Введение дырок в графен может сделать возможным его использование в приложениях Spintronics

В своей обычной форме графен не может использоваться в качестве альтернативы кремниевым чипам для приложений наноэлектроники. Его структура энергетических зон хорошо известна, не оставляет магнитных эффектов и энергетической щели.

Тем не менее, решетки антидота графена являются инновационным типом графенового устройства, содержащего периодическую решетку отверстий, в которой отсутствует количество атомов в обычном в отдельности слое атомов углерода. Из-за этого энергетическая ширина запрещенной зоны открывается близко к базовому энергетическому уровню материала, что делает графен эффективным полупроводником. В инновационном исследовании, опубликованном в EPJ B иранские физики проанализировали влияние размера антидота на электронную структуру и магнитные свойства треугольных антидотов в графене.

Команда Захры Талеби Исфахани из Университета Пайам Нур в Тегеране, Иран, подтвердила факт появления запрещенной зоны в таких решетках антидота с графеном, которая зависит от спиновой степени свободы электрона и которая может быть сделана использование в таких приложениях, как спиновые транзисторы. Чтобы исследовать влияние краевых отверстий графена в форме зигзага и в форме кресла на свойства материала, исследователи провели моделирование с использованием отверстий, имеющих форму равносторонних и прямоугольных треугольников.

Посредством этого исследования исследователи обнаружили, что значения ширины запрещенной зоны и общей намагниченности зависят от формы, размера и расстояния между антидотами. Фактически, они могут увеличиваться с увеличением количества зигзагообразных ребер, окружающих отверстия. Индуцированные магнитные моменты в основном локализованы на краевых атомах с максимальным значением в центре каждой стороны равностороннего треугольника. Напротив, локальный магнитный момент не проявляется краями кресла.

Созданная запрещенная зона энергии позволяет использовать такие периодические матрицы треугольных решеток антидотов в качестве магнитных полупроводников. Более того, поскольку ширина запрещенной зоны зависит от спинов электронов в материале, решетки магнитных антидотов идеально подходят для спинтронных применений.

Источник: https://www.springer.com/gp

Source link