Graphene nanoribbons with zigzag-shaped edge (zGNRs) are predicted to be magnetic insulator at the ground state, attracting significant interest in view of spintronic applications. On the other hand, although they are energetically and thermodynamically more favored than zGNRs, graphene nanoribbons with armchair-shaped edge (aGNRs) have been less spotlighted than zGNRs due to the absence of magnetism. In recent years, atomically controllable bottom-up synthesis technologies of functionalized aGNRs have been actively studied and developed. Herein, based on the combined density functional theory (DFT) and matrix Green's function (MGF) approach, we consider aGNRs functionalized with various functional groups or edge shapes, and show that the spin polarizations develop for some of the considered functionalization cases. The origin of the induced magnetism will be discussed within the Lieb’s theorem. This work will provide a novel guidance for the development of graphene-based spintronic devices.
지그재그형 테투리의 그래핀 나노리본은 바닥상태에서 자성절연체로 예측되며, 스핀트로닉스 응용관점에서 큰 관심을 불러모았다. 반면, 안락의자형 그래핀 나노리본은 에너지, 열역학적으로 지그재그형보다 더 선호됨에도 불구, 자성의 부재로 인해 관심이 덜하였다. 최근에는 상향식(바텀-업) 접근 방법을 통해 원자수준에서 조절 가능한 안락의자형 나노리본의 합성기술이 활발히 연구되고 개발되었다. 이 연구에서는, 밀도범함수이론과 행렬 그린 함수 접근법에 기반하여 다양한 작용기나 테두리 형태로 기능화된 안락의자형 그래핀 나노리본을 고려하고 몇 가지 경우에 대해 스핀 양극화 현상이 나타난다는 것을 보인다. 유도된 자성의 원인은 리브 이론을 이용하여 논의한다. 이 연구는 그래핀 기반 스핀트로닉스 디바이스의 개발을 위한 독보적인 지침을 제공할 것으로 예상된다.
