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本论文研究了石墨烯中吸附杂质的局域磁态及其在扫描隧道电子显微镜探测下的Kondo效应,主要结果总结如下:
1.当石墨烯中吸附两个磁性杂质时,发现由于杂质间的相互作用,对杂质的自能项有一个很大的修正,从而使杂质能级穿过零点能,导致磁化区域分裂成三个峰。随着杂质间的相互作用增强,磁化区域两边的峰向远离中间峰的方向急剧的倾斜,而且它们的幅度对相互作用强度呈现不同的依赖关系。当其中一个杂质能量固定,另一个杂质能量取正值或负值时,杂质的磁化区域是不对称的。另外,发现杂质间的相互作用强烈压制了杂质的局域磁矩。
2.我们从理论上研究了石墨烯中吸附磁性杂质在扫描隧道电子显微镜探测下的行为。主要考虑了三种典型的杂质构型:杂质吸附在石墨烯中碳原子表面,取代一个碳原子和位于石墨烯六边形格子中心。利用非平衡态格林函数方法,我们获得了杂质的局域态密度和在扫描隧道电子显微镜探测下体系的电导公式。与杂质吸附在石墨烯碳原子表面或取代一个碳原子的情况相比,当杂质位于石墨烯六边形格子中心时,杂质态密度出现异常展宽,使杂质态密度最先穿过费米能,此时Kondo散射和杂质能级展宽发生相干效应,导致Kondo反共振现象出现。与此对应,微分电导随偏压变化呈现一个更加不对称的Kondo尖峰,该峰钳位于门电压附近,它的高度明显比其它两种情况都大。另外,我们还显示随着门电压减小,体系微分电导的Kondo峰减小,当门电压为零时,Kondo峰近乎消失。