《基於質子束輻照產生空位缺陷的石墨烯磁性調控研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由王超擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於質子束輻照產生空位缺陷的石墨烯磁性調控研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王超
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
石墨烯基材料由於具有較長的自旋弛豫時間、較大的自旋擴散距離和高度可調的能帶結構，在自旋電子學器件具有巨大的潛在套用價值。理想石墨烯為抗磁性材料，通過結構缺陷引入鐵磁性可以顯著提升石墨烯在自旋注入、自旋流產生等方面的性能。理論研究顯示，石墨烯中空位缺陷可以產生局域磁矩，且當缺陷濃度達到1%量級時，磁矩可在室溫下穩定的鐵磁排布，但是目前尚未在實驗中實現此濃度的缺陷。另外，目前的研究在缺陷磁矩的產生機制、鐵磁耦合機制等方面還存在較大的爭議。本項研究擬採用強流質子束輻照石墨烯產生高濃度空位缺陷，實現對空位缺陷的幾何構型和電子結構的實驗表征，結合磁性測量揭示缺陷磁矩的產生機制，並驗證理論預言的石墨烯空位鐵磁性；同時通過逐步改變缺陷濃度調製石墨烯的能級結構和載流子濃度，根據樣品的磁性變化，結合第一性原理計算研究，為石墨烯空位缺陷鐵磁性起源的爭議（Stoner鐵磁/Heisenberg鐵磁）提供參考。
結題摘要
石墨烯基材料由於具有較長的自旋弛豫時間、較大的自旋擴散距離和高度可調的能帶結構，在自旋電子學器件具有巨大的潛在套用價值。理想石墨烯為抗磁性材料，通過結構缺陷引入鐵磁性可以顯著提升石墨烯在自旋注入、自旋流產生等方面的性能。本項研究採用強流質子束輻照石墨烯產生高濃度空位缺陷，實現對空位缺陷的幾何構型和電子結構的實驗表征，結合磁性測量揭示缺陷磁矩的產生機制；並結合第一性原理計算，對二維材料的室溫鐵磁性起源進行了深入的研究。
