Graphene is two dimensional monolayer of carbon atoms with honeycomb lattice structure, the unique structure of graphene is the consequence of sp bonding.The band structure of graphene has 2 valleys associated with 2 special point s at the corner of Brillouin zone and the behavior like 'Dirac massless particle' of energy dispersion spectra are the most interesting properties of graphene that attract the attitude of science society. Last two decades, many experimental and theoretical researches had been conducted to discover the unique electronic properties of graphene, it became the 'hot' material for nano-electronic.
Recently, in the celebrated paper of professor Son, graphene again promised to be the new material for spintronic, even the candidate to replace silicon in computer industry. The interesting aspects spin transport properties of graphene ribbons have been investigated theoretically and experimentally. It was realized that the edge structure of graphene nano ribbon play the crucial role in spin transport, the magnetic impurities also make crucial contributions. The interesting phase transition of edge state,has been discovered lately, plays an important role as well.
Almost the previous researches in spin transport of graphene concentrated in zigzag edge nano ribbons with apply electric field, magnetic field and vacancies. In this research, we will investigate the spintronic of carbon nanotube with single zigzag edge vacancy area. We also consider the effect of electric field and magnetic impurities on the system. We perform numerical calculations base on the non equilibrium green function (NEG) method and mean field approximation (MFA) in tight binding system, we will investigate the spin transport dependences of carbon nanotube on intensity as well as angle of applied electric field. The results show that we can control the spin transport of nano tube by changing applied electric field.
그래핀(Graphene)은 s-p 결합의 결과인 고유한 벌집모양의 격자 구조를 가지는 탄소 원자들의 2차원적인 단층이다. 그래핀은 브릴루앙 영역(Brillouin Zone)의 모퉁이에 2개의 특정한 점들을 가지는 2개의 valley를 포함하는 띠 구조를 가지고 있고, 이 구조는 에너지 분산 스펙트럼에서의 질량없는 디랙 입자와 같은 움직임과 같은 매우 재미있는 특성으로 관심을 받고 있다. 그래핀의 이런 특별한 전자 특성을 설명하기 위하여 최근 20년 동안 많은 실험적, 이론적 연구들이 수행되어졌고, 여전히 뜨거운 과학적 관심의 대상이다.
최근에 송 교수님은 기념할만한 논문의 그래핀 리본의 스핀 수송의 실험적, 이론적 결과를 통하여 그래핀이 스핀트로닉스를 위한 새로운 물질이 될 수 있음을 보여주었고, 심지어 컴퓨터의 실리콘을 대처할 수 있는 후보로서의 가능성도 보여주었다. 또한 그래핀 리본의 모퉁이 구조는 스핀 수송에서 핵심적인 역할을 하며, 자성 불순물들 또한 중요한 역할을 수행한다는 것도 알게 되었다. 최근에 수행된 결과들을 보면 모퉁이 상태의 상변화 또한 중요한 역할을 수행한다는 사실을 알 수 있다.
이 논문에서는 하나의 zigzag edge vacancy area를 가지는 탄소 나노튜브의 스핀트로닉스에 관한 연구를 수행하였는데, 특히 이런 시스템에 자기장과 전기장을 가하였을 때 발생되는 현상과 특성들에 관한 연구를 수행하였다. 여기에서 우리는 Non Equilibrium Green function(NEG) 방법과 Mean Field Approximation(MFA) 방법을 통한 수치해석 방법을 사용하여, 전기장의 각도와 세기가 탄소나노튜브의 스핀 수송에 어떤 영향을 미치는지를 연구하였고, 전기장의 변화를 통하여 우리가 어떻게 탄소 나노튜브의 스핀 수송을 조절할 수 있는지를 보일 것이다.
