化. 物理学报, 2018, 67(8): 086801. doi: 10.7498/aps.67.20180080
    [13] 陈华, 杜磊, 牛文娟, 庄奕琪. Rashba自旋轨道耦合作用下电荷流散粒噪声与自旋极化的关系研究. 物理学报, 2009, 58(8): 5685-5692. doi: 10.7498/aps.58.5685
    [14] 滕利华, 余华梁, 黄志凌, 文锦辉, 林位株, 赖天树. 本征GaAs中电子自旋极化对电子复合动力学的影响研究. 物理学报, 2008, 57(10): 6593-6597. doi: 10.7498/aps.57.6593
    [15] 伊丁, 武镇, 杨柳, 戴瑛, 解士杰. 有机分子在铁磁界面处的自旋极化研究. 物理学报, 2015, 64(18): 187305. doi: 10.7498/aps.64.187305
    [16] 姜恩海, 朱兴凤, 陈凌孚. Heusler合金Co2MnAl(100)表面电子结构、磁性和自旋极化的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(14): 147301. doi: 10.7498/aps.64.147301
    [17] 柏 鑫, 王鸣生, 刘 洋, 张耿民, 张兆祥, 赵兴钰, 郭等柱, 薛增泉. 碳纳米管端口的场蒸发. 物理学报, 2008, 57(7): 4596-4601. doi: 10.7498/aps.57.4596
    [18] 张华林, 孙琳, 王鼎. 含单排线缺陷锯齿型石墨烯纳米带的电磁性质. 物理学报, 2016, 65(1): 016101. doi: 10.7498/aps.65.016101
    [19] 张华林, 孙琳, 韩佳凝. 掺杂三角形硼氮片的锯齿型石墨烯纳米带的磁电子学性质. 物理学报, 2017, 66(24): 246101. doi: 10.7498/aps.66.246101
    [20] 张助华, 郭万林, 郭宇锋. 轴向磁场对碳纳米管电子性质的影响. 物理学报, 2006, 55(12): 6526-6531. doi: 10.7498/aps.55.6526
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-05
  • 修回日期:  2013-12-26
  • 刊出日期:  2014-04-05

封装进过渡金属原子的单壁碳纳米管:密度泛函理论研究

  • 1. 苏州大学物理科学与技术学院, 江苏省薄膜材料重点实验室, 苏州 215006
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号.11274238,11104197)和江苏省高校“青蓝工程”资助的课题.

摘要: 运用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)的非平衡格林函数(NEGF)方法对过渡金属原子嵌入后的单壁碳纳米管(SWCNT)的电子输运性质进行了研究. 构建并优化不同过渡金属原子填充进不同类型碳纳米管的模型,研究其对应的电荷和自旋传输性质. 发现所有体系都在费米面附近出现自旋相关的电导下降峰,数值为一个量子电导(2e2/h). 碳管内封装两个铁原子的体系,磁性状态的改变导致不同的电输运行为,这一性质提供了新的有前景的方法来检测原子尺度上的磁特性.

English Abstract

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