单层石墨烯磁性研究取得新进展

上一篇 / 下一篇  2011-05-25 07:48:30

文章来源
  • 文章来源:转载
200994132736875.jpg

铁磁性二维graphone sheet的结构模型

美国化学学会主办的纳米材料科学的权威杂志《纳米快报》(Nano Letters)最近刊发了北京大学工学院先进材料与纳米技术系、北京大学应用物理与技术研究中心孙强教授研究组的论文“Ferromagnetism in Semihydrogenated graphene sheet”,报导了他们在单层石墨烯磁性研究方面的最新成果。

单层石墨烯(graphene)是目前国际上最热点的研究领域之一,它是一种带隙为零的非磁性金属材料,具有许多新奇的物理特性和广泛的应用前景。为了使graphene具有磁性,科学家提出了各种办法包括将它剪切成具有zigzag构型的零维或一维nano-ribbon结构、或产生缺陷和引入杂质原子等。现有的这些方法不但破坏了graphene的结构完整性,所产生的磁性呈非均匀分布,而且实验上难以控制。孙强教授研究组首次提出了通过半氢化的方法在graphene中实现铁磁性的思想,并将半氢化的graphene命名为graphone,这是在继graphene,graphane 之后所引入的新的结构形态。孙强教授研究组应用自旋极化的密度泛函理论,研究发现当氢原子吸附在石墨烯的部分碳原子上时,石墨烯的π键被破坏,导致每个没有被氢化的碳原子产生一个未配对的2p电子,它们之间长程交换耦合,形成稳定的铁磁性,其居里温度大约在278 ~ 417 K。这比目前已知的方法更具有可控性和可操作性,它不但能保持graphene 骨架结构的完整性和磁性的均匀分布, 而且还能避免在组装nano-ribbon 的过程中所引起的磁性的粹灭。该研究成果将拓广graphene sheet 的应用前景,这种新型二维铁磁性graphone sheet可望应用于自旋电子学和微电子学等多种领域。Nano Letters的审稿人高度评价了这一工作。

该论文的第一作者周健是孙强教授的硕士研究生,该论文的合作者包括弗吉尼亚联邦大学物理系王前副教授、P. Jena教授,中国科学院上海技术物理研究所陈效双研究员,以及日本东北大学金属材料研究所Y. Kawazoe教授。该研究得到国家自然科学基金委的资助。

TAG:

 

评分:0

我来说两句

显示全部

:loveliness: :handshake :victory: :funk: :time: :kiss: :call: :hug: :lol :'( :Q :L ;P :$ :P :o :@ :D :( :)

日历

« 2016-12-10  
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

数据统计

  • 访问量: 4469
  • 日志数: 45
  • 文件数: 22
  • 建立时间: 2009-12-18
  • 更新时间: 2011-08-24

RSS订阅

Open Toolbar