Etude des propriétés magnétiques de métal/carbone et de transport dans les multicouches

Abstract

Nous avons étudié, les propriétés électroniques et magnétiques des nanotubes semi-conducteurs de carbure de silicium (SiCNTs) de zigzag (10,0) et armchair (6,6) dopés une fois avec du bore, de l'azote ou de l'oxygène. Nous avons examiné les deux scénarios possibles où l’hôte atome X (B, N, O), remplace le silicium XSi, ou l'atome de carbone XC, dans la cellule unité. Nous avons constaté que dans le cas d'un atome de Bore remplace d'un atome de carbone annoté par BC donne un moment magnétique de 1 μB/cellule dans les deux nanotubes zigzag et armchair. Ainsi, l’atome du bore remplaçant le silicium, (BSi), induit un moment magnétique de 0,46 μB/cellule dans le zigzag (10,0), mais pas de moment magnétique dans l’armchair (6,6). Pour la substitution de l’azote; tous les deux défauts (NC et NSi) ont produit un moment magnétique de 1 μB/cellule en armchair (6,6), tandis que en zigzag(10,0), NSi provoque une valeur de 0,75 μB/cellule, et pas de moment magnétique pour NC. En revanche le cas de OC et de OSi n'a produit aucun moment magnétique net dans les géométries zigzag et armchair. Dans la deuxième partie en utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité en spin polarisé, nous donnons une comparaison détaillée des énergies de liaison, des positions d'équilibre et les moments magnétiques de spin de la grappe d'hématite (Fe2O3) adsorbé sur la surface extérieure de nanotubes de carbone mono-paroi (SWCNT) (8,8) métalliques. Nous avons également étudié les propriétés de transport, notamment les caractéristiques voltage-courant et le spectre de transmission dans la tension de polarisation zéro. Nos structures stables optimisées sont classées en deux groupes principaux. Dans chaque groupe il y a sept configurations. La différence entre les groupes 1 et 2, est: dans le premier, la symétrie de la grappe après l’adsorption est maintenue, alors que dans le second elle disparait. Les énergies de liaison indiquent que la configuration la plus stable dans le groupe 1, est quand la molécule est adsorbée sur le CNT par deux atomes d'oxygène et dans le groupe 2, c'est quand la grappe est adsorbé sur le CNT par un atome de fer et un atome d'oxygène. Les moments magnétiques les plus élevés sont apparus dans les configurations, dans la quelle la longueur de liaison entre les atomes de Fer est la plus longue. Les atomes de Carbone qui liés avec l’atome de Fer ont une polarisation opposée aux atomes de Fer, et nous n'avons vu aucune polarisation de spin sur les atomes de Carbone qui liés avec les atomes d’Oxygène. Pour les propriétés de transport, la réponse du courant à la tension appliqué est une réponse non linéaire. Le IV spectre de transmission calculé à la tension de polarisation zéro révèle que, la transmission du système Fe2O3/ SWCNT (8,8) est diminué par rapport au SWCNT (8,8) parfait, mais reste le même au niveau de Fermi.