多空位缺陷和硼氮杂质对锯齿型石墨烯纳米带电子结构-中南大学学报

第 43 卷第 11 期 中南大学学报(自然科学版)  Vol.43  No.11

2012 年 11 月  Journal of Central South University (Science and Technology)  Nov. 2012

多空位缺陷和硼氮杂质对锯齿型石墨烯纳米带

电子结构的影响

1  2  1,3  1  1

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)

摘要：利用基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究多空位缺陷和掺杂对对称性锯齿型石墨烯纳米带(ZGNRs)

的电子结构的影响。研究结果表明，具有相同位置的多空位缺陷或氮掺杂的对称性  ZGNR  显示了半金属特性，

而硼掺杂的对称性 ZGNR显示了半导体性质。 石墨烯纳米带的锯齿形边缘上和空位缺陷处都存在自旋极化的电子

态，并且边缘上电子自旋呈反铁磁性排列。具有多空位缺陷的ZGNR磁矩依赖于带宽、空位缺陷的构型以及空位

缺陷与边缘的距离，从而磁矩随着带宽的增加呈现震荡效应。这种特殊的缺陷和掺杂效应可用来设计新颖的自旋

电子器件。

关键词：锯齿型石墨烯纳米带；缺陷；掺杂；电子结构

中图分类号：O469  文献标志码：A  文章编号：1672−7207(2012)11−4361−06

Effect of defect andboron/nitrogendoping on electronic properties

of zigzag graphene nanoribbons

1  2  1,3  1  1

XIAO Jian­tian , HA Da­sheng , CHEN Ling­na  , WU Qu­jin , LI Li­hua

(1.School of Computer Science and Technology, University of South China, Hengyang 421001,China;

2. Changsha Normal College, Changsha 410100, China;

3. School of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

Abstract:  Using  first­principles  based  on  density  functional  theory,  the  effect  of  multivacancies  defect  and

boron/nitrogen doping on the eletronic properties of zigzag graphene nanoribbons (ZGNRs) was studied. The results

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