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作者:马江将;胡丽芳;李克训;张均锋;
单位:山西师范大学物理与电子工程学院;中国电子科技集团公司第三十三研究所,中国-白俄罗斯电磁环境效应“一带一路”联合实验室;海南师范大学物理与电子工程学院;
摘要:石墨烯与磁性材料复合是调控其电磁性能的重要方法之一。本文使用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了石墨烯吸附Fe, Co,Ni磁性原子的稳定吸附结构和电磁性质。通过计算石墨烯穴位、顶位和桥位吸附磁性原子的吸附能,发现3种磁性原子都倾向于石墨烯穴位吸附构型。电子结构分析结果表明,磁性原子d轨道与碳原子p轨道之间轨道杂化,导致费米能级附近态密度增加。在磁性方面,吸附Fe和Co原子后,石墨烯体系呈现磁性特征;吸附Ni原子后,石墨烯体系仍然保持自旋非极化,呈现非磁性特征。在介电性能方面,磁性原子的吸附可以有效改变石墨烯体系介电函数的实部和虚部,实现了石墨烯的极化强度和能量损耗能力的有效调控。此外,通过改变磁性原子吸附浓度,可以调控石墨烯体系的介电性能和电磁波衰减频率范围。本文揭示了吸附磁性原子对石墨烯电磁性质的调控机制,为石墨烯在电磁防护领域的应用提供了一定的理论指导。
关键词:第一性原理;;石墨烯;;电磁性质;;介电性质
基金资助:国家重点研发计划项目(2023YFB3811305);; 中央引导地方科技发展资金项目(YDZJSX2022C035);; 山西省重点研发项目(2022ZDYF027);; 山西省研究生科研创新项目(2024KY453)资助