Ферромагнетизм в графеновых и фуллереновых наноструктурах. Теория, моделирование, эксперимент

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Работа посвящена построению квантовополевой модели, позволяющей, в частности, описывать ферромагнитные свойства в графеновых структурах адекватно имеющимся физическим и численным результатам.
Предлагается модель, описывающая такие свойства графеновых моноатомных слоёв, образующих двумерные поверхности, которые связаны с наличием нетривиальной функции распределения спиновой плотности, образованной в результате спонтанного нарушения спиновой симметрии валентных электронов атомов углерода на указанных поверхностях.
В рамках предлагаемой модели указываются возможные точные решения для функции спиновой плотности, объясняющие, в частности, экспериментально наблюдаемые ферромагнитные свойства графеновых плёнок.
Делаются количественные оценки толщины доменной стенки, разделяющей области с разнонаправленной намагниченностью, позволяющие экспериментально проверить предлагаемую теоретическую модель.

Об авторах

Дмитрий Дмитриевич Грачёв

Российская ассоциация производителей телевизионной техники

Email: dgrachev@orc.ru <mailto:dgrachev@orc.ru>
Российская ассоциация производителей телевизионной техники

Юрий Петрович Рыбаков

Российский университет дружбы народов

Email: soliton4@mail.ru
Кафедра теоретической физики; Российский университет дружбы народов

Леонид Антонович Севастьянов

Российский университет дружбы народов

Email: sevast@sci.pfu.edu.ru
Кафедра систем телекоммуникаций; Российский университет дружбы народов

Елена Фёдоровна Шека

Российский университет дружбы народов

Email: sheka@icp.ac.ru <mailto:sheka@icp.ac.ru>
Кафедра общей физики; Российский университет дружбы народов

Список литературы

  1. Cervenka J., Katsnelson M., Flipse K. Room-Temperature Ferromagnetism in Graphite Driven by 2D Networks of Point Defects // Nature Physics. - doi: 10.1038/NPHYS1399. doi: 10.1038/NPHYS1399.
  2. Room-Temperature Ferromagnetism of Graphene / Y. Wang, Y. Huang, Y. Song et al // Nano Lett. - 2009. - Vol. 9. - Pp. 220-224.
  3. Rode A. et al. Unconventional Magnetism in All-Carbon Nanofoam // Phys.Rev. - 2004. - Vol. B 70. - P. 054407.
  4. Induced Magnetic Ordering by Proton Irradiation in Graphite / P. Esquinazi, D. Spermann, R. H.ohne et al // Phys. Rev. Lett. - 2003. - Vol. 91. - P. 227201.
  5. Esquinazi P. et al. Ferromagnetism in Oriented Graphite Samples // Phys. Rev. - 2002. - Vol. B 66. - P. 024429.
  6. Esquinazi P., H.ohne R. Magnetism in Carbon Structures // J. Magn. Magn. Mater. - 2005. - Vol. 20. - Pp. 290-291.
  7. Gusynin V. P. et al. Unconventional Integer Quantum Hall Effect in Graphene // Phys. Rev. Lett. - 2005. - Vol. 95. - P. 146801. - http://dic.academic.ru/ dic.nsf/ruwiki/381822.
  8. Peres N. M. R. et al. Electronic Properties of Disordered Two-Dimensional Carbon // Phys. Rev. - 2006. - Vol. B 73. - P. 125411. - http://dic.academic. ru/dic.nsf/ruwiki/381822.
  9. Novoselov K. S. et al. Two-Dimensional Gas of Massless Dirac Fermions in Graphene // Nature. - 2005. - Vol. 438. - P. 197. - http://dic.academic.ru/ dic.nsf/ruwiki/381822.
  10. Zhang Y. et al. Experimental Observation of the Quantum Hall Effect and Berrys Phase in Graphene // Nature. - 2005. - Vol. 438. - P. 201. - http://dic. academic.ru/dic.nsf/ruwiki/381822.
  11. Шека Е. Ф., Заец В. А., Гинзбург И. Я. Наноструктурный магнетизм поли- мерных кристаллов 60 // ЖЭТФ. - 2006. - Т. 130, № 11. - С. 840-853.
  12. Sheka E. F., Chernozatonskii L. A. Chemical Reactivity and Magnetism of Graphene // Int. Journ. Quant. Chem. - 2010. - doi: 10.1002/qua.22362.
  13. Sheka E. F., Chernozatonski L. A. Odd-Electron Approach to Covalent Chemistry and Magnetism of Single-Walled Carbon Nanotubes and Graphene // Нанострук- туры. Математическая физика и моделирование. - 2009. - Т. 1, № 1. - С. 115- 149.
  14. Sheka E. F., Chernozatonski L. A. Broken Spin-Symmetry Approach to Chemical Reactivity and Magnetism of Graphenium Species // ЖЭТФ. - 2010. - Vol. 137, No 1. - Pp. 1-13.
  15. Kolesnikov D. V., Osipov V. A. The Continuum Gauge Field-Theory Model for Low-Energy Electronic States Oficosahedral Fullerenes // Joint Institute for Nuclear Research, Bogoliubov Laboratory of Theoretical Physics, arXiv:cond-mat/0510636 v2 2 Feb. - 2006.
  16. E. W. Supersymmetry and Morse Theory // J. Dili. Geom. - 1982. - Vol. 17. - P. 661.
  17. Skуrmе Т. Н. R. A Non-Linear Field Theory // Proc. Roy. Soc. - 1961. - Vol. A260. - P. 127.
  18. Маханьков В. Г., Рыбаков Ю. П., Санюк В. И. Модель Скирма и сильные взаимодействия // УФН. - 1992. - Т. 162.
  19. Рубаков В. А. Классические калибровочные поля. - М.: КомКнига, 2005.

© Грачёв Д.Д., Рыбаков Ю.П., Севастьянов Л.А., Шека Е.Ф., 2010

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах