Численное моделирование стационарных псевдоспиновых волн на моноатомных плёнках графена

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В экспериментах на однослойных графеновых плёнках наблюдается явление ферромагнетизма. При этом данный феномен не может порождаться ни одной из трёх распространённых причин: наличием примесей в графене, наличием дефектов в графене, влиянием границ однослойной графеновой плёнки. Авторы предполагают, что источником ферромагнетизма может служить спонтанное нарушение спиновой симметрии в графеновой плёнке. Классические полевые модели, описывающие спонтанное нарушение симметрии, являются нелинейными. Среди нелинейных моделей одной из простейших является широко известная 4 модель. Предполагается, что в рамках данной модели можно описать большинство интересующих нас характеристик спиновых волн, а также феномен ферромагнетизма в графене. Эта модель допускает наличие кинковых и антикинковых точных решений, а также существование квазичастицы бризер. Авторами численно промоделировано квазичастичное решение бризер. Для этого численно получена энергия взаимодействия решений типа кинк-антикинк. Эта энергия используется для численного решения уравнения Шрёдингера для спиновых волн со структурой бризеров. Методом Ритца решения уравнения Шрёдингера приводятся к обобщённой задаче на собственные значения и собственные векторы. Эта задача исследуется в данной статье.

Об авторах

Ле Ань Ньат

Российский университет дружбы народов

Автор, ответственный за переписку.
Email: leanhnhat@tuyenquang.edu.vn

Кафедра прикладной информатики и теории вероятностей

ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, 117198, Россия

К. П. Ловецкий

Российский университет дружбы народов

Email: lovetskiy-kp@rudn.ru

Кафедра прикладной информатики и теории вероятностей

ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, 117198, Россия

Л. А. Севастьянов

Российский университет дружбы народов; Лаборатория теоретической физики Объединённый институт ядерных исследований

Email: sevastianov-la@rudn.ru

Кафедра прикладной информатики и теории вероятностей

ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, 117198, Россия; ул. Жолио-Кюри, д. 6, г. Дубна, Московская область, 141980, Россия

Д. С. Кулябов

Российский университет дружбы народов; Лаборатория информационных технологий Объединённый институт ядерных исследований

Email: kulyabov-ds@rudn.ru

Кафедра прикладной информатики и теории вероятностей

ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, 117198, Россия; ул. Жолио-Кюри, д. 6, г. Дубна, Московская область, 141980, Россия

Список литературы

  1. J. Červenka, M. I. Katsnelson, and C. F. Flipse, “Room-temperature ferromagnetism in graphite driven by two-dimensional networks of pointdefects,” Nature Physics, vol. 5, no. 11, pp. 840-844, 2009. doi: 10.1038/nphys1399.
  2. Y. Wang, Y. Hoang, Y. Song, X. Zhang, Y. Ma, J. Liang, and Y. Chen, “Room-temperature ferromagnetism of graphene,” Nano Letters, vol. 9, no. 1, pp. 220-224, 2009. doi: 10.1021/nl802810g.
  3. P. Esquinazi, A. Setzer, R. Höhne, C. Semmelhack, Y. Kopelevich, D. Spemann, T. Butz, B. Kohlstrunk, and M. Lösche, “Ferromagnetism in oriented graphite samples,” Physical Review B Condensed Matter and Materials Physics, vol. 66, no. 2, pp. 1-10, 2002. DOI: 10.1103/ PhysRevB.66.024429. arXiv: 0203153 [cond-mat].
  4. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, “Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene,” Nature, vol. 438, no. 7065, pp. 197-200, Nov. 2005. doi: 10.1038/nature04233.
  5. Y. Zhang, Y.-W. Tan, H. L. Stormer, and P. Kim, “Experimental observation of the quantum Hall effect and Berry’s phase in graphene,” Nature, vol. 438, no. 7065, pp. 201-204, Nov. 2005. DOI: 10. 1038 / nature04235.
  6. N. M. R. Peres, F. Guinea, and A. H. Castro Neto, “Coulomb interactions and ferromagnetism in pure and doped graphene,” Physical Review B, vol. 72, no. 17, p. 174 406, Nov. 2005. doi: 10.1103/PhysRevB.72. 174406. arXiv: 0507061 [cond-mat].
  7. N. M. R. Peres, F. Guinea, and A. H. Castro Neto, “Electronic properties of disordered two-dimensional carbon,” Physical Review B, vol. 73, no. 12, p. 125 411, Mar. 2006. DOI: 10. 1103 / PhysRevB. 73. 125411. arXiv: 0512091 [cond-mat].
  8. D. D. Grachev, Y. P. Rybakov, L. A. Sevastianov, and E. F. Sheka, “Ferromagnetism in graphene and fulleren nanostructures. Theory, modeling, experiment,” Bulletin of PFUR. Series “Mathematics. Information Sciences. Physics”, no. 1, pp. 20-27, 2010.
  9. D. D. Grachev and L. A. Sevastyanov, “The Quantum Field Model of the Ferromagnetism in Graphene Films,” Nanostructures, Mathematical Physics and Modelling., vol. 4, pp. 5-15, 2011.
  10. Y. P. Rybakov, M. Iskandar, and A. Ahmed, “Magnetic Excitations of Graphene in 8-Spinor Realization of Chiral Model,” RUDN Journal of Mathematics, Information Sciences and Physics, vol. 25, no. 3, pp. 266- 275, 2017. doi: 10.22363/2312-9735-2017-25-3-266-275.
  11. Y. P. Rybakov, “Spin Excitations in Chiral Model of Graphene,” Solid State Phenomena, vol. 233-234, pp. 16-19, Jul. 2015. doi: 10.4028/www. scientific.net/SSP.233-234.16.
  12. Y. P. Rybakov, “On Chiral Model of Graphene,” Solid State Phenomena, vol. 190, pp. 59-62, Jun. 2012. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/' target='_blank'>www.scientific.net/ SSP.190.59.
  13. D. V. Kolesnikov and V. A. Osipov, “The continuum gauge field-theory model for low-energy electronic states of icosahedral fullerenes,” The European Physical Journal B, vol. 49, no. 4, pp. 465-470, Feb. 2006. doi: 10.1140/epjb/e2006-00087-y. arXiv: 0510636 [cond-mat].
  14. H. Watanabe and H. Murayama, “Unified Description of Non-Relativistic Nambu-Goldstone bosons,” Physical Review Letters, vol. 108, p. 25 160, 2012. doi: 10.1103/PhysRevLett.108.251602.
  15. D. S. Kulyabov, K. P. Lovetskiy, and L. A. Nhat, “Simple Model of Nonlinear Spin Waves in Graphene Structures,” RUDN Journal of Mathematics, Information Sciences and Physics, vol. 26, no. 3, pp. 244-251, 2018. doi: 10.22363/2312-9735-2018-26-3-244-251.
  16. L. A. Nhat, K. P. Lovetskiy, and D. S. Kulyabov, “A new algorithm used the Chebyshev pseudospectral method to solve the nonlinear secondorder Lienard differential equations,” Journal of Physics: Conference Series, vol. 1368, pp. 042036.1-8, Nov. 2019. DOI: 10. 1088 / 1742 6596/1368/4/042036.
  17. J. F. Cariñena, M. F. Rañada, and M. Santander, “One-dimensional model of a quantum nonlinear harmonic oscillator,” Reports on Mathematical Physics, vol. 54, no. 2, pp. 285-293, Oct. 2004. doi: 10.1016/S00344877(04)80020-X. arXiv: 0501106 [hep-th].

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».