Fe原子單層-石墨烯混合結構的物性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、石墨烯(graphene)是由碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀晶格結構的一種碳質新材料,是一種帶隙為零的非磁性半導體材料.石墨烯具有優(yōu)異的電學、熱學和力學性能,在高性能納米電子器件、復合材料、場發(fā)射材料、氣體傳感器及能源等領域有著廣泛的應用前景.
　　本文利用基于密度泛函理論的全勢線性綴加平面波(FLAPW)方法結合廣義梯度近似(GGA),研究Fe原子單層/石墨烯混合結構的電子結構和磁性等物性.我們考慮了三種結構的Fe原子單層/石墨烯混

2、合結構,即Fe原子單層吸附在石墨烯表面(Fe/G)、Fe原子單層被夾在兩個石墨烯之間(G/Fe/G)、石墨烯被夾在兩個Fe原子單層之間(Fe/G/Fe)等三種結構.通過體系總能量隨鐵原子單層與石墨烯之間的距離的變化得到了Fe原子單層與石墨烯之間的最優(yōu)化晶格常數(shù).計算得到的Fe/G，G/Fe/G和Fe/G/Fe結構最優(yōu)化晶格常數(shù)分別為1.662A,1.889A和2.408A,此時Fe原子的磁矩分別是2.555μB,2.605μB和3.10

3、6μB,而石墨烯中碳原子具有-0.039μB,-0.005μB和0.007μB的誘導磁矩.三種結構中，F(xiàn)e原子的磁矩主要來源于它們3d電子的貢獻,而s、p電子的貢獻很小，C原子的磁矩主要來源于2p電子的貢獻，C原子和Fe原子的sp-d軌道存在雜化.從能帶圖可以發(fā)現(xiàn)石墨烯中位于K點處的狄拉克點在Fe/G結構的自旋向上能帶中沒有發(fā)生移動,而在自旋向下能帶中位于費米能級上方;在G/Fe/G結構的自旋向上能帶中K點費米能級處依然具有石墨烯中狄拉

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