Large spin-filtering effect in Ti-doped defective zigzag graphene nanoribbon

文献情報

出版日 2016-05-26
DOI 10.1039/C6CP01601D
インパクトファクター 3.676
著者

Sherif Abdulkader Tawfik, X. Y. Cui, S. P. Ringer, C. Stampfl


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要旨

Through first-principles calculations using the nonequilibrium Green's function formalism together with density functional theory, we study the conductance of double-vacancy zigzag graphene nanoribbons doped with four transition metal atoms Ti, V, Cr and Fe. We show that Ti doping induces large spin-filtering with an efficiency in excess of 90% for bias voltages below 0.5 V, while the other metal adatoms do not induce large spin filtering. This is despite the fact that the Ti dopant possesses small spin moment, while large moments reside on V, Cr and Fe dopants. Our analysis shows that the suppression of transmission in the spin-down channel in the Ti-doped graphene nanoribbon, thus the large spin filtering efficiency, is due to transmission anti-resonance arising from destructive quantum interference. These findings suggest that the decoration of graphene with titanium, and possibly other transition metals, can act as effective spin filters for nanospintronic applications.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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