Electronic transport in a zig-zag-edge graphene nanoribbon (GNR) and its modification by adsorbed transition metal porphyrins is studied by means of density functional theory calculations. The detachment reaction of the metal centre of the porphyrin is investigated both in the gas phase and for molecules adsorbed on the GNR. As most metal porphyrins are very stable against this reaction, it is found that these molecules bind only weakly to a perfect nanoribbon. However, interaction with a single-atom vacancy in the GNR results in chemical bonding by the transition metal centre being shared between nitrogen atoms in the porphyrin ring and the carbon atoms next to the vacancy in the GNR. For both the physisorbed and the chemisorbed geometry, the inclusion of van der Waals interaction results in a significant enlargement of the binding energy and reduction of the adsorption height. Electronic transport calculations using non-equilibrium Greens functions show that the conductivity of the GNR is altered by the chemisorbed porphyrin molecules. Since the metal centers of porphyrins carry an element-specific magnetic moment, not only the net conductance, but also the spin-dependent conductance of the GNR is affected. In particular, the adsorption of Ru-porphyrin on the single-atom vacancy results in a very large spin polarization of the current of 88% at small applied source-drain voltages. Based on our results, we suggest that a spin valve constructed from a GNR with ferromagnetic contacts could be used as a sensitive detector that could discriminate between various metal porphyrins.


翻译:通过密度功能理论的计算,研究了在 zig-zag-sedge 石墨纳米树脂(GNR) 中的电子运输及其通过吸附过渡金属腐蚀剂(GNR)的修改。在气相和分子吸附于GNR的分子中,对porphrin的金属中心的异位反应进行了调查。由于大多数金属腐蚀剂在这种反应中非常稳定,发现这些分子只能微弱地结合到完美的纳米树脂中。然而,与GNR单原子空缺的相互作用导致过渡金属中心的化学结合在Porphyrin环中的氮和GRR的碳原子之间共享。对于物理和化学对吸附在GNRR的物理反应中,将van der Waals相互作用的结果导致绑定能量的大幅膨胀和吸附高度的减少。使用非碱性源绿色的电解计算结果显示,GNRR的导感应力在温度中,而精度的直径直径直的直径直流中, 也表明,磁感官的直径直径直径直径的直径直径直径直径直径直径, 分子的直径的直径直径直径直径对等的内, 也只能径对着的金属分子运动的磁的直的直径向中, 。

0
下载
关闭预览

相关内容

Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【TED】生命中的每一年的智慧
英语演讲视频每日一推
9+阅读 · 2019年1月29日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
spinningup.openai 强化学习资源完整
CreateAMind
6+阅读 · 2018年12月17日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
8+阅读 · 2018年11月27日
Learning to Importance Sample in Primary Sample Space
Arxiv
8+阅读 · 2018年4月12日
Arxiv
11+阅读 · 2018年4月8日
Arxiv
3+阅读 · 2018年2月24日
VIP会员
相关资讯
【TED】生命中的每一年的智慧
英语演讲视频每日一推
9+阅读 · 2019年1月29日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
spinningup.openai 强化学习资源完整
CreateAMind
6+阅读 · 2018年12月17日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员