石墨烯的常规形式并没有为纳米电子领域的应用提供硅芯片的替代品。它以其能带结构而闻名,不存在能隙和磁性效应。然而,石墨烯反点阵是一种新型石墨烯器件,它包含一个周期性的孔阵列——在原本规则的单层碳原子中缺失了几个原子。这就会在材料的基准能级附近产生能带间隙,从而有效地将石墨烯转变为半导体。在EPJ B上发表的一项新研究中,伊朗物理学家研究了反点尺寸对石墨烯中三角形反点的电子结构和磁性的影响。伊朗德黑兰Payame Noor大学的Zahra Talebi Esfahani和他的同事已经证实,在这种反点阵石墨烯晶格中存在带隙开口,这取决于电子的自旋自由度,可以用于自旋晶体管等应用。作者使用形状类似于直角三角形和等边三角形的孔进行模拟,探索扶手椅形和锯齿形的石墨烯孔边对材料特性的影响。
在这项研究中,作者发现,能量带隙和总磁化值取决于反点的大小、形状和间距。这些实际上可能会随着孔周围锯齿形边缘的数量增加而增加。感应磁矩主要分布在边缘原子上,最大磁矩位于等边三角形各边的中心。相比之下,扶手椅的边缘没有显示局部磁矩。
由于产生了能带隙,这种三角形反点阵的周期性阵列可以用作磁性半导体。由于能带隙依赖于材料中的电子自旋,磁反点阵是自旋电子应用的理想选择。
——文章发布于2018年12月19日