肖建田，胡大胜，陈灵娜, ，吴取劲，李丽华

(1.南华大学 计算机科学与技术学院，湖南 衡阳，421001；2.长沙师范学校，湖南 长沙，410100；3.中南大学 信息科学与工程学院，湖南 长沙，410083)

近年来，石墨烯纳米带[1-5]作为新型的一维碳基纳米材料，引起了人们的广泛关注。特别是锯齿型(zigzag)石墨烯纳米带[6-7]由于其自身独特的几何结构和电子性质，在应用方面更具有潜力。在实验制备过程中，石墨烯纳米带中可能会引入杂质和缺陷。杂质和缺陷对石墨烯纳米带的电子结构会有很大影响，但是到目前为止，具体的关系并不十分明确，因此值得深入研究。最近，石墨烯纳米带的半金属和半导体性引起了人们的研究兴趣[8-11]，这是因为半金属性在未来的自旋电子学领域中有广泛的应用前景，如自旋阀[12]、自旋二极管[13]、自旋场效应管[14]等。半金属性纳米材料的理论研究是一项非常重要的研究工作。但是，人们对石墨烯纳米带半金属性的研究仍然很少。大量的实验和理论证明石墨烯纳米带中普遍存在着各种各样的缺陷，常见的缺陷是空位缺陷[15-16]和拓扑缺陷[17-18]。石墨烯纳米带的电子结构对缺陷构型和杂质类型都很敏感。以前的研究主要集中在石墨烯纳米带中的单空位缺陷和拓扑缺陷。尽管石墨烯纳米带中缺陷和掺杂效应已经取得了一些进展，但目前仍存在一些亟待解决的问题。在此，本文作者通过第一性原理计算，研究了zigzag石墨烯纳米带(ZGNR)的电子结构。计算结果显示，在石墨烯纳米带的锯齿形边缘上存在自旋极化的边缘电子态，并且边缘上的电子自旋呈反铁磁性排列。……