納米科學：研究解決了關於石墨烯中缺陷的電子結構的爭議！
在巴西聖保羅大學物理研究所（IF-USP）進行的一項研究解決了長期以來關於石墨烯缺陷的爭議。爭議與計算缺陷的整體電子結構有關。根據研究人員和使用的模型，以不同方式描述了包括許多變量的這種配置。該解決方案適用於所有型號並與實驗結果相符，由智利AnaMaríaValenciaGarcía及其博士生導師，IF-USP的正教授MaríliaJunqueiraCaldas獲得。
兩位研究人員撰寫的一篇文章發表在物理評論B上，題為「石墨烯中的單一空位缺陷：從理論建模中洞察其磁性特徵」。
卡爾達斯說：「社會上存在分歧，即通過從石墨烯片的晶格中去除單個碳原子形成的空位是否會導致弱磁矩或強磁矩，以及空位之間磁性相互作用的強度。」空位促使周圍的原子重新排列成新的組合以適應原子的缺失，在空位形成稱為「浮動軌道」的電子團簇。
三個重要的變量與這種現象有關：電子密度，即電子如何分布;電子水平，即電子佔據的能級;和磁矩，即由外部磁場在電子中產生的轉矩。
在石墨烯中第一手使用混合方法
「有兩種方法可以計算空位區域的整體電子結構，這兩種方法都來源於量子力學：Hartree-Fock（HF）方法和密度泛函理論（DFT）。在DFT中，通過製作每個電子進行計算與平均電子密度相互作用，其中包括所討論的電子。在HF中，使用的算子排除電子並僅考慮其與其他電子的相互作用.HF產生更精確的電子結構結果，但計算更加費力，「Caldas說。
「這兩種方法通常是通過混合功能結合起來的，自20世紀末以來，科學文獻中已經提到了這兩種方法。我不久前曾在一項關於聚合物的研究中與他們合作，但他們從未用過石墨烯的情況.AnaMaríaValenciaGarcía和我所做的是發現最能描述材料的混合功能。應用於計算機模擬的幾個模型，我們的混合功能產生了相同的結果，這個結果與實驗數據相匹配。 「
除了解決持續數年的爭議之外，這項研究的另一個有趣的方面是激發它的問題。卡爾達斯解釋說：「我們是通過一種被稱為人為黑暗地球或ADE的物質引起的興趣來實現的。」「ADE是一種非常黑暗，肥沃的土壤，在世界上幾個地方都有發現，包括亞馬遜。即使在高溫下也能保持水分，即使在大雨中也能保持肥沃。它被稱為人為因為它的成分來源於中間和栽培至少兩千年前，哥倫比亞前期的土著居民已經知道這種有趣的材料是由石墨烯納米薄片的多層疊層產生的。我們對ADE的興趣促使我們研究石墨烯片中的空位現象「。
總之，應該注意的是，石墨烯片中存在空位的潛在應用，因為信息可以編碼在缺陷中而不是整個結構中。然而，在開發應用程式之前還需要進行更多的研究。