Электронная структура, магнитные и транспортные свойства нанолент графена на полупроводниковых подложках MeN(Me=B,Al) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Нгуен Ван Чыонг

• Нгуен Ван Чыонг
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Нгуен Ван Чыонг

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Строение, физические свойства, методы получение и применение нанолент графена

1.1 Основные факторы, влияющие на свойства нанолент графена

1.2 Методы изготовления графеновых нанолент

1.3 Применения графеновых нанолент

2 Теоретические методы квантово-механического расчёта

2.1 Первопринципные методы расчета электронной структуры

2.2 Теория функционала электронной плотности

2.3 Приближение для обменно-корреляционного функционала

2.4 Внешнее электрическое поле

2.5 Достоверность и применимость теоретических методов

3 Электронная структура, магнитные и транспортные свойства интерфейса 2СЫК/Ь-ВК(0001)

3.1 Атомная и электронная структуры нанолент гвЫЯ без подложки

3.2 Модель 20КК/11-В?чГ(0001) и методы её изучения

3.3 Атомная структура и магнетизм интерфейса 20ЫЯЛ1-ВЫ(0001)

3.4 Электронная стуруктура интерфейса 2СЫКУЬ-ВЫ(0001)

3.5 Транспортные свойства интерфейса 2СККЛт-В1Ч(0001)

3.6 Настройка электрическим полем электронной структуры, магнитных и транспортных свойств интерфейса 2СКК/Ь-ВН(0001)

3.7 Выводы к разделу 3

4 Электронная структура и магнитные свойства двухслойных нанолент графена на гексагональном нитриде бора ВгСКК/Ь-ВЫ(0001)

4.1 Атомная и электронная структуры ВгвМЯ без подложки

4.2 Атомная структура интерфейса В7СЫК/11-ВГ\Г(0001)

4.3 Влияние наномеханического поля на электронные и магнитные свойства интерфейса В2СМЯ/Ь-ВМ(0001)

4.4 Влияние внешнего электрического поля на электронные и магнитные

свойства интерфейса BZGNR/h-BN(0001)

4.5 Выводы к разделу 4

5 Электронные, магнитные и транспортные свойства нанолент графена типа зигзаг на нанолисте нитрида алюминия ZGNR/A1NNS(0001)

5.1 Атомная структура интерфейса ZGNR/A1NNS(0001)

5.2 Электронные свойства интерфейса ZGNR/A1NNS(0001)

5.3 Влияние электрического поля разных направлений на электронные и

магнитные свойства интерфейса ZGNR/A1NNS(0001)

5.4 Транспортные свойства интерфейса ZGNR/A1NNS(0001)

5.5 Выводы к разделу 5

Заключение

Список цитируемой литературы

Основные публикации автора по теме диссертации

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электронная структура, магнитные и транспортные свойства нанолент графена на полупроводниковых подложках MeN(Me=B,Al)»

Введение

Актуальность темы. В последнее время, одномерные углеродные наноструктуры (наноленты графена, СМЯб) явились объектом физики конденсированного состояния и изучения в большом числе работ, что обусловлено их удивительными свойствами и предсказанными заманчивыми перспективами их использования в спинтронике [1 - 5]. Известно [3, 6], что благодаря квантово-размерному эффекту величина энергетической щели в ОЫЯб может уменьшаться с увеличением ширины полосы или возрастать с уменьшением ширины полосы. В зависимости от ширины, наноленты с геометрией края типа кресло (АвК!^) могут иметь металлический или полупроводниковый тип зонной структуры. Наноленты графена с геометрией края типа зигзаг (гСКЯБ) являются полупроводниками [3], обнаруживают удивительный краевой ферромагнетизм [1] и способность управляться поперечным электрическим полем [7]. В настоящее время достигнут значительный прогресс в изготовлении высококачественных одномерных каналов - графеновых нанолент ОКЯб [8, 9], что открывает перспективы их использования в реальных графеновых устройствах наноэлектроники и приводит к возрастанию интереса к изучению природы их поразительных свойств. Известно [4, 10], что спиновые моменты двух краев нанолент графена типа зигзаг в синглетном основном состоянии имеют

антиферромагнитное упорядочение. Следует отметить, что антиферромагнитное упорядочение краевых состояний зигзаговых нанолент недавно было поставлено под сомнение в работах [11, 12]. Важно, что квантоворазмерный эффект и межкраевое суперобменное взаимодействие в открывают возможность изменения их электронных и магнитных свойств. Электронная структура нанолент графена в антиферромагнитном упорядочении (АР^СЫЯб) соответствует полупроводниковому типу [8, 13, 14].

Размещение вЫ!^ на диэлектрической подложке может приводить к изменению их структуры и свойств, что обусловлено нелокальным диэлектрическим экранированием электрон - электронного взаимодействия в СМИ-Б. Подложка существенно модулирует электронные, магнитные и транспортные свойства

4

ОМЯб и ее роль возрастает при уменьшении ширины наноленты [6,14]. Выбор подложки для СЫЯб важен и может быть обусловлен необходимостью формирования новых свойств в графеновых устройствах. В напримере, для помещенных на металлические подложки (Аи, Р1:, N1, Си, А1, Ag, Рс1), установлено [15], что магнитные моменты в нанолентах гСЫЯ на ^-металлических поверхностях могут перестраиваться внешним электрическим полем. Данный факт объясняется доминированием электростатического взаимодействия между и Б-металлическими поверхностями. Для нанолент помещенных

на р- и ¿/-металлические поверхности, оказывается менее эффективна настройка электрическим полем [15]. Данное обстоятельство объясняется сильным взаимодействием между рг -орбиталями углерода и металлической подложкой, происходящим по механизму химической сорбции.

Выше сказанное показывает, что тема диссертации, посвященной изучению электронной структуры, магнитных и транспортных свойств нанолент графена на полупроводниковых подложках, актуальна.

Цель работы: определить особенности электронной структуры, природу межатомных взаимодействий, магнитных и транспортных свойств нанолент графена типа зигзаг без подложки и с подложками гексагонального нитрида бора и алюминия (Ь-ВИ, АИчТЫБ) и предложить способ настройки внешним электрическим поляем спин-поляризованной электронной структуры, магнитных и транспортных свойств таких одномерных структур.

Для достижения поставленной цели ставились задачи:

1. Теоретический анализ атомных и электронных свойств и оценка величины параметров ячейки, межатомных расстояний и транспортных характеристик некоторых углеродных структур (графит, графен, нанолента графена) на основе расчетов с использованием различных обменно-корреляционных функционалов для сопоставления с экспериментальными данными;

2. Моделирование и расчет атомной, зонной структуры и свойств интерфейсов однослойных и двухслойных нанолент графена и Е^ОМЯ) на подложках Ь-ВЫ и АШЫБ;

3. Установление закономерностей изменения зонной структуры, магнитных и транспортных свойств интерфейсов (В)20ЫК/Ь-ВЫ(0001), и 2СЫК/А1ЫМ8(0001) в зависимости от внешнего электрического поля;

Объекты исследования: углеродные наноструктуры (графит, двухслойный графен, нанолента графена, двухслойная нанолента графена), подложки из гексагонального нитрида бора Ь-В1Ч, нанолиста нитрида алюминия А1ЫЫ8, а также интерфейсы, образованные адсорбированными нанолентами ХвЫЯ на одной из базальных поверхностей 2С№1/ЫЩ0001) и 20Ш/А1Ш8.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые

1. рассчитаны кристаллографические и электронные свойства некоторых углеродных структур - графит, графен, двухслойный графен, нанолента графена методом ультрамягкого псевдопотенциала с использованием различных об-менно-корреляционных функционалов;

2. установлено, что стандартный подход ЭРТ не отражает в углеродных структурах существующие в них слабые дисперсионные взаимодействия, тогда как в схеме ОРТ-Б2 эти взаимодействия учитываются и такой подход представляется перспективным;

3. определены атомная структура, магнитные и транспортные свойства нанолент (20КЯ, ВгвМЯ) без подложек и с подложками (Ь-ВК, А1№>18) в рамках приближения БРТ-02;

4. установлены закономерности изменения электронных, магнитных и транспортных свойств нанолент гОШ, ВгСШ, гвЫК/Ь-ВК и гаКЯ/И-ВЫ в зависимости от внешнего электрического поля, под действием которого происходит переход полупроводник - полуметалл в указанных интерфейсах;

5. изучены зонный спектр и магнитные и транспортные свойства одномерного канала 2СМК/А1ЫМ8 и показаны возможности изменения указанных свойств под воздействием внешнего электрического поля разных направлений.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Наноленты одно- и двухслойного графена типа зигзаг взаимодействуют с подложкой Ь-ВЫ по механизму физической адсорбции, характеризуемой энергией связи 74 мэВ/атом и расстоянием до подложки, с1 ~ 3,09 А, и внешние потенциалы атомов В и N подложки модулирует энергетическую щель в спектре 71-электронов около уровня Ферми и подвижность носителей заряда в нано-лентах.

2. Приложение внешнего электрического поля вдоль ширины наноленты графена на подложке И-В^ОО!) вызывает перестройку их зонной структуры, приводящую к переходу полупроводник-полуметалл при критическом значении внешнего электрического поля.

3. Магнетизм краевых атомов углерода в нанолентах графена в составе полупроводниковой гетероструктуры 20МК/Ь-ВМ(0001) индуцируется спиновыми состояниями л-электронов около уровня Ферми и модулируется внешним электрическим полем.

4. Спин-поляризованный транспорт в одномерном графеновом канале, помещенном на полупроводниковых подложках типа МеЬ\ возрастает при уменьшении числа димеров в наноленте и модулируется эффектом внешних электрических полей разных направлений, достигая подвижности электронов в интервале 1,7-104...30,5-104 см2/В-с.

Практическая значимость работы. Полученные результаты могут быть использованы для интерпретации спектроскопических, энергетических, магнитных и других функциональных свойств изученных графеновых интерфейсов. Они могут служить модельными системами для направленного синтеза новых гетероструктур, перспективных для современных электронных устройств графеновой наноэлектроники и спинтроники.

Достоверность полученных результатов обеспечиваются использованием надежного метода псевдопотенциала и наиболее точного полноэлектронного метода ультрамягкого псевдопотенциала с использованием базиса плоских волн в рамках мощного и хорошо зарекомендовавшего себя программного пакета Quantum Espresso с открытым исходным кодом. Достоверность также подтверждается согласием результатов расчетов с использованием различных обменно-корреляционных функционалов и результатами расчетов других авторов, а также с известными экспериментальными данными.

