Estudio teórico DFT del magnetismo debido a defectos en Grafeno

NICOLÁS F. DOMANCICH; NORBERTO J. CASTELLANI; RICARDO M. FERULLO

Rosario

Encuentro; 5to. Encuentro de Física y Química de Superficies; 2011

La observación de ferromagnetismo a altas temperaturas en materiales con sólo enlace s-p ha sido objeto de un especial interés debido a sus ventajas en sistemas que no tienen componentes magnéticos metálicos. Esta nueva clase de materiales magnéticos se origina por la formación de defectos de naturaleza química o estructural asociados normalmente a momentos magnéticos locales de átomos sub o sobrecoordinados. El grafeno ideal es no magnético, pero la presencia de defectos tales como vacancias o átomos no regulares en la red del grafeno inducen magnetismo. En este trabajo se estudia teóricamente la estructura electrónica de grafeno con vacancias, buscando encontrar patrones de comportamiento que ayuden al entendimiento de este fenómeno de gran interés tecnológico en spintrónica. Se consideró la creación de monovancias y divacancias y se emplearon dos técnicas DFT basadas en metodologías diferentes: una periódica y otra basada en racimos de átomos, complementarias por el tipo de información suministrada. Por un lado se efectuaron cálculos con el código VASP con una celda que contiene 32-n átomos de C y por otro lado cálculos con el código Gaussian 03 con una molécula modelo C42-nH16 (en ambos casos n=0,1,2). Los resultados indican la existencia de una localización de spin en los átomos de carbono que rodean al defecto. La magnitud de la magnetización total es similar para la monovacancia que para la divacancia. Se analiza la relación de este magnetismo con la inducción de estados localizados en energía alrededor del nivel de Fermi.