石墨烯-3d过渡金属复合体系电子结构和磁学性质调控研究

本项目针对目前石墨烯基的铁磁性材料研究中存在的关键性问题-石墨烯产生磁性的同时会失去其本身所具有的新奇物理性质，以石墨烯表面吸附3d过渡金属复合体系为研究对象，采用第一性原理计算方法，研究补偿性共掺杂和 ∏- ∏相互作用方法对其吸附、电子结构及磁学性质等性质的影响，项目预期将找到一种既使石墨烯产生磁性而又对其狄拉克点附近的电子结构产生最小影响的调控方式，同时还能够解决如何提高吸附原子的稳定性及增大吸附原子的磁矩等问题。项目的研究成果对于石墨烯基自旋电子学的发展具有重要意义，可以为相关的实验和应用研究提供有意义的理论依据和指导。

在石墨烯基的自旋电子学材料研究中存在一个关键性问题-石墨烯产生磁性的同时会失去其本身所具有的新奇物理性质。我们针对该关键问题，以石墨烯表面吸附3d 过渡金属复合体系为研究对象，采用第一性原理计算方法，深入研究了补偿性共掺杂和 - 相互作用方法对其吸附、电子结构及磁学性质等性质的影响。首先，系统的研究了所有的3d过渡金属吸附的石墨烯体系中，过渡金属原子间的磁耦合相互作用；开展了补偿性共掺杂方法对石墨烯-3d过渡金属复合体系的电子结构及磁学性质的调控研究，获得了一些研究成果；利用苯分子磁体与石墨烯间产生的强 - 相互作用，将其与石墨烯组成的复合体系，研究此作用对石墨烯-3d过渡金属复合体系的吸附、磁学性质及电子结构等性质的调控。我们的研究证实以上方法能够使石墨烯-3d过渡金属复合体系在产生磁性的同时，而最大程度的减小对石墨烯狄拉克点附近的电子结构的破坏。项目的研究成果对于石墨烯基自旋电子学的发展具有重要意义，可以为相关的实验和应用研究提供有意义的理论依据和指导。