扶手椅型石墨烯纳米带吸附钛原子链的电子结构和磁性

编号：CPJS04675

篇名：扶手椅型石墨烯纳米带吸附钛原子链的电子结构和磁性

作者：孙凯刚[1] ;解忧[1] ;周安宁[2] ;陈立勇[1] ;庞绍芳[1] ;张建民[3]

关键词：石墨烯纳米带 原子链 电子结构 磁性 密度泛函理论

机构： [1]西安科技大学理学院,陕西西安710054; [2]西安科技大学化学与化工学院,陕西西安710054; [3]陕西师范大学物理学与信息技术学院,陕西西安710119

摘要： 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了扶手椅型石墨烯纳米带（10G、11G、12G和13G）吸附zigzag型Ti原子链的几何结构、电子性质和磁性。结果表明,zigzag型Ti原子链可以稳定吸附在石墨烯纳米带表面。Ti原子链吸附在纳米带的边缘洞位（10G-1、11G-1、12G-1和13G-1）时较为稳定,且稳定程度随着纳米带宽度的增加而增加。Ti原子链吸附在不同宽度石墨烯纳米带的不同位置,呈现不同的电子结构特性。其中,10G-1、10G-2和11G-2的吸附体系表现出半金属特性,其余吸附体系都为金属性质。同时,石墨烯纳米带吸附Ti原子链的体系具有磁性,其磁性主要来源于Ti原子。当Ti原子链吸附在纳米带边缘洞位时,zigzag原子链上A类Ti原子的磁矩总是小于B类Ti原子的磁矩;随着Ti原子链移向纳米带中心,两类Ti原子的磁矩趋于相等。研究结果揭示,通过吸附zigzag型Ti原子链,可以有效调控石墨烯纳米带的电子结构与磁性质。