Енергетичний спектр та електропровідність графену з домішкою хрому

Abstract

На основі моделі сильного зв’язку досліджено електронну структуру, вільну енергію та спін-залежний транспорт графену з домішкою атомів Cr, адсорбованих на поверхні. Виконано геометричну оптимізацію кристалі- чної структури графену з домішкою Cr шляхом мінімізації вільної енергії. Досліджено вплив зовнішнього магнітного поля на перенос заряду та локалізовані магнітні моменти. З’ясовано природу спін-залежного електронного транспорту графену з атомами Cr. Показано, що величина спінзалежного транспорту пов’язана з відносним зсувом у зовнішньому магнітному полі енергетичних рівнів електронів (Кулонівських щілин, що виникають в області рівня Фермі) для різних проекцій спіну.

Based on the model of strong coupling, the electronic structure, free energy, and spin-dependent transport of graphene with impurity Cr atoms adsorbed on the surface are studied. Geometric optimization of the crystal structure of graphene with Cr admixture is performed by minimizing the free energy. The influence of external magnetic field on electron transport and localized magnetic moments is studied. The nature of the spin-dependent electron transport in graphene with Cr atoms is ascertained. As shown, the magnitude of the spin-dependent transport is associated with a relative shift of the energy levels of electrons (Coulomb gaps arising at the Fermi level) for different spin projections in the external magnetic field.

На основе модели сильной связи исследованы электронная структура, свободная энергия и спин-зависимый транспорт графена с примесью атомов Cr, адсорбированных на поверхности. Выполнена геометрическая оптимизация кристаллической структуры графена с примесью Cr путём минимизации свободной энергии. Исследовано влияние внешнего магнитного поля на перенос заряда и локализованные магнитные моменты. Выяс- нена природа спин-зависимого электронного транспорта графена с атомами Cr. Показано, что величина спин-зависимого транспорта связана с относительным смещением во внешнем магнитном поле энергетических уровней электронов (кулоновских щелей, возникающих в области уровня Ферми) для разных проекций спина.