Charge and spin doping of graphene by substitutional impurities: theory and experiment
Project goals
Graphene based nano materials are promising candidates for future generation electronic circuits, sensors, the energy harvesting devices. They can play a key role for spintronics, such as the novel ultra-high density magnetic recording media and magnetic random-assess memories. We propose combined theoretical and experimental study of graphene doped substitutionally by charge and spin carriers, and graphene intercalated transition metal layers, in order to utilise and control the electronic and magnetic character of the material. The investigation will employ the density-functional theory combined with the many body interacting electron theory, which accurately describes the electron correlations in d atomic shells. The experimental part will include the use of highly precise experimental scanning tunneling microscopy and atomic force microscopy techniques. Synergy of the state-of-the-art theoretical calculations with advanced experiments will allow to explore the material properties on the scale of individual atoms, and is important for the novel technological applications.
Keywords
electronic structureelectron correlationsmagnetic anisotropydefects and impuritiesadsorptionscanning tunneling microscopyatomic force microscopy
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 19 (SGA0201500001)
Main participants
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
15-07172S
Alternative language
Project name in Czech
Optimalizace vlastností grafenu dopováním substitučními příměsemi: teorie a experiment
Annotation in Czech
Materiály na bázi grafenu by díky svým jedinečným vlastnostem mohly v blízké budoucnosti najít široké uplatnění v elektronice a spintronice, při vývoji magnetických médií s velmi vysokou hustotou záznamu či magnetorezistivních pamětí s přímým přístupem (MRAM). V rámci navrhovaného grantového projektu budou teoretickými a experimentálními metodami studovány vlastnosti grafenu dopovaného nosiči elektrického náboje a spinu pomocí substitučních příměsí, a též grafenu interkalovaného vrstvami přechodových kovů, s cílem optimalizace elektronických a magnetických vlastností těchto materiálů pro technologické aplikace. Po teoretické stránce bude použita teorie funkcionálu hustoty kombinovaná s mnohočásticovým popisem částečně zaplněných d slupek atomů přechodových kovů. Experimentální studium bude prováděno metodami řádkovací tunelovací mikroskopie. Propojení pokročilých výpočetních a experimentálních metod umožní studovat materiálové vlastnosti na úrovni jednotlivých atomů.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Graphene nanomaterials with wide potential applications in electronics were studied by combination of computational (electronic structure) and experimental methods (STM, AFM). The studies were focused on the scale of individual atoms on surface. Results were shown in 11 papers published in high-quality journals and are of interest both for technology and development of computational methods.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2015
Realization period - end
Dec 31, 2017
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 5, 2017
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP18-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
May 4, 2018
Finance
Total approved costs
5,698 thou. CZK
Public financial support
5,698 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
5 698 CZK thou.
Public support
5 698 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BM - Solid-state physics and magnetism
Solution period
01. 01. 2015 - 31. 12. 2017