锰掺杂浓度和位置对石墨烯磁性的影响

摘要

基于密度泛函理论,计算出锰掺杂石墨烯在不同掺杂浓度及杂质原子占据不同格点位置条件下的总磁矩和电子自旋态密度.计算结果表明:系统的总磁矩随掺杂浓度增加而变大,在相同掺杂浓度条件下,掺杂原子取不同自旋方向时呈现出更强的磁性.同时发现,杂质原子得失电子能力及超胞的总磁矩都与Mn原子占据的格点位置有关,同种晶格掺杂更有利于增强系统的磁性,表明通过改变掺杂条件有可能对石墨烯的磁性进行调控.通过对系统总自旋态密度和分波态密度的分析,显示Mn掺杂石墨烯超胞系统的磁性机制与Mn原子的d态电子和C原子的p态电子的p-d交换关联作用有关.