Магнитный отклик треугольного графона
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2018-3-65-72Ключевые слова:
графон, отклик намагниченности, спиновые волныАннотация
В работе рассматривается графон с треугольной структурой – слой графена, функционализированный водородом с одной стороны таким образом, что атомы водорода связаны только с одной из двух графеновых подрешёток. Его магнитные свойства описываются эффективным гамильтонианом Гейзенберга; в исследуемой системе реализуется ферромагнитное упорядочение спинов неспаренных электронов свободных атомов углерода. Вычислена функция отклика на внешнее магнитное поле в приближении спиновых волн и пределе нулевой температуры. Изучен отклик графона на импульс высокочастотного магнитного поля заданной длительности, поле ориентировано в плоскости решётки. Ввиду неприменимости изотропного приближения для спиновых волн, отклик намагниченности найден путём численного интегрирования свёртки функции отклика и Фурье-образа поля. Найдено, что в системе возможны резонансы на частотах, соответствующих верхней границе диапазона разрешённых энергий спиновых волн либо седловой точке на поверхности энергий спиновых волн в пространстве импульсов. Оценки характерных частот показывают, что для изучения свойств материала и измерения обменной энергии необходимо использовать технику спектроскопии в терагерцевом или дальнем ИК-диапазоне.Библиографические ссылки
Castro Neto A.H., Guinea F., Peres N. M. R., Novoselov K. S., Geim A. K. The electronic properties of graphene. Reviews of Modern Physics, 2009, vol. 81, no. 109. DOI: 10.1103/RevModPhys.81.109
Geim A. K., Novoselov K. S. The rise of graphene. Nature Materials, 2007, vol. 6, pp. 183–191. DOI: 10.1038/nmat1849
Geim A. K. Graphene: status and prospects. Science, 2009, vol. 324, 5934, pp. 1530–1534. DOI: 10.1126/science.1158877
Saremi S. RKKY in half-filled bipartite lattice: graphene as an example. Physical Review B, 2007, vol. 76, 184430. DOI: 10.1103/PhysRevB.76.184430
Britnell L., Gorbachev R. V., Jalil R. et al. Field-effect tunneling transistor based on vertical graphene heterostructures. Science, 2012, vol. 335, no. 6071, pp. 947–950. DOI: 10.1126/science.1218461
Sorella S., Tosatti E. Semimetal-Insulator transition of the Hubbard model in the honeycomb lattice. Europhysics Letters, 1992, vol. 19, no. 8, pp. 699–704. DOI: 10.1209/0295-5075/19/8/007
Hemmatiyan S., Polini M., Abanov A. et al. Stable path to ferromagnetic hydrogenated graphene. Physical Review B, 2014, vol. 90, 035433. DOI: 10.1103/PhysRevB.90.035433
Boukhvalov D. W., Katsnelson M. I. Chemical functionalization of graphene. Journal of Physics: Condensed Matter, 2009, vol. 21, 344205. DOI: 10.1088/0953-8984/21/34/344205
Brar V. W., Decker R., Solowan H. et al. Gate-controlled ionization and screening of cobalt adatoms on a graphene surface Nature Physics, 2011, vol. 7, pp. 43–47. DOI: 10.1038/NPHYS1807
Eelbo T., Waśniowska M., Gyamfi M. et al. Influence of the degree of decoupling of graphene on the properties of transition metal adatoms. Physical Review B, 2013, vol. 87, 205443. DOI: 10.1103/PhysRevB.87.205443
Kogan E. RKKY interaction in gapped or doped graphene. Graphene, 2013, vol. 2, no. 1, pp. 8–12. DOI: 10.4236/graphene.2013.21002
Zhou J., Wang Q., Sun Q., Chen X. S., Kawazoe Y., Jena P. Ferromagnetism in semihydrogenated graphene sheet Nano Letters, 2009, vol. 9, no. 11, pp. 3867–3870. DOI: 10.1021/nl9020733
Podlivaev A. I., Openov L. A. On the thermal stability of graphone. Semiconductors, 2011, vol. 45, no. 7, pp. 958–961. DOI: 10.1134/S1063782611070177
Feng L., Zhang W. X. The structure and magnetism of graphone. AIP Advances, 2012, vol. 2, 042138. DOI: 10.1063/1.4766937
Kharche N., Nayak S. K. Quasiparticle band gap engineering of graphene and graphone on hexagonal boron nitride substrate. Nano Letters, 2011, vol. 11, no. 12, pp. 5274–5278. DOI: 10.1021/nl202725w
Boukhvalov D. W. Stable antiferromagnetic graphone. Physica E, 2010, vol. 43, pp. 199–201. DOI: 10.1016/j.physe.2010.07.015
Deacon R. S., Chuang K.-C., Nicholas R. J. et al. Cyclotron resonance study of the electron and hole velocity in graphene monolayers. Physical Review B, 2007, vol. 76, 081406. DOI: 10.1103/PhysRevB.76.081406
Holstein T., Primakoff H. Field dependence of the intrinsic domain magnetization of a ferromagnet. Physical Review, 1940, vol. 58, no. 1098. DOI: 10.1103/PhysRev.58.1098
Zubarev D. N. Double-time Green functions in statistical physics. Soviet Physics Uspekhi, 1960, vol. 3, pp. 320–345. DOI: 10.1070/PU1960v003n03ABEH003275
Rudenko A. N., Keil F. J., Katsnelson M. I., Lichtenstein A. I. Exchange interactions and frustrated magnetism in single-side hydrogenated and fluorinated graphene.Physical Review B, 2013, vol. 88, 081405(R). DOI: 10.1103/PhysRevB.88.081405
Mazurenko V. V., Rudenko A. N., Nikolaev S. A., Medvedeva D. S., Lichtenstein A. I., Katsnelson M. I. Role of direct exchange and Dzyaloshinskii–Moriya interactions in magnetic properties of graphene derivatives: C2F and C2H. Physical Review B, 2016, vol. 94, 214411. DOI: 10.1103/PhysRevB.94.214411
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
