اثر تهي‌جاي‌ها در خواص مغناطيسي نانونوارهاي گرافيني آرمچير

The effect of vacancies on magnetic properties of armchair graphene nanoribbons

گرافين كامل و دست‌نخورده و نيز نانونوارهاي آرمچير پايان‌يافته با هيدروژن در غياب نقص‌هاي شبكه، موادي غيرمغناطيسي هستند. حضور تهي‌جاي‌ها، خواص مغناطيسي اين مواد را به‌شدت تحت تاثير قرار داده و ممكن است قطبيدگي اسپيني قابل‌توجهي را در اين مواد به‌وجود آورند. در اين مقاله، با استفاده از روش محاسبات اصول اوليه مبتني بر نظريه تابعي چگالي، اثر حضور تهي‌جاي‌ها در خواص مغناطيسي و قطبيدگي اسپيني نانونوارهاي گرافيني آرمچير يك‌لايه و دولايه بررسي شده است. نتايج نشان مي‌دهند كه مقادير گشتاورهاي مغناطيسي در اين مواد به تعداد و آرايش تهي‌جاي‌ها، فاصله آن‌ها از يكديگر و از لبه‌هاي نانونوار بستگي دارد، به‌طوري كه مقادير به‌دست آمده براي گشتاور مغناطيسي در نانونوارهاي گرافيني آرمچير دولايه در حضور دو تهي‌جاي با آرايش‌هاي مختلف در بازه 29/1 الي 54/1 مگنتون بوهر قرار دارند.

In the absence of lattice defects, pristine graphene and hydrogen-terminated armchair graphene nanoribbons are non-magnetic materials. The presence of vacancies extremely affects on the magnetic properties and they can produce remarkable spin polarization in these materials. In this study, using first principles calculations based on Kohn-Sham density functional theory (KS-DFT), the effect of the presence of vacancies on magnetic properties and spin polarization of monolayer and bilayer armchair graphene nanoribbons is investigated. The results show that the magnitude of magnetic moments depends on the number and configuration of vacancies, their distance from each other as well as from nanoribbonsʹ edges.