مطالعه خواص الکترونی و مغناطیسی گرافین هیدروژن دار شده

پس ازکشف گرافین و خواص منحصر به فرد آن گروه¬های تحقیقاتی، هم در زمینه آزمایشگاهی و هم نظری جذب این ماده شدند. در راه استفاده از گرافین با یک سریمشکلات مواجه می¬شویم که یک راه مرسوم برای حل آن عاملدار دار کردن است. در این مطالعه هیدروژن دار کردن انتخاب شده است. محاسبات انجام شده با روش نظریه تابعی چگالی نشان می¬دهد گرافین به طور کامل هیدروژن دار شده که با نام گرافان شناخته شده است یک نیمه هادی با گاف نواری 2/9 ا لکترون ولت بوده و دارای سطح پایه غیر مغناطیسی است. از طرفی دیگر تزریق آهن موجب پدید آمدن ممان مغناطیسی و همچنین به وجود آمدن حالات انرژی در گاف نواری گرافان می¬شود. در این میان محاسبات نشان می¬دهد الکترون¬های با اسپین بالا رفتار نیمه هادی و الکترون¬های با اسپین پایین آن رفتار فلزی از خود نشان می¬دهند. در بخشی دیگر به مطالعه نانو نوارهای گرافین و به دنبال آن نانو نوارهای گرافان پرداخته شده است. محاسبات نشان می¬دهد نانو نوارهای گرافین دسته صندلی دارای گاف نواری بوده و با افزایش پهنا شاهد کاهش این گاف نواری خواهیم بود. ضمناً نانو نوارهای دسته صندلی دارای دارای سطح پایه غیر مغناطیسی هستند. در مورد نانو نوارهای زیگزاگ محاسبات نشان می¬دهد نانونوارهای زیگزاگ دارای خواص مغناطیسی و فلزی هستند اما پس از هیدروژن دار کردن نانو نوارهای دسته صندلی و زیگزاگ هر دو به سطح پایه غیر مغناطیس می¬رسند. هیدروژن دار کردن موجب افزایش گاف نواری در هردو گروه نانو نوارها می¬شود. ضمناً با افزایش پهنا در اینجا نیز با کاهش گاف نواری مواجه می¬شویم