Electronic, spin dependent conductive properties of modified graphene

Nella prima parte della ricerca che presentiamo abbiamo considerato l’eccitazione di stati elettronici profondi di molecole organiche adsorbite sul grafene. Per tali sistemi abbiamo dedotto l’induzione o la soppressione di un momento di dipolo magnetico relativo alla banda di valenza di molecole sulla scala temporale del femtosecondo. Abbiamo considerato tre molecole organiche, prototipi di diversi tipi di legame con la superficie: la Piridina, la cui interazione con il substrato di grafene è dovuta principalmente a forze di van der Waals, il radicale di Piridina che viceversa si lega alla superficie in maniera covalente e il radicale di Picolina, che rappresenta una situazione intermedia. In tutti e tre i sistemi abbiamo studiato le proprietà elettroniche sia dello stato fondamentale che di quello ottenuto eccitando lo stato 1s dell’atomo di azoto. Nel primo caso, mentre la molecola fisisorbita mostra uno stato fondamentale non-magnetico le simulazioni numeriche indicano che dopo l’eccitazione di un elettrone proveniente da un stato profondo i restanti elettroni di valenza rilassano in una configurazione polarizzata in spin. Il magnetismo indotto dipende dall’efficienza del trasferimento di carica dal grafene, sulla scala temporale del femtosecondo. Nel caso invece di una molecola chemisorbita, lo stato fondamentale del sistema è magnetico, in cui sono presenti due stati dipendenti dallo spin all’interno del gap di energia e localizzati sul sito di adsorbimento. Al contrario del caso precedente, l’eccitazione elettronica permette l’ibridazione del LUMO della molecola con gli stati del grafene all’interno del gap, risultando in una configurazione non-magnetica. Il passo successivo nella nostra analisi riguarda il legame tra il tempo di vita del trasferimento di carica in uno stato eccitato, creato a partire da livelli elettronici profondi di molecole adsorbite su grafene, e la modifica della struttura elettronica di tale interfaccia dovuta all’accoppiamento, di intensità variabile, con un substrato ...