自2004年成功獲得單層石墨烯后,由于其優(yōu)異獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、力學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì),人們掀起了對(duì)石墨烯的研究熱潮。石墨烯弱自旋-軌道耦合及長(zhǎng)自旋相干長(zhǎng)度的特性決定了其在自旋電子學(xué)領(lǐng)域也是一個(gè)頗為理想的候選材料。因此,在石墨烯體系中引入磁性,尤其是長(zhǎng)程鐵磁性,對(duì)石墨烯基自旋電子學(xué)的發(fā)展是至關(guān)重要的。在過(guò)去的十多年的研究中人們提出了多種使石墨烯產(chǎn)生磁性的方法,然而一個(gè)普遍存在且最為關(guān)鍵的一個(gè)問(wèn)題就是引入磁性的同時(shí)石墨烯本身能量線性色散關(guān)系會(huì)消失,這意味著石墨烯將失去其固有的新奇物理性質(zhì)。本文運(yùn)用第一性原理計(jì)算,基于n-p補(bǔ)償性共摻雜方法和非共價(jià)π-π相互作用設(shè)計(jì)出了Fe/石墨烯/F4-TCNQ復(fù)合體系。首先通過(guò)計(jì)算表明,石墨烯與F4-TCNQ間的?-?相互作用能夠使F4-TCNQ吸附到石墨烯體系最大程度地保留石墨烯本身電子性質(zhì),并驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)上其屬于p型摻雜的結(jié)論。然后,通過(guò)n-p共摻雜的方法得到了穩(wěn)定的F4-TCNQ/Fe共摻雜石墨烯體系。進(jìn)一步的計(jì)算表明,通過(guò)F4-TCNQ分子的交換媒介作用,兩個(gè)鐵原子之間實(shí)現(xiàn)了非常強(qiáng)的長(zhǎng)程鐵磁耦合。本研究在保持石墨烯本身新奇獨(dú)特性質(zhì)的同時(shí)為實(shí)現(xiàn)磁性石墨烯提供了... 

【文章來(lái)源】：山西師范大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

呈sp2雜化方式的石墨烯平面結(jié)構(gòu)

圖 1-1 呈 sp2雜化方式的石墨烯平面結(jié)構(gòu)一個(gè)個(gè)碳六元環(huán)是組成石墨烯平面結(jié)構(gòu)的基本單元，通過(guò)以石墨烯為基礎(chǔ)物質(zhì)可以得到其他多種多樣的多功能碳族材料。我們常見(jiàn)的無(wú)論是零維(0D)的富勒烯(fullerene)、還是一維(1D)的碳納米管(carbon nano-tube)更或是三維(3D)的石墨(graphite),都是由它分別經(jīng)過(guò)翹曲、卷排、堆垛而成的（如圖 1-2）。石墨烯結(jié)構(gòu)具有不同的邊界，其在石墨烯性能及應(yīng)用方面有著極具關(guān)鍵性的影響。我們常見(jiàn)的扶手椅型（armchair）和鋸齒型（zigzag）納米帶即為依據(jù)其邊界不同而對(duì)石墨烯材料進(jìn)行的分類。一般情況下，我們常提及的石墨烯是對(duì)單層石墨烯、雙層石墨烯和多層石墨烯的一個(gè)統(tǒng)稱，其中單層石墨烯是由一層六角形蜂巢結(jié)構(gòu)周期性緊密堆積的碳原子構(gòu)成的；雙層石墨烯是由兩層六角形蜂巢結(jié)構(gòu)周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式堆垛而成的；多層石墨烯則是指由 3-10 層六角形蜂巢結(jié)構(gòu)周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式堆垛而成的。

緒論的基本特性一般的傳統(tǒng)材料，其新奇優(yōu)越的基本特性在很大程度上與其關(guān)系。如圖 1-3 所示，石墨烯特殊的能帶結(jié)構(gòu)中體現(xiàn)出其存結(jié)構(gòu)的研究有很多，我們可以認(rèn)為它的能帶是有交疊的，而被空穴完全占據(jù)的導(dǎo)帶是關(guān)于這個(gè)交疊點(diǎn)而呈對(duì)稱分布的。勢(shì)場(chǎng)的影響作用的存在，使得電子有效質(zhì)量變成了零，那么狄拉克方程來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的薛定諤方程，并且，稱其中存在著由于狄拉克點(diǎn)的存在，石墨烯還表現(xiàn)有重要的半整數(shù)量子霍墨烯表現(xiàn)出的新奇獨(dú)特的性質(zhì)是與其狄拉克點(diǎn)處電子結(jié)構(gòu)息


本文編號(hào)：3208171