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伊曼紐爾生物化學(xué)物理研究所Zakhar I. Popovb課題組--通過DFT計(jì)算與鹵素?fù)诫s的MoS2和MoSe2單分子層相互作用誘導(dǎo)石墨烯自旋極化
磁性鹵素?fù)诫s的MoX
2
(X = S,Se)單層,通過鄰近效應(yīng)可影響石墨烯的電子結(jié)構(gòu)。借助最新的計(jì)算可以觀察到此過程。發(fā)現(xiàn)鹵素 (F, Cl, Br, I)取代一個(gè)硫原子會(huì)導(dǎo)致MoX
2
的n型摻雜。來(lái)自摻雜劑的附加電子位于具有最接近Mo原子的結(jié)合軌道上,并導(dǎo)致在二鹵化硅層中形成磁性。對(duì)鹵素?fù)诫s的MoX
2
/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)分析表明,在費(fèi)米能量附近,石墨烯中存在自旋極化。在MoSe
2
/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的石墨烯層中,碘摻雜了MoSe
2
,在費(fèi)米能量附近觀察到明顯的自旋極化和n型摻雜。同時(shí),氟摻雜的MoSe
2
不會(huì)在石墨烯中引起n摻雜,而自旋極化仍會(huì)發(fā)生。通過STM測(cè)量,證明了即使在頂部沉積石墨烯層,也可以檢測(cè)MoX
2
基面上鹵素雜質(zhì)的排列的可能性,這無(wú)疑有助于異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電子方案和元件的制造提供有用的信息,以便進(jìn)一步應(yīng)用于納米電子學(xué)和自旋電子學(xué)。
Figure 1. (a)以MoS
2
*單層為例的典型MoX
2
*層原子結(jié)構(gòu)。(b)從摻雜原子到最近的鹵素平面的距離Δd。
Figure 2. (a)原始MoX
2
和(b)MoX
2
*層的電子構(gòu)型。
Figure 3.在(a) MoS
2
*/石墨烯和(b) MoSe
2
*/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的石墨烯整體自旋密度分布。
Figure 4. (a) MoS
2
*/石墨烯和(b) MoSe
2
*/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的自旋分辨部分態(tài)密度。
Figure 5. MoX
2
*/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)中在石墨烯處感應(yīng)的自旋極化對(duì)石墨烯摻雜水平的依賴性。
Figure 6. MoX
2
*/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的模擬STM圖像:(a,b) MoS
2
*, (c,d) MoSe
2
*。
相關(guān)研究成果于2020年由RAS伊曼紐爾生物化學(xué)物理研究所Zakhar I. Popovb課題組,發(fā)表在Nanoscale (DOI: 10.1039/D0NR06287A)上。原文:Induced Spin Polarization in Graphene via Interaction with Halogen Doped MoS
2
and MoSe
2
Monolayers by DFT Calculations。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào):
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