بررسی خواص الکترونی و ساختاری نانوخوشه‌های اکسید آهن بین دو لایۀ گرافن

در این مقاله با استفاده از نظریه تابعی چگالی (dft)، ابتدا خواص الکترونی و ساختاری کلاسترهای آهن fe2o3، fe3o4، fe4o6 و fe6o9 (که از پایدارترین کلاسترهای اکسید آهن هستند) بررسی شده و سپس با قرار دادن این کلاسترها بین دو لایۀ گرافن و بهینه کردن ساختار حاصل، تغییر در خواص الکترونی و مغناطیسی دو لایۀ گرافن بررسی شده است. یافته‌ها نشان می‌دهند که با جایگذاری این کلاسترها بین دو لایۀ گرافن، لایه‌های گرافن و همچنین کلاسترها که در ابتدا خنثی هستند، دارای بار الکتریکی می‌شوند؛ به‌طوری که اندازه بارها با یکدیگر برابر ولی علامت آنها مخالف یکدیگر است. همچنین ساختارهای حاصل در اثر جایگذاری این کلاسترها مغناطیسی می‌شوند و اسپین آنها با اسپین کلاستر جایگذاری شده بین دو لایۀ گرافن برابر است. با جایگذاری کلاسترهای fe2o3، fe3o4 و fe4o6 میان دو لایۀ گرافن، بین این کلاسترها و لایۀ گرافن پیوند به وجود آمده از نوع شیمیایی و برای کلاستر fe6o9، پیوند فیزیکی است. 

investigation of structural and electronic properties of iron oxide nano clusters between two layers of graphene

in this article, the structural and electronic properties of iron oxide clusters fe2o3, fe3o4, fe4o6 and fe6o9 ( which are among the most stable iron oxide clusters) and by placing these clusters between two layers of graphene and optimizing the resulting structure, change this properties in bilayer graphene have been investigated computationally using density functional theory (dft) have been investigated. the findings indicate that upon the placement of these clusters between two layers of graphene, graphene layers and clusters, initially neutral, become electrically charged, and their charges are equal but opposite sign. also by placing the clusters between the two graphene layers, the resulting structures are magnetic, and total spin is equal to the cluster spin between the two graphene layers. by placing fe2o3, fe3o4 and fe4o6 clusters between two graphene layers, a chemical bond forms between these clusters and graphene layers, whereas the adsorption of the fe6o9 cluster between two graphene layers is a physical adsorption.