بررسی خواص ساختاری و مغناطیسی نانو نوارهای گرافنی آلایش یافته با اتم آهن

در این مقاله پایداری، خواص الکترونی و مغناطیسی در نانو نوار گرافنی با لبه زیگزاگ شکل( ZGNR ) آلایش یافته با اتم آهن، با استفاده از نظریه تابعی چگالی ( DFT ) بررسی شده است. بر طبق بررسی های انجام شده و با توجه به مقادیر بدست آمده برای انرژی تشکیل و انرژی پیوندی بهترین مکان برای جایگزینی اتم آهن با اتم کربن، در لبه ZGNR و با اتم کربنی به دست آمد که با هیدروژن پیوند دارد. همچنین اگر اتم های آهن جایگزین اتم های هیدروژن شوند نسبت به زمانیکه جایگزین اتم های کربن می شوند، از نظر انرژی ساختار مطلوب تری داریم و زمانیکه ساختار را با دو اتم آهن آلایش می دهیم در هر دو وضعیت فرو و پادفرومغناطیس، در حالت آلایش ‏نزدیک نسبت به آلایش دور، ساختار پایدارتر است. بیشترین گشتاور مغناطیسی برای آلایش آهن در مکان F وقتی جایگزین اتم هیدروژن در ساختار شود، حدود 5 مگنتون بور حاصل می شود. با توجه به ساختار های نواری محاسبه شده، خواص الکترونی و مغناطیسی ZGNR به مکان آلایش اتم آهن بستگی دارند و بسته به اینکه چه مکانی را برای جایگزین کردن اتم آهن انتخاب کنیم فلز مغناطیسی و یا نیمرسانای مغناطیسی حاصل خواهد شد.