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纳米科学：研究解决了关于石墨烯中缺陷的电子结构的争议！在巴西圣保罗大学物理研究所（IF-USP）进行的一项研究解决了长期以来关于石墨烯缺陷的争议。争议与计算缺陷的整体电子结构有关。根据研究人员和使用的模型，以不同方式描述了包括许多变量的这种配置。该解决方案适用于所有型号并与实验结果相符，由智利AnaMaríaValenciaGarcía及其博士生导师，IF-USP的正教授MaríliaJunqueiraCaldas获得。两位研究人员撰写的一篇文章发表在物理评论B上，题为“石墨烯中的单一空位缺陷：从理论建模中洞察其磁性特征”。卡尔达斯说：“社会上存在分歧，即通过从石墨烯片的晶格中去除单个碳原子形成的空位是否会导致弱磁矩或强磁矩，以及空位之间磁性相互作用的强度。”空位促使周围的原子重新排列成新的组合以适应原子的缺失，在空位形成称为“浮动轨道”的电子团簇。三个重要的变量与这种现象有关：电子密度，即电子如何分布;电子水平，即电子占据的能级;和磁矩，即由外部磁场在电子中产生的转矩。在石墨烯中第一手使用混合方法“有两种方法可以计算空位区域的整体电子结构，这两种方法都来源于量子力学：Hartree-Fock（HF）方法和密度泛函理论（DFT）。在DFT中，通过制作每个电子进行计算与平均电子密度相互作用，其中包括所讨论的电子。在HF中，使用的算子排除电子并仅考虑其与其他电子的相互作用.HF产生更精确的电子结构结果，但计算更加费力，“Caldas说。“这两种方法通常是通过混合功能结合起来的，自20世纪末以来，科学文献中已经提到了这两种方法。我不久前曾在一项关于聚合物的研究中与他们合作，但他们从未用过石墨烯的情况.AnaMaríaValenciaGarcía和我所做的是发现最能描述材料的混合功能。应用于计算机模拟的几个模型，我们的混合功能产生了相同的结果，这个结果与实验数据相匹配。“除了解决持续数年的争议之外，这项研究的另一个有趣的方面是激发它的问题。卡尔达斯解释说：“我们是通过一种被称为人为黑暗地球或ADE的物质引起的兴趣来实现的。”“ADE是一种非常黑暗，肥沃的土壤，在世界上几个地方都有发现，包括亚马逊。即使在高温下也能保持水分，即使在大雨中也能保持肥沃。它被称为人为因为它的成分来源于中间和栽培至少两千年前，哥伦比亚前期的土着居民已经知道这种有趣的材料是由石墨烯纳米薄片的多层叠层产生的。我们对ADE的兴趣促使我们研究石墨烯片中的空位现象“。总之，应该注意的是，石墨烯片中存在空位的潜在应用，因为信息可以编码在缺陷中而不是整个结构中。然而，在开发应用程序之前还需要进行更多的研究。

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