Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2020, выпуск 11 » Статья стр. 1975
<<<>>>
Ab initio расчеты электронных свойств и явления переноса в графеновых материалах
DOI: 10.21883/FTT.2020.11.50078.122
Переводная версия: 10.1134/S1063783420110037
Асадов M.M.1, Мустафаева С.Н.2, Гусейнова С.C.2, Лукичев В.Ф.3
1Институт катализа и неорганической химии им. акад. М. Нагиева НАН Азербайджана, Баку, Азербайджан
2Институт физики Национальной академии наук Азербайджана, Баку, Азербайджан
3Физико-технологический институт им. К.А. Валиева РАН, Москва, Россия
Email: mirasadov@gmail.com
Поступила в редакцию: 7 июня 2020 г.
В окончательной редакции: 19 июня 2020 г.
Принята к печати: 20 июня 2020 г.
Выставление онлайн: 3 августа 2020 г.
PDF версия
На основе теории функционала плотности (DFT) исследованы электронные свойства и энергетическая структура монослоев графеновых суперячеек, состоящих из 18 и 54 атомов углерода с легированными атомами Ge и Si. В рамках обобщенного градиентного приближения (GGA) изучены свойства графеновых суперячеек. В Ge-легированных графеновых суперячейках с вакансиями атомов углерода выявлено антиферромагнитное спиновое упорядочение и оценены формируемые локальные магнитные моменты в атомах углерода. Аппроксимированы плотность состояний (DOS) и зонная структура суперячеек. Показано, что легирование графена Ge по сравнению с Si-легированием заметно открывает энергетическую щель в графене. Изучены физические закономерности переноса заряда с учетом температурной зависимости электропроводности гидрогенизированного графена (ГГГ). Показано, что при температурах 4-125 K проводимость ГГГ соответствует прыжковому механизму переноса заряда с переменной длиной прыжка. Определена плотность локализованных состояний вблизи уровня Ферми, расстояние прыжков, энергетический разброс ловушечных состояний вблизи уровня Ферми. Оценена концентрация локализованных состояний в запрещенной зоне ГГГ. Ключевые слова: ab initio расчет, теория функционала плотности, суперячейки графена, Ge- и Si-легированные графены, зонная структура, плотность электронных состояний, магнитный момент, модифицированный графен, перенос заряда.
  1. S.N. Mustafaeva, M.M. Asadov, A.A. Ismailov. Phys. (Amsterdam) B 453, 158 (2014). https://doi.org/10.1134/S1063783408110073
  2. S.N. Mustafaeva, M.M. Asadov, A.A. Ismailov. Phys. Solid State 50, 2040 (2008). https://doi.org/10.1134/S1063783408110073
  3. S.M. Asadov, S.N. Mustafaeva, A.N. Mammadov. J. Therm. An. Calorim. 133, 2, 1135 (2018). https://doi.org/10.1007/s10973-018-6967-7
  4. E.L. Wolf. Applications of Graphene. Springer Science + Business Media (2014). 87 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-03946-6
  5. T. Gupta. Graphene. Carbon. Springer International Publishing AG (2018). P. 197-228. https://doi.org/10.1007/978-3-319-66405-7\_7
  6. H.H. Radamson. Graphene. In: Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials /Eds S. Kasap, P. Capper. Springer, Cham. (2017). P. 1173-1183. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48933-9\_48
  7. H.A. Tetlow. Theoretical Modeling of Epitaxial Graphene Growth on the Ir(111) Surface. Springer International Publishing AG. (2017). 192 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-65972-5
  8. D.A.C. Brownson, C.E. Banks. The Handbook of Graphene Electrochemistry. Springer-Verlag London Ltd. (2014). 208 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4471-6428-9
  9. X. Liu. Nanomechanics of Graphene and Design of Graphene Composites. Springer Nature Singapore Pte Ltd. (2019). 114 p. https://doi.org/10.1007/978-981-13-8703-6
