硅烯及其纳米结构的自旋轨道劈裂的理论研究

项目名称： 硅烯及其纳米结构的自旋轨道劈裂的理论研究

项目编号： No.11404096

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 琚伟伟

作者单位： 河南科技大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 硅烯具有类似于石墨烯的二维蜂窝结构，因此石墨烯的所有奇异性质几乎都可能移植到硅烯中。不同于石墨烯的平面结构，硅烯特殊的起伏结构增强了σ带和π带之间的杂化，使它的自旋轨道相互作用远大于石墨烯。理论上已经预言在硅烯中可以实现量子自旋霍尔效应，这使硅烯成为自旋电子学器件的理想候选材料。尽管如此，硅烯的自旋轨道耦合强度仍然不能满足实际器件的要求，必须通过有效方法增强该效应。本项目利用第一性原理计算，拟通过杂质原子吸附、放置金属衬底等方法对硅烯的自旋轨道耦合效应进行调控，并进一步研究硅烯衍生纳米结构，纳米带、纳米片及纳米管的自旋轨道相互作用。此外，对该效应发生变化的物理机制从下面几点进行分析：杂质原子对硅原子杂化方式以及σ带和π带之间相互作用的影响；杂质原子或衬底原子内禀自旋轨道耦合对该效应的影响；硅烯/衬底界面附近局域电场引发强自旋轨道劈裂的可能性。

中文关键词： 硅烯；自旋轨道耦合；吸附；d0磁性；σ-π杂化

英文摘要： Silicene, a graphene-like two-dimensional honeycomb structure of silicon, has almost all exotic properties which are owned by graphene. Different from the planar structure of graphene, the low-buckled structure of silicene strengthens the hybridization be

英文关键词： Silicene；Spin-orbit coupling；Adsorption；d0 magnetism；σ-π hybridization