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Network Covalent Solids02:18

Network Covalent Solids

Network covalent solids contain a three-dimensional network of covalently bonded atoms as found in the crystal structures of nonmetals like diamond, graphite, silicon, and some covalent compounds, such as silicon dioxide (sand) and silicon carbide (carborundum, the abrasive on sandpaper). Many minerals have networks of covalent bonds.
To break or to melt a covalent network solid, covalent bonds must be broken. Because covalent bonds are relatively strong, covalent network solids are typically...

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半金属グラフェンナノリボン

Young-Woo Son1, Marvin L Cohen, Steven G Louie

  • 1Department of Physics, University of California at Berkeley, Berkeley, California 94720, USA.

Nature
|November 17, 2006
PubMed
まとめ

研究者は,電場を用いたグラフェンナノリボンにおける半金属性を予測している. この発見は,炭素ベースのナノマテリアルにおける電子スピンの制御を可能にすることで,スピントロニクスを前進させることができます.

科学分野:

  • 凝縮物質物理学 凝縮物質物理学
  • マテリアルサイエンス 材料科学
  • ナノテクノロジー ナノテクノロジー

背景:

  • ハーフメタルは,異なる電子スピンの異なる金属および隔離行動のために,スピン極化電流を発揮する.
  • 以前の研究は,半金属性のために,ヒュースラー化合物やマンガンのペロブスキートなどの無機材料に焦点を当てていた.
  • 有機材料,特に炭素ベースのナノ構造は,その潜在的可能性にもかかわらず,スピントロニックのアプリケーションではほとんど未開発のままです.

研究 の 目的:

  • ナノメートルスケールのグラフェンリボンにおける半金属性の現象を予測し,調査する.
  • グラフェンナノ構造で制御可能なスピントロニック特性を達成する可能性を調査する.
  • 将来のスピンベースの電子機器のためのグラフェンベースの材料の可能性を評価する.

主な方法:

  • グラフェンナノリボンにおける半金属性を予測するために,第一原理の計算を用いた.
  • ジグザグ状の縁を横切って適用される平面内の均質な電場の影響について調査した.
  • 外部電場を通して磁気特性の調節性を分析した.

主要な成果:

  • ナノメートルスケールのグラフェンリボンが半金属特性を示すことが予測された.

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  • ツィグザグ状のグラフェンナノリボンに平面内電場を適用すると,半金属性を誘導することが示されました.
  • 外部電場がこれらのナノリボンの磁気特性を効果的に制御できることを示しました.

    • 結論:

    • グラフェンナノリボンでは,特定の電場条件下で半金属性は達成できます.
    • この発見は,電場と固体における電子回転の自由度との間の重要な相互作用を強調しています.
    • グラフェンベースの材料を使用してナノメートルのスケールでスピントロニクスを探索するための新しい経路を提示します.