界面铁掺杂锯齿形石墨烯纳米带的自旋输运性能

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单位长沙理工大学物理与电子科学学院;
来源物理学报
出版年2016
期号06
摘要
基于密度泛函理论第一原理系统研究了界面铁掺杂锯齿(zigzag)形石墨烯纳米带的自旋输运性能,首先考虑了宽度为4的锯齿(zigzag)形石墨烯纳米带,构建了4个纳米器件模型,对应于中心散射区的长度分别为N=4,6,8和10个石墨烯单胞的长度,铁掺杂在中心区和电极的界面.发现在铁磁(FM)态,四个器件的β自旋的电流远大于α自旋的电流,产生了自旋过滤现象;而界面铁掺杂的反铁磁态模型,两种电流自旋都很小,无法产生自旋过滤现象;进一步考虑电极的反自旋构型,器件电流显示出明显的自旋过滤效应.探讨了带宽分别为5和6的纳米器件的自旋输运性能,中心散射区的长度为N=6个石墨烯单胞的长度,FM态下器件两种自旋方向的电流值也存在较大的差异,β自旋的电流远大于α自旋电流.这些结果表明:界面铁掺杂能有效调控锯齿形石墨烯纳米带的自旋电子,对于设计和发展高极化自旋过滤器件有重要意义.

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