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B与N掺杂对单层石墨纳米带自旋极化输运的影响

郑小宏 戴振翔 王贤龙 曾雉

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B与N掺杂对单层石墨纳米带自旋极化输运的影响

郑小宏, 戴振翔, 王贤龙, 曾雉

Effects of B and N doping on spin polarized transport in graphene nanoribbons

Zheng Xiao-Hong, Dai Zhen-Xiang, Wang Xian-Long, Zeng Zhi
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出版历程
  • 收稿日期:  2008-12-18
  • 修回日期:  2009-01-12
  • 刊出日期:  2009-12-21

B与N掺杂对单层石墨纳米带自旋极化输运的影响

  • 1. 中国科学院固体物理研究所材料物理重点实验室,合肥 230031
    基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2005CB623603)和中国科学院知识创新工程青年人才项目(批准号: 084N231124)资助的课题.

摘要: 通过第一性原理计算研究了具有锯齿状边沿并且具有反铁磁构型的单层石墨纳米带的自旋极化输运.研究发现,在中心散射区同一位置掺入单个B和N原子,尽管对整个体系磁矩的影响完全相同,但对两个自旋分量电流的影响却完全相反.掺B时,自旋向上的电流显著大于自旋向下的电流;而掺N时,自旋向下的电流显著大于自旋向上的电流.这是由于不管掺B还是掺N都将打破自旋简并,使得导带和价带中自旋向上的能级比自旋向下的能级更高.掺B引入空穴,使完全占据的价带变为部分占据,从而自旋向上的能级正好处于费米能级,使得电子透射能力更强、电流更大,而自旋向下的能级则离费米能级较远使电子透射的能力较弱.掺N则引入电子,使得原来全空的导带变为部分占据,从而费米能级穿过导带中自旋向下的能级,使得自旋向下的电子比自旋向上的电子透射能力更强.

English Abstract

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