胡锐 范志强 张振华

(长沙理工大学物理与电子科学学院,长沙 410114)

三角形石墨烯量子点阵列的磁电子学特性和磁输运性质∗

胡锐 范志强 张振华†

(长沙理工大学物理与电子科学学院,长沙 410114)

(2017年3月1日收到;2017年4月21日收到修改稿)

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了三角形石墨烯纳米片用不同连接方式拼接而成的四种一维量子点阵列(1D QDAs)的磁电子学性质和磁输运性质.结合能计算表明所有1D QDAs是非常稳定的.特别是研究发现1D QDAs的电子和磁性质不仅依赖于磁性态,也明显依赖于连接方式,如在无磁态时,不同量子点阵列(QDAs)可为金属或窄带隙半导体.在铁磁态时,不同QDAs能为半金属(half-metal)或带隙不同的双极化磁性半导体.而在反铁磁态时,不同QDAs为带隙不等的半导体.这些结果意味着连接方式对有效调控纳米结构电子和磁性质扮演重要的角色.1D QDAs呈现的半金属或双极化磁性半导体性质对于发展磁器件是非常重要的,而这些性质未曾在本征石墨烯纳米带中出现.同时,我们也研究了一种阵列的磁器件特性,发现其拥有完美的(100%)单或双自旋过滤效应,尤其是呈现超过109%的巨磁阻效应.

三角形石墨烯纳米片,一维量子点阵列,磁电子学性质,磁输运性质

1 引 言

自2004年石墨烯被曼彻斯特大学Novoselov等[1]通过机械剥离法成功制备以来,由于其新奇的电、磁、机械和热性质在凝聚态物理和材料科学领域得到了广泛的研究[2-9].石墨烯是一种由碳原子紧密排列……