Личный вклад. Автором совхместно с научным руководителем Плясовым В.В. выбраны тема, цель и методы расчета, а также сфорхмулированы основные выводы и научные положения. Лично автором осуществлены расчеты всех типов соединений и интерфейсов на основе объектов исследования, а также моделирование интерфейсов и разработка использованных методик для расчетов электронных и транспортных свойств одномерных структур, которые рекомендуются к применению для создания графеновых полевых транзисторов и других элементов спинтроники. В анализе и обсуждении особенностей атомной и зонной структуры исследуемых систем принимали участие Ершов И.В. и другие соавторы совместно опубликованных работ.

Апробация работы проходила на всероссийских и международных конференциях: Intern. Conf. «Advanced carbon nanostructures and methods of their diagnostic» (Saint-Peteburg, 2013); Intern. Conf. on computational modelling of nanostructured materials (Frankfurt, Germany, 2013); V Всерос. конф. no наноматериалам (Москва, 2014); XVI и XVII Междунар. междисципл. симп. «Порядок, беспорядок и свойства оксидов» (Туапсе - Ростов-на-Дону, 2013 и 2014); IV Междунар. междисципл. симп. Среды соструктурным и магнитным упорядочением» (Multiferroics-4) (г. Туапсе - Ростов-на-Дону, 2013); XVI Междунар. междисципл. симп. «Упорядочение в минералах и сплавах» (Туапсе - Ростов-на-Дону, 2013); Intern. Conf. on Nanomaterials: Applications and Properties (Украина, 2014); 4th Intern. Workshop on Nanotechnology and

8

Application (Vietnam, 2013); F/Междунар. междисципл. симп. «Физика низкоразмерных систем» (Туапсе - Ростов-на-Дону, 2014); XI Всерос. ежегодной конф. молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов» (Москва, 2014); XII Intern. Conf. on Nanostructured Materials (Москва, 2014); V Intern. Conf. on Advanced Materials (Aveiro, Portugal, 2014).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 23 работах, из них 10 статей в рецензируемых российских и зарубежных научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, и 13 статей, тезисов и докладов на международных, всероссийских и региональных конференциях. Список основных публикаций, снабженных литерой А, приведен в конце диссертации.

1 Строение, физические свойства, методы получение и применение нанолент графена

Углерод является одним из четырех наиболее распространенных элементов на Земле. Он может формировать разнообразные аллотропные формы. Графит и алмаз были известны с давних времен, недавно открытые фуллерены и нанотрубки находятся в центре внимания научного сообщества. Тем не менее, были известны только трехмерные (графит и алмаз), одномерные (нанотрубки) и нумерные (фуллерены) кристаллические формы углерода.

До недавнего времени все попытки получить двумерную форму углерода, были безуспешными. Теоретики предполагали, что в связи с тепловыми и квантовыми флуктуациями, идеальная двумерная система в свободном состоянии расслоится при конечной температуре, пока не перестанет существовать. Экспериментальная реализация двумерного кристалла углерода продолжала оставаться гипотезой до 2004 года до того, как графен был успешно получен в работах Новоселова К.С. и Морозова C.B. с соавторами [16-18] с помощью микромеханического отслаивания из высокоориентированного пиролитического графита. Однако, крупные хлопья графена образуют ряби, а, следовательно, становятся непланарными в свободном состоянии и не могут стабилизироваться, что подтверждают соответствующие теоретические исследования [19, 20].

Наноленты графена имеют нелинейный закон дисперсии в энергетическом спектре в окрестности точки Дирака. Благодаря квантово-размерному эффекту, связанному с шириной, наноленты содержат конечную запрещенную полосу, величина которой зависит от ориентации границ нанолент относительно кристаллической решетки графена. Различают два основных типа ориентации границ: нанолента типа «зигзаг» (zigzag graphene nanoribbon, ZGNR) и нанолента типа «кресло» (AGNR). Ширина AGNR характеризуется (рис. 1.1) числом ди-меров углерода вдоль нанолент, a ZGNR - числом зигзагообразных цепей вдоль нанолент.

Armchair

5) Zigzag

О p-K >-4

0-4» О—в

f

fr-e p--«

к \

tk—Q Q"—"®^

P—

Q и ■ Q^

3 4... ...n,

Width

• pbe-d: <h p.)

• PBEsol (bp) О Ы et. al

д Tapaszto et al (exp.)

<? Liang et ll

□ Ritter et aL (ACNK) (exp.)

О Ritter et aL (ZCNR) (exp.)

• \\ ang et aL (exp.)

- Barone et aL (HSE)

-Barone et aL (HSE)

• Tao et aL (exp.) ■ Bai et aL

• U et aL (exp.)

• Magda et aL (exp.)

0 12 3

w (hm)

Рисунок 1.1- Атомная структура графеновых нанолент типа кресла - (а) и зигзаг - (б); экспериментальное среднее значение и теоретические оценки запрещенной полосы нанолент графена шириной до 10 нм

Отличительной особенностью электронного спектра нанолент ZGNR является наличие локализованных состояний на уровне Ферми, которые обусловлены атомами границ, как считают WaAabayashi К. и Dutta S. в работе [21]. Наличие локализованных электронных состояний в графеновых нанолентах недавно экспериментально установили Sugawara К. и Usachov D. с соавторами в работах [22, 23] методом фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES). В частности, в работе [23] показано, что в окрестности дираковских точек наблюдаются состояния с конечной дисперсией. Появление сглаженных дисперсионных кривых Е(к) вблизи уровня Ферми за счет краевых состояний показали при изучении зонной структуры углеродных нанолент Nadada К. с соавторами [24] ATobayashi К. и соавторами [25] и Fujita М. с соавторами [26]. Такая сглаженная зона приводит к острому пику в локальной плотности состо-

яний для атомов углерода вблизи уровня Ферми. В формировании магнитных свойств графеновых наноразмерных полос играют важную роль электронные состояния атомов углерода на границе наноленты, как показали Wa&abayashi К. в работе [21].

Электронные свойства GNRs сильно зависят от их ширины и краевых топологий. В работе [27] XosAinen Р. с соавторами показали, что AGNRs являются более стабильной, чем ZGNRs, в связи с наличием сильных болтающих связей на краевых атомах С. Фактически во всех случаях были пассивированы атомы водорода на каждых краевых атомах С в структуре обоих типов наноленты типа GNR. Показано, что нанолента AGNR обладает немагнитными полупроводниковыми свойствами, а нанолента ZGNR - металлическими или полупроводниковыми свойствами, в зависимости от их краевых спиновых конфигураций.

В работе [14] Son Y.W. с соавторами показали, что антиферромагнитное упорядочение (AF) наноленты ZGNR с противоположными спиновыми ориен-тациями на их краях является основным упорядочением, по сравнению с ферромагнитным упорядочением (FM) наноленты ZGNR с одинадковыми спиновыми направлениями между краями. Нанолента AF-ZGNR имеет полупроводниковую прямую запрещенную полосу. Для нанолент AGNR и AF-ZGNR запрещенные полосы уменьшаются при увеличении их ширины по данным работы [28] Han M.Y. с соавторами. Из-за краевого состояния и краевой реактивности наноленты ZGNR могут демонстрировать различные электронные свойства с возможностью их настройки внешним электрическим полем, краевыми функ-ционализацией и краевым замещением. На данный момент в экспериментах достаточно получена явная зависимость величины запрещенной полосы от их ширины наноленты. Экспериментальное среднее значение и теоретические оценки запрещенной полосы ширины до 10 нм показаны на рис. 1.1, с.

1.1 Основные факторы, влияющие на свойства нанолент графена

Расчет DFT показал, что с приложением внешнего электрического поля, полупроводниковые наноленты ZGNR могут переходить в полуметалл. Эффект поперечного электрического поля (рис. 1.2) заключается в снятии вырождения по энергии для локализованных краевых состояний обоих спинов, то есть с приложением электрического поля в нанолентах 8-ZGNR запрещенная полоса для одного спина уменьшается, а для другого спина увеличивается до критического значения, в зависимости от критических значений электрического поля. Критическое электрическое поле, обеспечивающее фазовый переход полупроводник-полуметалл в них при увеличении ширины нанолент уменьшается, то есть противоположно ширине нанолент, в связи с различными электростатическими потенциалами двух краев.

В работе [14] Son Y. и с соавторами установили, что критическое значение электрического поля, обеспечивающего переход полупроводник — полуметалл в нанолентах 8-ZGNR составляет 2 В/нм. Изменение зонной структуры однослойных нанолент 8 - ZGNR с учетом внешнего электрического поля приведено на рисунке 1.3. Подобно однослойным нанолентам ZGNR, запрещенная полоса двухслойных нанолент типа ZGNR тоже чувствительна к электрическим полям, поэтому переход полупроводник - полуметалл - металл в двухслойных нанолентах тоже можно индуцировать.

Последние теоретические исследования показаны, что полуметалличность в нанолентах типа ZGNR может быть реализована краевой функционализацией донором и акцептором на одном из краев для создания градиента эффективного потенциала или введением спин-поляризованных примесных состояний на уровне Ферми через гибридную модификацию на одном крае. В работе [29] Kan E.-J и соавторы показали, что при пассивации ионом СНз- на одном крае и NO2 - на другом, наноленты типа ZGNR обладают полуметаллическими свойствами. Для них, но пассивированных CH3-NO2, запрещенная полоса вблизи уровня Ферми характеризуется (рис. 1.4) металлическим каналом со спином

вниз и полупроводниковым каналом со спином вверх. Спиновая плотность главным образом распределяется на краевых атомах С.

Рисунок 1.2 - Схема расположения электрического поля вдоль ширины наноленты по данным работы Б. с соавторами [30]

«А

К/?** , Гч.

Ч/Ч.' V

Рисунок 1.3- Изменение зонной структуры 1 б^ОКЯ

под влиянием внешнего электрического поля - (а); зависимости запрещенной полосы наноленты ZGNR от напряженности электрического поля - (б) и (в) по данным работы [14]

0.2

А»)

0.3 0.0 0.2 0.4 0 6 0 8 1.0

-М>2

-гш

Рисунок 1.4- Зонная структура (слева) и распределение спиновой плотности с пассивацией СН3 и N02 на краях (справа) по данным работы [29]

В работе [31] Wu M. и соавторы показали, что в нанолентах типа GNR можно достигнуть полуметалличности путем пассивации одного края гибридными группами X = SO2, NO2, CN или атомами водорода. Наноленты типа ZGNR с краевой пассивацией группами О, S, F, NH2 или ОН теоретически изучали Wu M. [32]; Cántele G. [33]; Ramasubramanian A. [34]; Gunlyc&e D. [35] ив работе [36] Hod О. каждый со своими соавторами. Таким образом, краевая функционализация дает возможность эффективного контроля электронного и спинового транспорта в нанолентах типа ZGNR.

Два свободных края GNRs служат активными центрами для краевого замещения. Путем простой замены краевых атомов С различными примесными атомами можно выборочно контролировать электронные и транспортные свойства нанолент типа GNR, как это проделали Yan Q. в работе [37]; Wang Z. в работе [38]; Jaiswal N .К. в работе [39]; Lisen&o S. в работе [40] каждый со своими соавторами. Все болтающие связи краевых атомов С в нанолентах типа GNR обычно пассивируются атомами водорода, но альтернативный подход заключается в замещении краевых атомов С атомами В или N, что описали в работе [41] Biel В. и соавторы.

Pyridine N pyrrolf N

Рисунок 1.5 — Зонная структура (верхняя панель) и распределение спиновой плотности (нижняя панель) для различных видов замещения атомов N в нанолентах типа 10-ZGNR

Краевые замещенные атомы В в нанолентах играют роль рассеивающих центров и могут «подавить» металлические зоны вблизи уровня Ферми, делая систему полупроводниковой, что преложили в работе [42] Martins Т. с соавторами. Наноленты типа ZGNR с замещением атомами В на обоих краях стабильны в ферромагнитном основном состоянии и показывают полуметаллические свойства вне зависимости от ширины нанолент. Однако замещение атомов N на обоих зигзагообразных краях в работе [43] Dutta S. и Pati S.K. стабилизировало систему в антиферромагнитном основном состоянии, причем она показала металлические свойства.

На основе DFT спин-неограниченного расчета Li Y. с соавторами в работе [45] выявили влияние замещения атомов N на электронные и магнитные свойства нанолент типа ZGNR. При замещении одним атомом N позиции краевого атома С наблюдается максимальная стабильность, по сравнению с внутренними позициями. Таким

AGNRs адсорбированы различными

образом, замещение одним атомом азота

атомам по данным работы [44]

может снять спиновую поляризацию на

одном замещенном крае, в то время как противоположный край (рис. 1.5) менее подвержен изменениям. Легированная нанолента 10-ZGNR превращается в бесщелевой спиновой полупроводник с исчезающей плотностью состоянии вблизи уровня Ферми. Минимум зоны проводимости канала со спином вверх и максимум валентной зоны канала со спином вниз касаются друг друга на уровне Ферми и поэтому щель закрывается. Когда происходит замещение вторым атомом азота позиции атома С, два легированных атома азота полностью локализованы на двух противоположных краях, и спиновая поляризация на обоих краях полностью запрещена, делая наноленты 10-ZGNR немагнитным

г к х г к х г к, х Рисунок 1.6- Зонная структура 5 -

металлом (см. рис. 1.5). Таким образом, в результате краевого замещения нано-ленты являются бесщеловыми полупроводниками или полуметаллами.

Адсорбцией на поверхность нанолент вЫЯ металлов можно индуцировать спонтанный магнетизм и новые электронные свойства, как показали ЗегмпсП Н. в работе [44] и Р^о V. в работе [46]. Когда атом 1л расположен вдоль края наноленты типа ОТчГЯ, некоторые резонансные пики связываются в работе [46] с изменением намагниченности с интервалом энергии ±2 эВ относительно уровня Ферми. Как показано в работе [44] атомы Бе и Т1, адсорбированные на крае наноленты типа АОИЯ, могут переходить (рис. 1.6) в пол у металлическое состояние с 100%-ной спиновой поляризацией на уровне Ферми. После адсорбции основной группы (С, В или Ы), антиферромагнетизм пластины типа переходит в ферромагнетизм, как считают в работе [47] /Сап Е. и его соавторы.

Рисунок 1.7 - Зонная структура 2С№1/8Ю2 с различными коэффициентами деформации по данным работы [48]

Графеновые материалы открывают большие возможности для создания элементов и устройств спинтроники [16, 49], благодаря своим уникальным свойствам. Использование графеновых лент нанометрового размера на диэлектрических подложках приводит дополнительно, с одной стороны, к появлению локализованных состояний в окрестности уровня Ферми, которые обнаружили в работе [49] Уи Б. с соавторами, а с другой - к возникновению энер-

гетической щели в безщелевом низкоэнергетическом спектре л-электронов графена, что показали в работе [21, 50].

Взаимодействие между GNRs и подложкой могут быть введены новые характеристики подложки. Например, магнетизм может быть индуцирован в работе [51] на поверхности нанолент ZGNR/Si. А также расчет ab initio в работе... [48] показал, что магнетизм в системе ZGNR/SiC>2 может быть настроен с использованием внешней деформации на поверхности SiC>2. Тогда магнитный момент изменяется с отрицательного значения на положительное. Благодаря ненасыщенной связи кислорода в подложке SiCb и взаимодействию нанолент ZGNR с этой подложкой, интерфейс ZGNR/SiCb имеет антиферромагнитное состояние при растяжении, а при сжатии - ферромагнитное состояние.

1.2 Методы изготовления графеновых нанолент

Электрические свойства и зонная структура GNRs играют важную роль в графеновых электрических устройствах. Некоторые методы были разработаны, включая метод осаждения из паровой фазы (CVD), литографированного листа, анизотропного травления, и «развертки» углеродных нанотрубок для получения высокоэффективных GNRs с узкой шириной, гладкой поверхностью и высокой электронной проводимостью. Показано, что полученные различными методами и процессами GNRs имеют различные морфологию и свойства.

Рисунок 1.8 - Полученные в работе [52] наноленты графита методом СУО длиной порядка 10 мкм и толщиной от 10 до 200 нм

Метод осаждения из паровой фазы (CVD) является прямым и простым методом для получения нанолент GNR. Этот метод не требует последующей обработки и поэтому дефекты в нанолентах GNR сводятся к минимуму. В 1990 году в работе [52] Murayama Н. и соавторами были впервые получены нано-ленты графита в температурном пределе 400...700 °С с использованием СО/Н2 как источник углерода и Fe(CO)s как катализатор.

При обработке при температуре 2800 °С в аргоне, поверхность нанолент GNR преобразована (рис. 1.8) в структуру гофрированного типа в результате чего большинство краевых атомов углерода исчезло. С использованием раствора, содержающего ферроцен и тиофен в этаноле в качестве катализатора и источника углерода чешуйчатые наноленты графита (см. рис. 1.8) в ратобе [53] Campos D. и соавторами были синтезированы процессом аэрозольного пиролиза Кристаллические наноленты графита демонстрируют идеальную укладку АВАВ с шириной 20...300 нм, длиной 20...30 мкм и толщиной 2...40 слоев. Различные методики исследования показали, что наноленты графита имеют кристаллическую плоскость (002) параллельную оси роста наноленты. По сравнению с многослойными углеродными нанотрубами, кристаллические углеродные наноленты в работе [54] Mahanandia Р. и соавторами могут быть синтезированы процессом пиролиза в тетрагидрофуране и в растворе ферроцена (см. рис. 1.8). ТЕМ-изображения также показали, что плоскость (002) решетки углеродных нанолент перпендикулярна оси роста. Таким образом, метод CVD дает возможность получения в больших количествах новых форм нанолент GNR со свободными краями.

В 2010 году был представлен в работе [55] Sprinkle М. и соавторами процесс самоогранизованного роста нанолент GNR на подложке карбида кремния (SiC). В этом методе подложка SiC была получена методом размерной варьируемой фотолитографии и микроэлектронной обработки. После отжига подложки SiC при высокой температуре 1200... 1300 °С и промежуточном вакууме 10"4 торр., нанолента GNR шириной 40 нм могут быть выращены в заданном поло-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нгуен Ван Чыонг, 2015 год

Список цитируемой литературы

1. Baringhaus, J. Exceptional ballistic transport in epitaxial graphene nanoribbons / J. Baringhaus, M. Ruan, F. Edler, A. Tejeda, M. Sicot, A. Taleb-Ibrahimi, A.-P. Li, Z. Jiang, E. H. Conrad, and C. Berger // Nature. - 2014. - Vol.506. -P.349-354.

2. Krychowski, D. Kondo effect of a cobalt adatom on a zigzag graphene nanoribbon / D. Krychowski, J. Kaczkowski, and S. Lipinski // Physical Review B. - 2014. - Vol.89. - P.035424.

3. Yu, J. Electronic properties of graphene nanoribbons stacked on boron nitride nanoribbons / J. Yu, Z. Zhang, and W. Guo // Journal of Applied Physics. -2013. - Vol.113. -P.133701.

4. Huang, L. F. Understanding and tuning the quantum-confinement effect and edge magnetism in zigzag graphene nanoribbon / L. F. Huang, G. R. Zhang, X. H. Zheng, P. L. Gong, T. F. Cao, and Z. Zeng // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2013. - Vol.25. - P.055304.

5. Tang, Q. Graphene-related nanomaterials: tuning properties by functionalization / Q. Tang, Z. Zhou, and Z. Chen // Nanoscale. - 2013. -Vol.5. - P.4541-4583.

6. Martin-Martinez, F. J. Electronic structure and aromaticity of graphene nanoribbons / F. J. Martin-Martinez, S. Fias, G. Van Lier, F. De Proft, and P. Geerlings // Chemistry-A European Journal. - 2012. - Vol.18. - P.6183-6194.

7. Wang, Z. F. Spatially separated spin carriers in spin-semiconducting graphene nanoribbons / Z. Wang, S. Jin, and F. Liu // Physical review letters. - 2013. -Vol.111. -P.096803.

8. Tang, Q. Graphene-analogous low-dimensional materials / Q. Tang and Z. Zhou // Progress in Materials Science. - 2013. - Vol.58. - P.1244-1315.

9. Byun, I.-S. Nanoscale lithography on monolayer graphene using hydrogenation and oxidation / I.-S. Byun, D. Yoon, J. S. Choi, I. Hwang, D. H. Lee, M. J.

Lee, T. Kawai, Y.-W. Son, Q. Jia, and H. Cheong // ACS nano. - 2011. - Vol.5. -P.6417-6424.

10. Withers, F. Nanopatterning of fluorinated graphene by electron beam irradiation / F. Withers, T. H. Bointon, M. Dubois, S. Russo, and M. F. Craciun //Nano letters. - 2011. - Vol.11. - P.3912-3916.

11. Huzak, M. Half-metallicity and spin-contamination of the electronic ground state of graphene nanoribbons and related systems: An impossible compromise? / M. Huzak, M. S. Deleuze, and B. Hajgato // The Journal of chemical physics. - 2011. - Vol.135. - P. 104704.

12. Hajgato, B. Focal point analysis of the singlet-triplet energy gap of octacene and larger acenes / B. Hajgato, M. Huzak, and M. S. Deleuze // The Journal of Physical Chemistry A. - 2011. - Vol.115. - P.9282-9293.

13. Qin, R. Room-temperature giant magnetoresistance over one billion percent in a bare graphene nanoribbon device / R. Qin, J. Lu, L. Lai, J. Zhou, H. Li, Q. Liu, G. Luo, L. Zhao, Z. Gao, and W. N. Mei // Physical Review B. - 2010. -Vol.81.-P.233403.

14. Son Y.-W. Half-metallic graphene nanoribbons / Y.-W. Son, M. L. Cohen, and S. G. Louie //Nature. - 2006. - Vol.444. - P.347-349.

15. Chen, J. Tuning the magnetic moments in zigzag graphene nanoribbons: Effects of metal substrates / J. Chen, M. Vanin, Y. Hu, and H. Guo // Physical Review B. - 2012. - Vol.86. - P.075146.

16. Novoselov, K.S. Electric field effect in atomically thin carbon films / K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. Dubonos, I. Grigorieva, and A. Firsov // Science. - 2004. - Vol.306. - P.666-669.

17. Novoselov, K.S. Two-dimensional atomic crystals / K. Novoselov, D. Jiang, F. Schedin, T. Booth, V. Khotkevich, S. Morozov, and A. Geim // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2005. -Vol.102. - P. 10451-10453.

18. Novoselov, K.SA. Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene / K. Novoselov, A. K. Geim, S. Morozov, D. Jiang, M. K. I. Grigorieva, S. Dubonos, and A. Firsov // nature. - 2005. - Vol.438. - P. 197200.

19. Meyer, J.C. The structure of suspended graphene sheets / J. C. Meyer, A. K. Geim, M. Katsnelson, K. Novoselov, T. Booth, and S. Roth // Nature. - 2007. -Vol.446. - P.60-63.

20. Fasolino, A. Intrinsic ripples in graphene / A. Fasolino, J. Los, and M. I. Katsnelson // Nature materials. - 2007. - Vol.6. - P.858-861.

21. Wakabayashi, K. Nanoscale and edge effect on electronic properties of graphene / K. Wakabayashi and S. Dutta // Solid State Communications. -2012. - Vol.152. - P. 1420-1430.

22. Sugawara, K. Fermi surface and edge-localized states in graphite studied by high-resolution angle-resolved photoemission spectroscopy / K. Sugawara, T. Sato, S. Souma, T. Takahashi, and H. Suematsu // Physical Review B. - 2006. -Vol.73.-P.045124.

23. Usachov, D. Quasifreestanding single-layer hexagonal boron nitride as a substrate for graphene synthesis / D. Usachov, V. Adamchuk, D. Haberer, A. Griineis, H. Sachdev, A. Preobrajenski, C. Laubschat, and D. Vyalikh // Physical Review B. - 2010. - Vol.82. - P.075415.

24. Nakada, K. Edge state in graphene ribbons: Nanometer size effect and edge shape dependence / K. Nakada, M. Fujita, G. Dresselhaus, and M. S. Dresselhaus // Physical Review B. - 1996. - Vol.54. - P. 17954.

25. Kobayashi, K. Electronic structure of a stepped graphite surface / K. Kobayashi // Physical Review B. - 1993. - Vol.48. - P. 1757.

26. Fujita, M. Peculiar localized state at zigzag graphite edge / M. Fujita, K. Wakabayashi, K. Nakada, and K. Kusakabe // Journal of the Physical Society of Japan. - 1996. - Vol.65. - P. 1920-1923.

27. Koskinen, P. Self-passivating edge reconstructions of graphene / P. Koskinen, S. Malola, and H. Häkkinen // Physical review letters. - 2008. - Vol.101. -P. 115502.

28. Energy band-gap engineering of graphene nanoribbons / M. Y. Han, B. Özyilmaz, Y. Zhang, and P. Kim // Physical review letters. - 2007. - Vol.98. -P.206805.

29. Kan, E. Half-metallicity in edge-modified zigzag graphene nanoribbons / E.-j. Kan, Z. Li, J. Yang, and J. Hou // Journal of the American Chemical Society. -2008. - Vol.130. - P.4224-4225.

30. Dutta, S. Intrinsic Half-Metallicity in Modified Graphene Nanoribbons / S. Dutta, A. K. Manna, and S. K. Pati // Physical Review Letters. - 2009. -Vol.102. -P.096601.

31. Wu, M. Inorganic nanoribbons with unpassivated zigzag edges: Half metallicity and edge reconstruction / M. Wu, X. Wu, Y. Pei, and X. C. Zeng // Nano Research. - 2011. - Vol.4. - P.233-239.

32. Wu, M. Materials design of half-metallic graphene and graphene nanoribbons / M. Wu, X. Wu, Y. Gao, and X. C. Zeng // Applied Physics Letters. - 2009. -Vol.94. -P.223111.

33. Cantele, G. Spin channels in functionalized graphene nanoribbons / G. Cantele, Y.-S. Lee, D. Ninno, and N. Marzari // Nano letters. - 2009. - Vol.9. - P.3425-3429.

34. Ramasubramaniam, A. Carrier-induced antiferromagnet of graphene islands embedded in hexagonal boron nitride / A. Ramasubramaniam and D. Naveh // Physical Review B. - 2011. - Vol.84. - P.075405.

35. Gunlycke, D. Altering low-bias transport in zigzag-edge graphene nanostrips with edge chemistry / D. Gunlycke, J. Li, J. Mintmire, and C. White // Applied Physics Letters. - 2007. - Vol.91. - P. 112108.

36. Hod, O. Enhanced half-metallicity in edge-oxidized zigzag graphene nanoribbons / O. Hod, V. Barone, J. E. Peralta, and G. E. Scuseria // Nano letters. - 2007. - Vol.7. - P.2295-2299.

37. Yan Q. Intrinsic Current-Voltage Characteristics of Graphene Nanoribbon Transistors and Effect of Edge Doping / Q. Yan, B. Huang, J. Yu, F. Zheng, J. Zang, J. Wu, B.-L. Gu, F. Liu, and W. Duan // Nano Letters. - 2007. - Vol.7. -P. 1469-1473.

38. Wang, Z. The electronic properties of graphene nanoribbons with boron/nitrogen codoping / Z. Wang, H. Hu, and H. Zeng // Applied Physics Letters. - 2010. - Vol.96. - P.243110.

39. Jaiswal, N.K. First principles calculations of cobalt doped zigzag graphene nanoribbons / N. K. Jaiswal and P. Srivastava // Solid State Communications. -2012. - Vol.152. - P.1489-1492.

40. Lisenkov, S. Magnetic anisotropy and engineering of magnetic behavior of the edges in Co embedded graphene nanoribbons / S. Lisenkov, A. N. Andriotis, and M. Menon // Physical review letters. - 2012. - Vol.108. - P. 187208.

41. Biel, B. Anomalous doping effects on charge transport in graphene nanoribbons / B. Biel, X. Blase, F. Triozon, and S. Roche // Physical review letters. - 2009. - Vol.102. - P.096803.

42. Martins, T.B. Electronic and transport properties of boron-doped graphene nanoribbons / T. Martins, R. Miwa, A. J. da Silva, and A. Fazzio // Physical review letters. - 2007. - Vol.98. - P.196803.

43. Dutta, S. Half-metallicity in undoped and boron doped graphene nanoribbons in the presence of semilocal exchange-correlation interactions / S. Dutta and S. K. Pati // The Journal of Physical Chemistry B. - 2008. - Vol.112. - P.1333-1335.

44. Sevinijli, H. Electronic and magnetic properties of 3d transition-metal atom adsorbed graphene and graphene nanoribbons / H. Sevin^i, M. Topsakal, E. Durgun, and S. Ciraci // Physical Review B. - 2008. - Vol.77. - P. 195434.

45. Li, Y. Spin gapless semiconductor- metal- half-metal properties in nitrogen-doped zigzag graphene nanoribbons / Y. Li, Z. Zhou, P. Shen, and Z. Chen // ACS nano. - 2009. - Vol.3. - P.1952-1958.

46. Rigo, V. Electronic, structural, and transport properties of Ni-doped graphene nanoribbons / V. Rigo, T. Martins, A. J. da Silva, A. Fazzio, and R. Miwa // Physical Review B. - 2009. - Vol.79. - P.075435.

47. Kan, E. Half-metallic Dirac point in B-edge hydrogenated BN nanoribbons / E. Kan, F. Wu, H. Xiang, J. Yang, and M.-H. Whangbo // The Journal of Physical Chemistry C. - 2011. - Vol.115. - P. 17252-17254.

48. Guo, Y. Mechanically tunable magnetism on graphene nanoribbon adsorbed Si02 surface / Y. Guo and W. Guo // Journal of Applied Physics. - 2012. -Vol.111. -P.074317.

49. Yu, S. First principle, calculations of the electronic properties of nitrogen-doped carbon nanoribbons with zigzag edges / S. Yu, W. Zheng, Q. Wen, and Q. Jiang // Carbon. - 2008. - Vol.46. - P.537-543.

50. Гричук, E.C. Эффект адиабатического квантового насоса в графеновых нанолентах при резонансном туннелировании / Е. С. Гричук // 3-Физика полупроводников и диэлектриков (включая наносистемы). - Р. 177.

51. Zhang, Z. Tunable magnetism on Si (lll)-(2* 1) via chemisorption of graphene nanoribbons / Z. Zhang, W. Guo, and X. C. Zeng // Physical Review B. - 2010. - Vol.82. - P.235423.

52. Murayama, H. A novel form of filamentous graphite / H. Murayama and T. Maeda//- 1990.

53. Campos-Delgado, J. Bulk production of a new form of sp2 carbon: crystalline graphene nanoribbons / J. Campos-Delgado, J. M. Romo-Herrera, X. Jia, D. A. Cullen, H. Muramatsu, Y. A. Kim, T. Hayashi.. Z. Ren, D. J. Smith, and Y. Okuno //Nano letters. - 2008. - Vol.8. - P.2773-2778.

54. Mahanandia, P. Synthesis and characterization of carbon nanoribbons and single crystal iron filled carbon nanotubes / P. Mahanandia, K. Nanda, V.

Prasad, and S. Subramanyam // Materials Research Bulletin. - 2008. - Vol.43. -P.3252-3262.

55. Sprinkle, M. Scalable templated growth of graphene nanoribbons on SiC / M. Sprinkle, M. Ruan, Y. Hu, J. Hankinson, M. Rubio-Roy, B. Zhang, X. Wu, C. Berger, and W. De Heer // Nature Nanotechnology. - 2010. - Vol.5. - P.727-731.

56. Wang, R. Large-diameter graphene nanotubes synthesized using Ni nanowire templates / R. Wang, Y. Hao, Z. Wang, H. Gong, and J. T. Thong // Nano letters. - 2010. - Vol.10. - P.4844-4850.

57. Yu, W.J. Synthesis of edge-closed graphene ribbons with enhanced conductivity / W. J. Yu, S. H. Chae, D. Perello, S. Y. Lee, G. H. Han, M. Yun, and Y. H. Lee // Acs Nano. - 2010. - Vol.4. - P.5480-5486.

58. Pan, Zh. Wrinkle engineering: A new approach to massive graphene nanoribbon arrays / Z. Pan, N. Liu, L. Fu, and Z. Liu // Journal of the American Chemical Society. - 2011. - Vol.133. - P. 17578-17581.

59. Li, X. Chemically derived, ultrasmooth graphene nanoribbon semiconductors / X. Li, X. Wang, L. Zhang, S. Lee, and H. Dai // Science. - 2008. - Vol.319. -P.1229-1232.

60. Terrones, M. Sharpening the chemical scissors to unzip carbon nanotubes: crystalline graphene nanoribbons / M. Terrones // ACS nano. - 2010. - Vol.4. -P.1775-1781.

61. Kosynkin, D.V. Longitudinal unzipping of carbon nanotubes to form graphene nanoribbons / D. V. Kosynkin, A. L. Higginbotham, A. Sinitskii, J. R. Lomeda, A. Dimiev, B. K. Price, and J. M. Tour // Nature. - 2009. - Vol.458. - P.872-876.

62. Higginbotham, A.L. Lower-defect graphene oxide nanoribbons from multiwalled carbon nanotubes / A. L. Higginbotham, D. V. Kosynkin, A. Sinitskii, Z. Sun, and J. M. Tour // ACS nano. - 2010. - Vol.4. - P.2059-2069.

63. Cataldo, F. Graphene nanoribbons produced by the oxidative unzipping of single-wall carbon nanotubes / F. Cataldo, G. Compagnini, G. Patané, O. Ursini, G. Angelini, P. R. Ribic, G. Margaritondo, A. Cricenti, G. Palleschi, and F. Valentini // Carbon. - 2010. - Vol.48. - P.2596-2602.

64. Cano-Márquez, A.G. Ex-MWNTs: Graphene sheets and ribbons produced by lithium intercalation and exfoliation of carbon nanotubes / A. G. Cano-Márquez, F. J. Rodríguez-Macías, J. Campos-Delgado, C. G. Espinosa-González, F. Tristán-López, D. Ramírez-González, D. A. Cullen, D. J. Smith, M. Terrones, and Y. I. Vega-Cantú // Nano letters. - 2009. - Vol.9. - P. 15271533.

65. Cai, J. Atomically precise bottom-up fabrication of graphene nanoribbons / J. Cai, P. Ruffíeux, R. Jaafar, M. Bieri, T. Braun, S. Blankenburg, M. Muoth, A. P. Seitsonen, M. Saleh, and X. Feng // Nature. - 2010. - Vol.466. - P.470-473.

66. Wang, X. Room-temperature all-semiconducting sub-10-nm graphene nanoribbon field-effect transistors / X. Wang, Y. Ouyang, X. Li, H. Wang, J. Guo, and H. Dai // Physical review letters. - 2008. - Vol.100. - P.206803.

67. Massera, E. Gas sensors based on graphene comparison of two different fabrication approaches / E. Massera, V. La Ferrara, M. Miglietta, T. Polichetti, I. Nasti, and G. Di Francia // Chim Oggi-Chem Today. - 2012. - Vol.30. - P.29-31.

68. Schedin, F. Detection of individual gas molecules adsorbed on graphene / F. Schedin, A. Geim, S. Morozov, E. Hill, P. Blake, M. Katsnelson, and K. Novoselov // Nature materials. - 2007. - Vol.6. - P.652-655.

69. Dong, X. A graphene nanoribbon network and its biosensing application / X. Dong, Q. Long, J. Wang, M. B. Chan-Park, Y. Huang, W. Huang, and P. Chen //Nanoscale. -2011. - Vol.3. - P.5156-5160.

70. Sun, C.-L. Microwave-assisted synthesis of a core-shell MWCNT/GONR heterostructure for the electrochemical detection of ascorbic acid, dopamine,

and uric acid / C.-L. Sun, C.-T. Chang, H.-H. Lee, J. Zhou, J. Wang, T.-K. Sham, and W.-F. Pong // ACS nano. - 2011. - Vol.5. - P.7788-7795.

71. Johnson, J.L. Hydrogen Sensing Using Pd-Functionalized Multi-Layer Graphene Nanoribbon Networks / J. L. Johnson, A. Behnam, S. Pearton, and A. Ural // Advanced Materials. - 2010. - Vol.22. - P.4877-4880.

72. StUtzel, E.U. A graphene nanoribbon memory cell / E. U. Stiitzel, M. Burghard, K. Kern, F. Traversi, F. Nichele, and R. Sordan // small. - 2010. -Vol.6. - P.2822-2825.

73. Bai, J. Very large magnetoresistance in graphene nanoribbons / J. Bai, R. Cheng, F. Xiu, L. Liao, M. Wang, A. Shailos, K. L. Wang, Y. Huang, and X. Duan //Nature nanotechnology. - 2010. - Vol.5. - P.655-659.

74. Bhardwaj, T. Enhanced electrochemical lithium storage by graphene nanoribbons / T. Bhardwaj, A. Antic, B. Pavan, V. Barone, and B. D. Fahlman // Journal of the American Chemical Society. - 2010. - Vol.132. - P.12556-12558.

75. Schrodinger, E. An undulatory theory of the mechanics of atoms and molecules / E. Schrodinger // Physical Review. - 1926. - Vol.28. - P. 1049.

76. Slater, J.C. The calculation of atomic structures by DR Hartree / J. Slater // Acta Crystallographica. - 1958. - Vol.11. - P.376-376.

77. An Undulatory Theory of the Mechanics of Atoms and Molecules / E. Schrodinger//Physical Review. - 1926. - Vol.28. - P.1049-1070.

78. Born, M. Zur quantentheorie der molekeln / M. Born and R. Oppenheimer // Annalen der Physik. - 1927. - Vol.389. - P.457-484.

79. Thomas, L.H. On the capture of electrons by swiftly moving electrified particles / L. Thomas // Proceedings of the Royal Society of London. Series A. - 1927.-Vol.114. -P.561-576.

80. Kohn, W. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects / W. Kohn and L. J. Sham // Physical Review. - 1965. - Vol.140. -P.A1133-A1138.

81. Perdew J.P. Jacob's ladder of density functional approximations for the exchange-correlation energy / J. P. Perdew and K. Schmidt // AIP Conference Proceedings. - 2001. - Vol.577. - P. 1-20.

82. Perdew J.P. Jacob's ladder of density functional approximations for the exchange-correlation energy / J. P. Perdew and K. Schmidt // AIP Conference Proceedings 2001.

83. Peterson, S.W. A single-crystal neutron diffraction study of heavy ice / S. Peterson and H. A. Levy // Acta Crystallographica. - 1957. - Vol.10. - P.70-76.

84. Gell-Mann, M. Correlation energy of an electron gas at high density / M. GellMann and K. A. Brueckner // Physical Review. - 1957. - Vol.106. - P.364.

85. Ceperley, D.M. Ground state of the electron gas by a stochastic method / D. M. Ceperley and B. Alder // Physical Review Letters. - 1980. - Vol.45. - P.566.

86. Perdew, J.P. Self-interaction correction to density-functional approximations for many-electron systems / J. P. Perdew and A. Zunger // Physical Review B. - 1981.-Vol.23.-P.5048.

87. Perdew, J. P. Accurate and simple analytic representation of the electron-gas correlation energy / J. P. Perdew and Y. Wang // Physical Review B. - 1992. -Vol.45. - P. 13244-13249.

88. Vosko, S.H. Accurate spin-dependent electron liquid correlation energies for local spin density calculations: a critical analysis / S. Vosko, L. Wilk, and M. Nusair // Canadian Journal of Physics. - 1980. - Vol.58. - P. 1200-1211.

89. Gunnarsson, O. Exchange and correlation in atoms, molecules, and solids by the spin-density-functional formalism / O. Gunnarsson and B. Lundqvist // Physical Review B. - 1976. - Vol.13. - P.4274.

90. Gunnarsson, O. Exchange and correlation in inhomogeneous electron systems / O. Gunnarsson, M. Jonson, and B. Lundqvist // Solid State Communications. -1977.-Vol.24.-P.765-768.

91. Ziegler, T. On the calculation of multiplet energies by the Hartree-Fock-Slater method / T. Ziegler, A. Rauk, and E. J. Baerends // Theoretica chimica acta. -1977.-Vol.43.-P.261-271.

92. Burke, K. Why semilocal functionals work: Accuracy of the on-top pair density and importance of system averaging / K. Burke, J. P. Perdew, and M. Ernzerhof // The Journal of chemical physics. - 1998. - Vol.109. - P.3760-3771.

93. Staroverov, V.N. Tests of a ladder of density functionals for bulk solids and surfaces / V. N. Staroverov, G. E. Scuseria, J. Tao, and J. P. Perdew // Physical Review B. - 2004. - Vol.69. - P.075102.

94. Csonka, G.I. Assessing the performance of recent density functionals for bulk solids / G. I. Csonka, J. P. Perdew, A. Ruzsinszky, P. H. Philipsen, S. Lebegue, J. Paier, O. A. Vydrov, and J. G. Angyan // Physical Review B. - 2009. -Vol.79.-P. 155107.

95. Harl, J. Assessing the quality of the random phase approximation for lattice constants and atomization energies of solids / J. Harl, L. Schimka, and G. Kresse // Physical Review B. - 2010. - Vol.81. - P. 115126.

96. Lee, C. Ab initio studies on the structural and dynamical properties of ice / C. Lee, D. Vanderbilt, K. Laasonen, R. Car, and M. Parrinello // Physical Review B. - 1993. - Vol.47. -P.4863.

97. Hamann, D.R. H20 hydrogen bonding in density-functional theory / D. Hamann // Physical review B. - 1997. - Vol.55. - P.R10157.

98. Feibelman, P.J. Lattice match in density functional calculations: ice Ih vs. P-Agl / P. J. Feibelman // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2008. -Vol.10.-P.4688-4691.

99. Capelle, K. A bird's-eye view of density-functional theory / K. Capelle // Brazilian Journal of Physics. - 2006. - Vol.36. - P. 1318-1343.

100. Perdew, J. P. Generalized gradient approximation made simple / J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof // Physical review letters. - 1996. - Vol.77. -P.3865.

101. Perdew J.P. Generalized Gradient Approximation Made Simple / J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof // Physical Review Letters. - 1996. - Vol.77. -P.3865-3868.

102. Becke A.D. Density-functional exchange-energy approximation with correct asymptotic behavior / A. D. Becke // Physical Review A. - 1988. - Vol.38. -P.3098-3100.

103. Becke, A.D. Density-functional exchange-energy approximation with correct asymptotic behavior / A. D. Becke // Physical Review A. - 1988. - Vol.38. -P.3098.

104. Perdew, J.P. Electronic structure of solids' 91 / J. P. Perdew, P. Ziesche, and H. Eschrig - Akademie Verlag, Berlin. - 1991. c.

105. Lee, C. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density / C. Lee, W. Yang, and R. G. Parr // Physical Review B. - 1988. - Vol.37. - P.785.

106. Perdew, J.P. Density-functional approximation for the correlation energy of the inhomogeneous electron gas / J. P. Perdew // Physical Review B. - 1986. -Vol.33.-P.8822.

107. Losada, M. Water hexamer clusters: Structures, energies, and predicted mid-infrared spectra / M. Losada and S. Leutwyler // Journal of Chemical Physics. -2002. - Vol. 117. - P.2003-2016.

108. Tsuzuki, S. Interaction energies of van der Waals and hydrogen bonded systems calculated using density functional theory: Assessing the PW91 model / S. Tsuzuki and H. P. Lüthi // The Journal of Chemical Physics. - 2001. -Vol.114. - P.3949-3957.

109. Ireta, J. On the accuracy of DFT for describing hydrogen bonds: dependence on the bond directionality / J. Ireta, J. Neugebauer, and M. Scheffler // The Journal of Physical Chemistry A. - 2004. - Vol.108. - P.5692-5698.

110. Tao, J. Climbing the density functional ladder: Nonempirical meta-generalized gradient approximation designed for molecules and solids / J. Tao, J. P. Perdew, V. N. Staroverov, and G. E. Scuseria // Physical Review Letters. -2003.-Vol.91.-P. 146401.

111. Staroverov, V.N. Erratum:"Comparative assessment of a new nonempirical density functional: Molecules and hydrogen-bonded complexes"[J. Chem. Phys. 119, 12129 (2003)] / V. N. Staroverov, G. E. Scuseria, J. Tao, and J. P. Perdew // The Journal of Chemical Physics. - 2004. - Vol.121. - P. 1150711507.

112. Zhao, Y. Benchmark databases for nonbonded interactions and their use to test density functional theory / Y. Zhao and D. G. Truhlar // Journal of Chemical Theory and Computation. - 2005. - Vol.1. - P.415-432.

113. Zhao, Y. Design of density functionals that are broadly accurate for thermochemistry, thermochemical kinetics, and nonbonded interactions / Y. Zhao and D. G. Truhlar // The Journal of Physical Chemistry A. - 2005. -Vol.109. - P.5656-5667.

114. Martin, R.M. Electronic structure: basic theory and practical methods / R. M. Martin - Cambridge university press. - 2004. c.

115. Becke, A.D. A new mixing of Hartree-Fock and local density-functional theories / A. D. Becke // The Journal of Chemical Physics. - 1993. - Vol.98. -P. 1372-1377.

116. Perdew, J.P. Rationale for mixing exact exchange with density functional approximations / J. P. Perdew, M. Ernzerhof, and K. Burke // The Journal of Chemical Physics. - 1996. - Vol.105. - P.9982-9985.

117. Ernzerhof, M. Assessment of the Perdew-Burke-Ernzerhof exchange-correlation functional / M. Ernzerhof and G. E. Scuseria // The Journal of chemical physics. - 1999. - Vol.110. - P.5029-5036.

118. Phillips, J.C. Energy-band interpolation scheme based on a pseudopotential / J.

C. Phillips // Physical Review. - 1958. - Vol.112. - P.685.

119. Hamann, D.R. Norm-conserving pseudopotentials / D. Hamann, M. Schlüter, and C. Chiang // Physical Review Letters. - 1979. - Vol.43. - P. 1494.

120. Kleinman, L. Efficacious form for model pseudopotentials / L. Kleinman and

D. Bylander//Physical Review Letters. - 1982. - Vol.48. - P.1425.

121. Vanderbilt, D. Soft self-consistent pseudopotentials in a generalized eigenvalue formalism / D. Vanderbilt // Physical Review B. - 1990. - Vol.41. - P.7892.

122. Becke, A.D. Density-functional thermochemistry. V. Systematic optimization of exchange-correlation functionals / A. D. Becke // The Journal of chemical physics. - 1997. - Vol.107. - P.8554-8560.

123. Grimme, S. Accurate description of van der Waals complexes by density functional theory including empirical corrections / S. Grimme // Journal of computational chemistry. - 2004. - Vol.25. - P. 1463-1473.

124. Chen, C.-W. Band gap modification of single-walled carbon nanotube and boron nitride nanotube under a transverse electric field / C.-W. Chen, M.-H. Lee, and S. Clark // Nanotechnology. - 2004. - Vol.15. - P. 1837.

125. Ohta, T. Interlay er Interaction and Electronic Screening in Multilayer Graphene Investigated with Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy / T. Ohta, A. Bostwick, J. L. McChesney, T. Seyller, K. Horn, and E. Rotenberg // Physical Review Letters. - 2007. - Vol.98. - P.206802.

126. Benedict, L.X. Microscopic determination of the interlayer binding energy in graphite / L. X. Benedict, N. G. Chopra, M. L. Cohen, A. Zettl, S. G. Louie, and V. H. Crespi // Chemical Physics Letters. - 1998. - Vol.286. - P.490-496.

127. Chen, J.-H. Intrinsic and extrinsic performance limits of graphene devices on Si02 / J.-H. Chen, C. Jang, S. Xiao, M. Ishigami, and M. S. Fuhrer // Nature nanotechnology. - 2008. - Vol.3. - P.206-209.

128. Lin, Y.-M. 100-GHz transistors from wafer-scale epitaxial graphene / Y.-M. Lin, C. Dimitrakopoulos, K. A. Jenkins, D. B. Farmer, H.-Y. Chiu, A. Grill, and P. Avouris // Science. - 2010. - Vol.327. - P.662-662.

129. Ponomarenko, L. A. Effect of high-к environment on charge carrier mobility in graphene / L. A. Ponomarenko, R. Yang, Т. M. Mohiuddin, M. I. Katsnelson, K. S. Novoselov, S. V. Morozov, A. A. Zhukov, F. Schedin, E. W. Hill, and A. K. Geim // Physical Review Letters. - 2009. - Vol.102. - P.206603.

130. Nguyen, V.H. Resonant tunnelling diodes based on graphene/h-BN heterostructure / V. H. Nguyen, F. Mazzamuto, A. Bournel, and P. Dollfus // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2012. - Vol.45. - P.325104.

131. Zomer, P.J. A transfer technique for high mobility graphene devices on commercially available hexagonal boron nitride / P. Zomer, S. Dash, N. Tombros, and B. Van Wees // Applied Physics Letters. - 2011. - Vol.99. -P.232104.

132. Dean, C.R. Boron nitride substrates for high-quality graphene electronics / C. R. Dean, A. F. Young, MericI, LeeC, WangL, SorgenfreiS, WatanabeK, TaniguchiT, KimP, K. L. Shepard, and HoneJ // Nat Nano. - 2010. - Vol.5. -P.722-726.

133. Морозов, C.B. Электронные свойства графена и других двумерных кристаллов / С. В. Морозов // Чорноголовка Московской обл.-2010.-40 с. -2011.

134. Novoselov, К. Graphene: Mind the gap / К. Novoselov // Nature materials. -2007.-Vol.6.-P.720-721.

135. Slawinska, J. Reversible modifications of linear dispersion: Graphene between boron nitride monolayers / J. Slawinska, I. Zasada, P. Kosinski, and Z. Klusek // Physical Review B. - 2010. - Vol.82. - P.085431.

136. Ci, L. Atomic layers of hybridized boron nitride and graphene domains / L. Ci, L. Song, C. Jin, D. Jariwala, D. Wu, Y. Li, A. Srivastava, Z. Wang, K. Storr, and L. Balicas // Nature materials. - 2010. - Vol.9. - P.430-435.

137. Guermoune, A. Chemical vapor deposition synthesis of graphene on copper with methanol, ethanol, and propanol precursors / A. Guermoune, T. Chari, F. Popescu, S. S. Sabri, J. Guillemette, H. S. Skulason, T. Szkopek, and M. Siaj // Carbon. - 2011. - Vol.49. - P.4204-4210.

138. Ilyasov, V. Surface states and adsorption energy of carbon in the interface of the two-dimensional graphene/A1203 (0001) system / V. Ilyasov and I. Ershov // Physics of the Solid State. - 2012. - Vol.54. - P.2335-2343.

139. Li, Y. Electronic and magnetic properties of zigzag graphene nanoribbons on the (111) surface of Cu, Ag, and Au / Y. Li, W. Zhang, M. Morgenstern, and R. Mazzarello // Physical review letters. - 2013. - Vol.110. - P.216804.

140. Giannozzi, P. QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials / P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, G. L. Chiarotti, M. Cococcioni, and I. Dabo // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2009. -Vol.21. -P.395502.

141. Dal Corso, A. Density-functional perturbation theory for lattice dynamics with ultrasoft pseudopotentials / A. Dal Corso, A. Pasquarello, and A. Baldereschi // Physical Review B. - 1997. - Vol.56. - P.R11369.

142. Hohenberg, P. Inhomogeneous electron gas / P. Hohenberg and W. Kohn // Physical review. - 1964. - Vol.136. - P.B864.

143. Giovannetti, G. Substrate-induced band gap in graphene on hexagonal boron nitride: Ab initio density functional calculations / G. Giovannetti, P. A. Khomyakov, G. Brocks, P. J. Kelly, and J. van den Brink // Physical Review B. -2007.-Vol.76. -P.073103.

144. Pengtao, X. Structural and electronic properties of graphene-ZnO interfaces: dispersion-corrected density functional theory investigations / X. Pengtao, T. Qing, and Z. Zhen //Nanotechnology. - 2013. - Vol.24. - P.305401.

145. Skakalova, V. Different Characterization Techniques to Evaluate Graphene and Its Properties / V. Skakalova, D. S. Lee, and A. B. Kaiser // Graphite, Graphene, and Their Polymer Nanocomposites. - 2012. - P.95.

146. Xi, J. First-principles prediction of charge mobility in carbon and organic nanomaterials / J. Xi, M. Long, L. Tang, D. Wang, and Z. Shuai // Nanoscale. -2012. - Vol.4. - P.4348-4369.

147. Fang, T. Mobility in semiconducting graphene nanoribbons: Phonon, impurity, and edge roughness scattering / T. Fang, A. Konar, H. Xing, and D. Jena // Physical Review B. - 2008. - Vol.78. - P.205403.

148. Berger, C. Electronic confinement and coherence in patterned epitaxial graphene / C. Berger, Z. Song, X. Li, X. Wu, N. Brown, C. Naud, D. Mayou, T. Li, J. Hass, and A. N. Marchenkov // Science. - 2006. - Vol.312. - P.1191-1196.

149. X. Yu, J. Zhang, J. Kang, H. Qian, Z. Yu, and Y. Tan. Study on carrier mobility in graphene nanoribbons. in Simulation of Semiconductor Processes and Devices (SISPAD), 2011 International Conference on. 2011. IEEE.

150. Neugebauer, P. How perfect can graphene be? / P. Neugebauer, M. Orlita, C. Faugeras, A.-L. Barra, and M. Potemski // Physical review letters. - 2009. -Vol.103. -P.136403.

151. Ilyasov, V. Materials for spintronics: Magnetic and transport properties of ultrathin (monolayer graphene)/MnO (001) and MnO (001) films / V. Ilyasov, B. Meshi, A. Ryzhkin, I. Ershov, I. Nikiforov, and A. Ilyasov // Journal of modern physics. - 2011. - Vol.2011.

152. Long, M.-Q. Theoretical predictions of size-dependent carrier mobility and polarity in graphene / M.-Q. Long, L. Tang, D. Wang, L. Wang, and Z. Shuai //

Journal of the American Chemical Society. - 2009. - Vol.131. - P. 1772817729.

153. Long, M. Electronic structure and carrier mobility in graphdiyne sheet and nanoribbons: theoretical predictions / M. Long, L. Tang, D. Wang, Y. Li, and Z. Shuai // ACS nano. - 2011. - Vol.5. - P.2593-2600.

154. Bolotin, K.I. Ultrahigh electron mobility in suspended graphene / K. I. Bolotin, K. Sikes, Z. Jiang, M. Klima, G. Fudenberg, J. Hone, P. Kim, and H. Stormer // Solid State Communications. - 2008. - Vol.146. - P.351-355.

155. Stoner, E. C. Collective electron ferromagnetism / E. C. Stoner // Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. - 1938. -P.372-414.

156. Jiang, X. Giant quasiparticle bandgap modulation in graphene nanoribbons supported on weakly interacting surfaces / X. Jiang, N. Kharche, P. Kohl, T. B. Boykin, G. Klimeck, M. Luisier, P. M. Ajayan, and S. K. Nayak // Applied Physics Letters. - 2013. - Vol.103. - P.133107.

157. Guo, J. Field effect on spin-polarized transport in graphene nanoribbons / J. Guo, D. Gunlycke, and C. White // Applied Physics Letters. - 2008. - Vol.92. -P. 163109.

158. Zheng, X. Electronic structures and transverse electrical field effects in folded zigzag-edged graphene nanoribbons / X. Zheng, L. Song, R. Wang, H. Hao, L. Guo, and Z. Zeng // Applied Physics Letters. - 2010. - Vol.97. - P. 153129.

159. Kan, E.J. Will zigzag graphene nanoribbon turn to half metal under electric field? / E.-J. Kan, Z. Li, J. Yang, and J. Hou // Applied physics letters. - 2007. -Vol.91.-P.243116.

160. Yang, Z. Modulation of electronic properties of hexagonal boron nitride bilayers by an electric field: A first principles study / Z. Yang and J. Ni // Journal of Applied Physics. - 2010. - Vol.107. - P. 104301.

161. Guo, Y. Semiconducting to half-metallic to metallic transition on spin-resolved zigzag bilayer graphene nanoribbons / Y. Guo, W. Guo, and C. Chen // The Journal of Physical Chemistry C. - 2010. - Vol.114. - P.13098-13105.

162. Oostinga, J. B. Gate-induced insulating state in bilayer graphene devices / J. B. Oostinga, H. B. Heersche, X. Liu, A. F. Morpurgo, and L. M. Vandersypen // Nature materials. - 2007. - Vol.7. - P.151-157.

163. Mattausch, A. Ab initio study of graphene on SiC / A. Mattausch and O. Pankratov // Physical review letters. - 2007. - Vol.99. - P.076802.

164. Zhang, Z. Tuning the magnetic and electronic properties of bilayer graphene nanoribbons on Si (001) by bias voltage / Z. Zhang, C. Chen, X. C. Zeng, and W. Guo // Physical Review B. - 2010. - Vol.81. - P. 155428.

165. Li, T. S. Transport properties of AB-stacked bilayer graphene nanoribbons in an electric field / T. S. Li, Y. C. Huang, S. Chang, Y. Chuang, and M.-F. Lin // The European Physical Journal B-Condensed Matter and Complex Systems. -2008. - Vol.64. - P.73-80.

166. Kim, G. Spin-polarized energy-gap opening in asymmetric bilayer graphene nanoribbons / G. Kim and S.-H. Jhi // Applied Physics Letters. - 2010. -Vol.97.-P.263114.

167. Yu, W. J. Tunable transport gap in narrow bilayer graphene nanoribbons / W. J. Yu and X. Duan // Scientific reports. - 2013. - Vol.3.

168. Dasgupta, S. Electron mobility variations in surface-charged indium tin oxide thin films / S. Dasgupta, M. Lukas, K. Dössel, R. Kruk, and H. Hahn // Physical Review B. - 2009. - Vol.80. - P.085425.

169. Guo, Y. Tuning field-induced energy gap of bilayer graphene via interlayer spacing / Y. Guo, W. Guo, and C. Chen // Applied Physics Letters. - 2008. -Vol.92.-P.243101.

170. Zhang, Y. Structural and Magnetic Instability of Bilayer and Trilayer Zigzag Graphene Nanoribbons / Y. Zhang, X.-L. Lu, Y. Jiang, B. Teng, and J.-Q. Lu //

Journal of Computational and Theoretical Nanoscience. - 2011. - Vol.8. -P.2448-2453.

171. Castro, E. V. Magnetic structure at zigzag edges of graphene bilayer ribbons / E. V. Castro, N. Peres, and J. Santos // arXiv preprint arXiv:0801.2788. - 2008.

172. Sahu, B. Energy gaps, magnetism, and electric-field effects in bilayer graphene nanoribbons / B. Sahu, H. Min, A. MacDonald, and S. K. Baneijee // Physical Review B. - 2008. - Vol.78. - P.045404.

173. Lima, M. P. Edge effects in bilayer graphene nanoribbons: Ab initio total-energy density functional theory calculations / M. P. Lima, A. Fazzio, and A. J. da Silva // Physical Review B. - 2009. - Vol.79. - P. 153401.

174. Santos, H. van der Waals interaction in magnetic bilayer graphene nanoribbons / H. Santos, A. Ayuela, L. Chico, and E. Artacho // Physical Review B. - 2012. - Vol.85. - P.245430.

175. McCann, E. Landau-level degeneracy and quantum Hall effect in a graphite bilayer / E. McCann and V. I. Fal'ko // Physical Review Letters. - 2006. -Vol.96. - P.086805.

176. McCann, E. Asymmetry gap in the electronic band structure of bilayer graphene / E. McCann // Physical Review B. - 2006. - Vol.74. - P.161403.

177. Nilsson, J. Electron-electron interactions and the phase diagram of a graphene bilayer / J. Nilsson, A. H. Castro Neto, N. M. R. Peres, and F. Guinea // Physical Review B. - 2006. - Vol.73. - P.214418.

178. Zhang, Y. Comment on "Generalized Gradient Approximation Made Simple" / Y. Zhang and W. Yang // Physical Review Letters. - 1998. - Vol.80. - P.890-890.

179. Zacharia, R. Interlayer cohesive energy of graphite from thermal desorption of polyaromatic hydrocarbons / R. Zacharia, H. Ulbricht, and T. Hertel // Physical Review B. - 2004. - Vol.69. - P. 155406.

180. Valedbagi, S. Electronic and optical properties of A1N nanosheet: An ab initio study / S. Valedbagi, A. Fathalian, and S. Mohammad Elahi // Optics Communications. - 2013. - Vol.309. - P.153-157.

181. Zhang C.-W. First-principles study on electronic structures and magnetic properties of A1N nanosheets and nanoribbons / C.-W. Zhang // Journal of Applied Physics. - 2012. - Vol.111. - P.-.

182. Du, A. J. First principle studies of zigzag A1N nanoribbon / A. Du, Z. Zhu, Y. Chen, G. Lu, and S. C. Smith // Chemical Physics Letters. - 2009. - Vol.469. -P. 183-185.

183. Zhang, C.-W. First-principles prediction on electronic and magnetic properties of hydrogenated A1N nanosheets / C. w. Zhang and F. b. Zheng // Journal of computational chemistry. - 2011. - Vol.32. - P.3122-3128.

184. Zhang X. Synthesis and optical characterization of single-crystalline A1N nanosheets / X. Zhang, Z. Liu, and S. Hark // Solid State Communications. -2007.-Vol.143.-P.317-320.

185. Almeida E.F. Defects in hexagonal-A1N sheets by first-principles calculations / E. F. Almeida, Jr., F. Brito Mota, C. M. C. Castilho, A. Kakanakova-Georgieva, and G. K. Gueorguiev // The European Physical Journal B. - 2012. -Vol.85. - P. 1-9.

186. Amorim, R. G. Strain-and electric field-induced band gap modulation in nitride nanomembranes / R. G. Amorim, X. Zhong, S. Mukhopadhyay, R. Pandey, A. R. Rocha, and S. P. Kama // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2013. -Vol.25. -P.195801.

187. Lowdin, P.-O. On the axioms of quantum theory formulated as a trace algebra / P.-O. Lowdin // International Journal of Quantum Chemistry. - 1982. - Vol.21. - P.275-353.

188. S. Akcoltekin, M. El Kharrazi, B. Kohler, A. Lorke, and M. Schleberger, Graphene on insulating crystalline substrates, in Nanotechnology. 2009. p. 155601.

189. Tsukamoto, T. Morphology of graphene on step-controlled sapphire surfaces / T. Tsukamoto and T. Ogino // Applied physics express. - 2009. - Vol.2. -P.075502.

190. Stephens, M. Study of wall coatings for vapor-cell laser traps / M. Stephens, R. Rhodes, and C. Wieman // Journal of applied physics. - 1994. - Vol.76. -P.3479-3488.

191. Artamonov, O. Binary and multiparticle electron-electron interaction on the surface / O. Artamonov, S. Samarin, and J. Williams // Technical Physics. -2009. - Vol.54. - P.1034-1040.

192. Bardeen J. Deformation Potentials and Mobilities in Non-Polar Crystals / J. Bardeen and W. Shockley// Physical Review. - 1950. - Vol.80. - P.72-80.

193. Wilson E.G. Electron motion in one-dimensional semiconductors / E. G. Wilson//Journal of Physics C: Solid State Physics. - 1982. - Vol.15. - P.3733.

194. Belezna F.B. Charge carrier mobility in quasi-one-dimensional systems: Application to a guanine stack / F. B. Beleznay, F. Bogar, and J. Ladik // The Journal of Chemical Physics. - 2003. - Vol.119. - P.5690-5695.

195. Wang, G. Density functional study on the increment of carrier mobility in armchair graphene nanoribbons induced by Stone-Wales defects / G. Wang // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2011. - Vol.13. - P.l 1939-11945.

196. Gannett, W. Boron nitride substrates for high mobility chemical vapor deposited graphene / W. Gannett, W. Regan, K. Watanabe, T. Taniguchi, M. F. Crommie, and A. Zettl // Applied Physics Letters. - 2011. - Vol.98. - P.-.

197. Ge, H. Theoretical investigation on electronic properties and carrier mobilities of armchair graphyne nanoribbons / H. Ge, G. Wang, and Y. Liao // arXiv preprint arXiv: 1410.4629. - 2014.

198. Chen, L. Designing coved graphene nanoribbons with charge carrier mobility approaching that of graphene / L. Chen, L. Wang, and D. Beljonne // Carbon. -2014. - Vol.77. - P.868-879.

Основные публикации автора по теме диссертации

Al. Ilyasov, V.V. Magnetism and transport properties of zigzag graphene nanoribbons/hexagonal boron nitride heterostructures /V.V. Ilyasov, B.C. Meshi, V.C. Nguyen, I.V. Ershov, D.C. Nguyen. // Journal of Applied Physics. -2014. - V. 115. -№.5.- P. 053708(6).

A2. Ilyasov, V.V. Edge and substrate-induced bandgap in zigzag graphene nanoribbons on the hexagonal nitride boron 8-ZGNR/h-BN(0001) / V.V. Ilyasov, B.C. Meshi, V.C. Nguyen, I.V. Ershov, D.C. Nguyen. // AIP Advances. - 2013. - V. 3. -№.3.- P. 092105(9).

A3. Ilyasov, V.V. Tuning the band structure, magnetic and transport properties of zigzag graphene nanoribbons/hexagonal boron nitride heterostructures with electric field / V.V. Ilyasov, B.C. Meshi, V.C. Nguyen, I. V. Ershov // Journal of Chemical Physics. -2014. - Vol. 141. - P.014708(8).

A4. Илясов, B.B. Ab initio изучение структурных и электронных свойств нанолент графена типа зигзаг на гексагональном нитриде бора / В.В. Илясов, В.Ч. Нгуен, И.В. Ершов, Д.Ч. Нгуен. // Журнал структурной химии. - 2013. -Т.55.-Ж2.- С.209 - 219.

А5. Илясов, В.В. Индуцированная полоса запрещенных энергий и магнитные свойтсва в нанолентах графена типа зигзаг на гексагональном нитриде бора: эффекты края и подложки / В.В. Илясов, Б.Ч. Месхи, В.Ч. Нгуен, Д.Ч. Нгуен. // Вестник ДГТУ. -2013. -Т.75, №.7 - 8.- С. 75 - 87.

А6. Ilyasov, V.V. Semiconductor-haftmetal transition and magnetism of bilayer graphene nanoribbons/hexagonal boron nitride heterostructure / V.V. Ilyasov, B.C. Meshi, V.C. Nguyen, I.V. Ershov, D.C. Nguyen // Solid State Communications. -2014.-V. 199.-P. 1 - 10.

A7. Ilyasov, V.V. Band structure and electron properties of graphene/АЬОз interface: Effect of the substrate / V. V. Ilyasov, I. V. Ershov, A.V. Ilyasov, I. G. Popova, Chuong V. Nguyen // Surface Science. - 2014. - V. 115. - №.5.- P. 053708(6).

А8. Nguyen, V.C. Tuning electronic properties of armchair graphene nanorib-bons by strain engineering / C.V. Nguyen, V. V. Ilyasov, N. N. Hieu // Physica Scrip-ta. -2015. - V. 90- P. 015802(7).

A9. Ilyasov, V.V. Modulation of the band structure in bilayer zigzag graphene nanoribbons on hexagonal boron nitride using the force and electric fields / V.V. Ilyasov, V.C. Nguyen, I. V. Ershov, D.C. Nguyen, N.N. Hieu // Materials Chemistry and Physics. - 2015. - V. 154 - P. 78-83.

A10. Nguyen, V.C. Электронные, магнитные и транспортные свойства нанолент графена на нанолисте нитрида алюминия: эффект электрического поля / Chuong V. Nguyen // Инженерный вестник Дона. -2014. - Вып. 4 (ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2014/ 2710)

All. Nguyen, V.C. Influence of the edge and substrate effect of zigzag graphene nanoribbons on atomic and electronic structures of the 8-ZGNR/h-BN(0001) interface / V.C. Nguyen. // Abstract book of the Intern. Conf. "Advanced carbon nanostructures and methods of their diagnostic" - St. Peterburg: 2013. - P.40.

A12. Nguyen V.C. Band structure of 8-ZGNR/h-BN(0001) interface: ab initio / V.C. Nguyen, I. V. Ershov, V.V. Ilyasov. // Book of Abstract of the Intern. Conf. on Computational modelling of nanostructured materials. - Frankfurt am Main (Germany): Frankfurt Institute for Advanced Studies. - 2013.- P. 88.

A13. Нгуен, В.Ч. Зонная структура зигзагообразных графеновых нанолент в модели GGA-PBEsol / В.Ч. Нгуен, И.В. Ершов, В.В. Илясов. / Материалы V Всерос. конф. по наноматериалам. - М.: ИМЕТ РАН. - 2013.- С. 185-186.

А14. Илясов, В.В. АЪ initio изучение транспортных свойств нанолент графена типа зигзаг для различных спиновых конфигураций / В.В. Илясов, В.Ч. Нгуен, И.В. Ершов // Труды 16-го междунар. симп. «Порядок, беспорядок и свойства оксидов» - Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ. - 2013. - Т. 1. - С. 133-136.

А15. Илясов, В.В. Электронные и магнитные свойства нанолент графена типа зигзаг в системе N-ZGNR/h-BN(0001) / В.В. Илясов, В.Ч. Нгуен, И.В. Ершов // В Трудах IV Междунар. симп. «Среды со структурным и магнитным

упорядочением» (Multiferroic-2013), г. Туапсе - Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2013.-С. 38-41.

А16. Илясов, В.В. Краевые эффекты в двухслойных нанолентах графена типа зигзаг: ab initio изучение методом функционала плотности / В.В. Илясов,

B.Ч. Нгуен, И.В. Ершов // В Трудах 16 Междунар. симп. «Упорядочение в минералах и сплавах» г. Туапсе - Ростов н /Д: Изд-во ЮФУ. - 2013. - Т. I. - С. 146149.

А17. Ilyasov, V.V. Electronic and Magnetic Properties of the 8-ZGNR/h-BN (0001) Interface / V.V. Ilyasov, B.C. Meshi, V.C. Nguyen, I.V. Ershov, D.C. Nguyen // Proceedings of Intern. Conf. "Nanomaterials: Applications and Properties. -Алушта, Крым (Украина): 2013. - V. 2, №1.- С. 01PCSI01-2.

А18. Ilyasov, V.V. Theoretical prediction of magnetic and transport features of graphene nanoribbons with various magnetic and spin configuration / V.V. Ilyasov, D.C. Nguyen, B.C. Meshi, V.C. Nguyen, I.V. Ershov // Proceeding of IWNA 2013, 14-16 November, VungTau, Vietnam. - C. 155-158.

A19. Ilyasov, V.V. Materials for spintronics: Edge and Substrate-Induced Bandgap in Zigzag Graphene Nanoribbons on the h-BN(0001) / V.V. Ilyasov, B.C. Meshi, V.C. Nguyen, I.V. Ershov // Proceeding of Nanostructured Materials, - M.: МГУ, 2014.-P. 01.107.

A20. Нгуен, В.Ч. Переход полупроводник - полуметалл - металл в бислое нанолент графена на гексагональном нитриде бора: эффект внешнего электрического поля / В.Ч. Нгуен, В.В. Илясов // Труд 4 Междунар. симп. «Физика низкоразмерных систем», п. Южный. - Ростов на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2014. - Т. 1. -

C. 50-53.

А21. Нгуен, В.Ч. Переход полупроводник - полуметалл - металл в бислое нанолент графена на гексагональном нитриде бора: эффект одноосной деформации / В.Ч. Нгуен, В.В. Илясов // В трудах 17-го Междунар. симп. «Порядок, беспорядок и свойства оксидов», пос. Южный. - Ростов на-Дону: Изд-во ЮФУ. -2014.-Т. 1.-С. 129- 132.

А22. Нгуен, В.Ч. Материалы для спинтроники: электронный ZGNR/h-BN(0001) гетероструктур / В.Ч. Нгуен / Материалы XI Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов: «Физико - химия и технология неограниченных материалов»: сборник материалов. - М.: ИМЕТ РАН.-2014.-С.233-234.

А23. Ilyasov, V.V. Electronic and transport properties of ZGNR/h-BN hetero-structure / V.V. Ilyasov, В. C. Meshi, V.C. Nguyen, I.V. Ershov // Book of Abstract of the V Intern. Conf. on Advances Nanomaterials. Aveiro, Portugal, 2014. - P.286.

G