Изучен магнитоэлектрический эффект в графене

В конце прошлого года команда китайских ученых посредством ab initio расчетов предсказала магнитоэлектрический эффект в двойном слое графена . Учитывая интерес к графену возможно ожидать развития данной тематики ближайшее время, исходя из этого этот эффект заслуживает подробного рассмотрения.

Командой китайских учёных под управлением Zh.Zhang были рассмотрены свойства ленты графена зигзагообразной формы, для которой ранее предвещали наличие двух магнитных подрешеток, что дает магнитные моменты противоположного символа на краях ленты (рис. 1). Кроме этого оказались сообщения о скрытых сегнетоэлектрических особенностях таковой ленты.

Так что в полной мере логично было задаться вопросом, а не появляется ли в ней под действием электрического поля пропорциональный ему магнитный момент, т.е. имеет ли место линейный магнитоэлектрический эффект?

Рис. 1. Лента графена зигзагообразной формы (вид сверху). Красным и синим обозначены атомы углерода, находящиеся в собствености к различным подрешеткам с противоположным направлением поясницы, обводкой выделены некомпенсированные магнитные моменты на краях

Оказывается, таковой эффект возможно смоделировать в совокупности из двухслойной ленты графена на подложке из кремния (рис. 2). В этом случае нижний слой ленты образует sp3 связи с подложкой и не проявляет магнитных особенностей, а верхний слой графена, в силу слабости связи с нижележащим слоем, сохраняет свойства свободной ленты и на краях ленты образуются магнитные моменты противоположного символа.

Появляется обстановка, при которой, благодаря обменного расщепления, на левом краю электроны со поясницей вверх формируют валентную территорию, а электроны со поясницей вниз – территорию проводимости (у правого края, соответственно, напротив). Приложение напряжения смещения между верхним слоем и подложкой ведет к тому, что электроны, поступающие из подложки, заполняют в основном уровни энергии электронов валентной территории, тем самым, приводя к трансформациям магнитных моментов обоих краев, пропорциональным приложенному полю.

Рис. 2. Двухслойная лента на кремниевой подложке, вид сбоку. Желтые шарики – кремний, тёмные и сиреневые – различные подрешетки углерода, белые – водород. На краях ленты – магнитные моменты различных знаков

В отличие от хорошего линейного магнитоэлектрического результата, обусловленного смещением атомов под действием электрического поля (которое, со своей стороны, изменяет территории перекрытия электронных туч и обменное сотрудничество магнитных ионов), в данной разновидности магнитоэлектрического результата электрическое поле изменяет обменное расщепление электронных состояний на краю ленты. Отметим тут, что для простого линейного магнитоэлектрического результата характерна обратимость – электрическая поляризация кроме этого возможно порождена магнитным полем, но вопрос об обратимости результата в графене остался за пределами рассмотрения работы. Сейчас остается ожидать экспериментальных работ в данной области.

Случайные записи:

• «Ученые нашли ген, который…» где развеять мифы о генетике
• Китайским пациентам имплантировали первые в мире 3d-печатные позвонки

Электронный шум в графене — Александр Баландин

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Открыт новый эффект в полупроводниковых материалах, ставящий под сомнение дислокационную теорию изменения электрических и механических свойств

  В следствии изучений, совершённых интернациональной группой исследователей на базе Nordic Hysitron Laboratory (NHL) в Технологическом Университете…

• Эффект кипения без пузырьков найдет практическое применение

  А понимаете ли вы, что в случае если окунуть палец в емкость с водой, а после этого быстро-быстро окунуть его в емкость с расплавленным свинцом, то вы…

• Эффект джозефсона для фотонов можно увидеть

  Сотрудничество света с веществом постоянно будоражило умы неспециалистов и очень интересовало ученых – физиков. Сейчас техника опыта, соответствующая…

• Спиновые кубиты в графене

  Электронные поясницы рассматриваются как возможные кандидаты в носители квантовой информации. Логические состояния спинового кубита «0» и «1»…