Магнетизм плоских зон блукаючих електронів у гідрогенізованих вуглецевих нанотрубках

Краткое содержание

Itinerant Flat-Band Magnetism in Hydrogenated Carbon Nanotubes

Xiaoping Yang, and Gang Wu

Max-Planck-Institut fur Festkorperforschung, Heisenbergstrasse 1, D-70569, Stuttgart, Germany, and Institute of High Performance Computing, 1 Fusionopolis Way, #16-16 Connexis, Singapore 138632, Singapore

Магнетизм плоских зон блукаючих електронів у гідрогенізованих вуглецевих нанотрубках

Автори за допомогою емпіричного спін-поляризованого обчислення локальної середньої густини (LDA) та генералізованого середнього градієнта (GGA) досліджували електронні та магнітні властивості одностінкових вуглецевих нанотрубок (SWNT) з абсорбованими на їх поверхні атомами водню. Результати досліджень показали, що гідрогенізовані вуглецеві нанотрубки мають пограничну магнітну нестабільність, а перенос заряду, поєднаний з деформацією вуглецевих граток, призводить до появи спін-поляризованої плоскої ділянки з енергетичною діркою, а, отже, виникнення ферромагнетизму. Властивості поверхні одностінкової вуглецевої  нанотрубки залежать від довжини радіусу, хіральності нанотрубки та концентрації водню. Деформації та зміна електричного поля можуть значно змінити властивості поверхні та, навіть, індукувати перехід непровідник-метал. Результати дослідження припускають, що гідрогенізовані одностінкові вуглецеві нанотрубки в перспективні можуть використовуватись для вуглець-вмісного нанометричного феромагнетизму, спінтроних пристроїв, та навіть квантових перемикачів. Механізм феромагнетизму описаний у нашому дослідженні може бути застосований до гідрогенізованого графену та інших карбон-вмісних матеріалів з розширеною поверхнею.