بررسی نظری ناخالصی‌های نیکل و طلا بر خواص الکترونیکی گرافین با استفاده از نظریه تابعی چگالی

در این مقاله، خواص الکترونی گرافین در حضور وغیاب ناخالصی‌های نیکل و طلا با استفاده از روش نظریه تابعی چگالی بررسی می‌شود. در تمامی موارد با استفاده از نتایج به دست آمده ساختار الکترونی، چگالی حالت‌ها، پایداری، گاف انرژی و گشتاور مغناطیسی مطالعه شده است. محاسبات ما با استفاده از نرم افزار siesta انجام شده و از تقریب‌های gga و lda برای پتانسیل تبادلی همبستگی استفاده شده است. با افزایش اندازه‌ی مدل، پایداری و گشتاور مغناطیسی آن افزایش ولی گاف انرژی آن کاهش می‌یابد. گرافین بدون ناخالصی فاقد گشتاور مغناطیسی است ولی در گرافین نامنظم این مقدار به محل قرارگیری ناخالصی‌های طلا و نیکل بستگی دارد. همچنین ناخالصی‌های نیکل و طلا، سطح را از حالت تخت خارج می‌کند. هیبریداسیون در گرافین با ناخالصی‌های طلا و نیکل بین اوربیتال s اتم هیدروژن با اوربیتال‌ p اتم کربن وجود دارد. همچنین بین اوربیتال d اتم ‌های طلا و نیکل با اوربیتال p اتم کربن نیز هیبریداسیون وجود دارد.

Theoretical study of effect of nickel and gold impurities on electronic properties of graphene using Density functional theory

In this paper, we calculated the electronic properties of graphene in the presence and absence of the gold and nickelatoms using the density functional theory. The electronic structure, density of states, stability, band gap and spin polarization are studied. Our calculation is performed with SIESTA software. For this reason, we used local density approximation (LDA) and generalized gradient approximation (GGA) to calculate the exchangecorrelation potential. The results show that the stability and spin polarization increase while the band gap decrease when the size of graphene increases. Graphene layer doesn’t have any spin polarization but in the presence of impurity, it shows the spin polarization depends on the gold and nickel impurities location. Also gold and nickel impurities defer the flatness of surface. The is hybridization between H(s) with C(p) ingraphene with impurities of gold and nickeland hybridization between Au(d) and Ni(d) with C(p) orbitals.