  10. D. Van Tuan. Charge and Spin Transport in Disordered Graphene-Based Materials. Springer International Publishing Switzerland (2016). 162 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-25571-2
  11. L. Ruitao, M. Terrones. Mater. Lett. 78, 209 (2012). https://doi.org/10.1016/j.matlet.2012.04.033
  12. M.Yu. Arsent'ev, A.V. Prikhodko, A.V. Shmigel, T.L. Egorova, M.V. Kalinina. J. Phys.: Conf. Ser. 661, 012028 (2015). https://doi.org/10.1088/1742-6596/661/1/012028
  13. M.M. Loghavi, H. Mohammadi-Manesh, R. Eqra, A. Ghasemi, M. Babaiee. Phys. Chem. Res. 6, 4, 871 (2018). https://doi.org/10.22036/pcr.2018.148943.1543
  14. E. Akturk, C. Ataca, S. Ciraci. Appl. Phys. Lett. 96, 123112 (2010). https://doi.org/10.1063/1.3368704
  15. J.G. Ren, Q.H. Wu, H. Tang, G. Hong, W. Zhang, S.T. Lee. J. Mater. Chem. A 1, 1821 (2013). https://doi.org/10.1039/C2TA01286C
  16. M. Tripathi, A. Markevich, R. Boottger, S. Facsko, E. Besley, J. Kotakoski, T. Susi. ACS Nano. 12, 4641 (2018). https://doi.org/10.1021/acsnano.8b01191
  17. T.S. Sreeprasad, V. Berry. Small. 9, 3, 341 (2012). doi: 10.1002/smll.201202196
  18. G. Eda, Y.-Y. Lin, C. Mattevi, H. Yamaguchi, H.-A. Chen, I.-S. Chen, C.W. Chen, M. Chhowalla. Adv. Mater. 22, 4, 505 (2010). doi: 10.1002/adma.200901996
  19. D.C. Elias, R.R. Nair, T.M.G. Mohiuddin, S.V. Morozov, P. Blake, M.P. Halsall, A.C. Ferrari, D.W. Boukhvalov, M.I. Katsnelson, A.K. Geim, K.S. Novoselov. Science 323, 610 (2009). https://doi.org/10.1126/science.1167130
  20. S.I. Yengejeh, S.A. Kazemi, A. Ochsner. A Primer on the Geometry of Carbon Nanotubes and Their Modifications. Springer International Publishing (2015). 73 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-14986-8\_1
  21. W. Kohn, L.J. Sham. Phys. Rev. А 140, 4, 1133A-A1138 (1965). https://doi.org/10.1103/PhysRev.140.A1133
  22. W. Kohn. Rev. Mod. Phys. 71, 5, 1253 (1999). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.71.1253
  23. R.A. Evarestov. Quantum Chemistry of Solids. Springer Series in Solid-State Sciences. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg (2012). 743 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-30356-2
  24. T. Tsuneda. Density Functional Theory in Quantum Chemistry (2014). 207 p. Springer Jpn. https://doi.org/10.1007/978-4-431-54825-6
  25. M. Ernzerhofa, G.E. Scuseria. J. Chem. Phys. 110, 11, 5029 (1999)
  26. S.A. Tolba, K.M. Gameel, B.A. Ali, H.A. Almossalami, N.K. Allam. The DFT + U: Approaches, Accuracy and Applications (2018). https://doi.org/10.5772/intechopen.72020
  27. R.S. Mulliken. J. Chem. Phys. 23, 1833 (1955). doi: 10.1063/1.1740588
  28. R.F.W. Bader. Atoms in Molecules. A Quantum Theory. A Clarendon Press Publication. UK (1994). 458 p. ISBN 13: 9780198551683
  29. P.A. Denis. Chem. Phys. Lett. 492, 51 (2010). https://doi.org/10.1016/j.cplett.2010.04.038
  30. S.N. Khanna, A.W. Castleman. Quantum Phenomena in Clusters and Nanostruсtures. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg (2003). 276 р. https://doi.org/10.1007/978-3-662-02606-9
  31. A.P. Guimaraes. Principles of Nanomagnetism. 2nd ed. Springer International Publishing AG (2017). 335 р. https://doi.org/10.1007/978-3-319-59409-5
  32. N.F. Mott, E.A. Davis. Electronic Processes in Non-Crystalline Materials. 2nd ed. N. Y., USA: Oxford University Press Inc. (1979). 605 p. ISBN 978-0-19-964533-6
  33. S.N. Mustafaeva, M.M. Asadov. Phys. Solid State 61, 11, 1999 (2019). https://doi.org/ 10.1134/S1063783419110246
  34. B.I. Shklovskii, A.L. Efros. Electronic Properties of Doped Semiconductors. Springer Science \& Business Media (2013). 388 p. ISBN: 9783662024034

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme