Comportement des électrons dans le graphène
Le graphène dispose d'une structure électronique inhabituelle, très prometteuse pour la spintronique. Des études précédentes ont montré que dans des nanorubans de graphène, les électrons sont localisés sur les faces. Cette structure électronique rappelle celle de la molécule d'hydrogène à la limite de dissociation, laquelle est le système prototype d'une corrélation statique. Le projet ELECTRON CORRELATION («Electron correlation - the electronic ground state of graphene nanoribbons»), financé par l'UE, applique à des nanorubans de graphène les théories et les méthodes décrivant avec exactitude la corrélation statique. Le phénomène de corrélation statique est prédominant dans la région de dissociation de la liaison moléculaire, aussi le projet devrait améliorer la compréhension de la formation et de la rupture de cette liaison. Les scientifiques ont associé la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT) avec la théorie matricielle de la fonctionnelle de densité (DMFT) pour concevoir une DFT à courte portée et une DMFT à longue portée. Ils ont étendu la méthode d'approximation des phases aléatoires afin de conduire des calculs à spin polarisé ou sans restriction. Les calculs sur un petit système de test ont révélé des informations importantes. La courbe de dissociation de la molécule d'hydrogène ne montre pas la 'bosse' tant débattue aux distances intermédiaires, et au contraire l'énergie est saturée aux distances de la liaison physique. En outre, les chercheurs ont observé une erreur de spin fractionnel à la limite de la dissociation. Le projet ELECTRON CORRELATION ouvre la voie à de nouvelles applications en spintronique, avec des conséquences notables pour le secteur de l'électronique.
Mots‑clés
Corrélation d'électrons, graphène, nanorubans, limite de dissociation, théorie de la fonctionnelle de densité, matrice de densité, polarisation de spin, spintronique
