The electronic properties of graphene nanoribbons with boron/nitrogen codoping at different sites are investigated by performing first-principles calculations based on density functional theory. The calculated results show that the band structures of these doping configurations have distinctly changed around the Fermi level with gradual increasing the distance between nitrogen atom and boron atom. Doping positions regulate the electronic structure of the graphene nanoribbons. Interestingly, our results exhibit both semiconducting and half-metallic behavior in response to the boron/nitrogen codoping at different sites without an applied electronic field, opening a possibility in spintronics device application.

1.
S.
Stankovich
,
D. A.
Dikin
,
G. H. B.
Dommett
,
K. M.
Kohlhaas
,
E. J.
Zimney
,
E. A.
Stach
,
R. D.
Piner
,
SonBinh T.
Nguyen
, and
R. S.
Ruoff
,
Nature (London)
442
,
282
(
2006
).
2.
K.
Andre Mkhoyan
,
A. W.
Contryman
,
J.
Silcox
,
D. A.
Stewart
,
G.
Eda
,
C.
Mattevi
,
S.
Miller
, and
M.
Chhowalla
,
Nano Lett.
7
,
1888
(
2007
).
3.
K. S.
Novoselov
,
Z.
Jiang
,
Y.
Zhang
,
S. V.
Morozov
,
H. L.
Stormer
,
U.
Zeitler
,
J. C.
Maan
,
G. S.
Boebinger
,
P.
Kim
, and
A. K.
Geim
,
Science
315
,
1379
(
2007
);
[PubMed]
K. S.
Novoselov
,
E.
McCann
,
S. V.
Morozov
,
V. I.
Fal’ko
,
M. I.
Katsnelson
,
U.
Zeitler
,
D.
Jiang
,
F.
Schedin
, and
A. K.
Geim
,
Nat. Phys.
2
,
177
(
2006
).
4.
L.
Tapasztó
,
G.
Dobrik
,
P.
Lambin
, and
L. P.
Biró
,
Nat. Nanotechnol.
3
,
397
(
2008
).
5.
S. S.
Datta
,
D. R.
Strachan
,
S. M.
Khamis
, and
A. T.
Johnson
,
Nano Lett.
8
,
1912
(
2008
).
6.
C.
Berger
,
Z.
Song
,
T.
Li
,
X.
Li
,
A. Y.
Ogbazghi
,
R.
Feng
,
Z.
Dai
,
A. N.
Marchenkov
,
E. H.
Conrad
,
P. N.
First
, and
W. A.
de Heer
,
J. Phys. Chem. B
108
,
19912
(
2004
).
7.
C.
Berger
,
Z.
Song
,
X.
Li
,
X.
Wu
,
N.
Brown
,
C.
Naud
,
D.
Mayou
,
T.
Li
,
J.
Hass
,
A. N.
Marchenkov
,
E. H.
Conrad
,
P. N.
First
, and
W. A.
de Heer
,
Science
312
,
1191
(
2006
).
8.
Y. -W.
Son
,
M. L.
Cohen
, and
S. G.
Louie
,
Nature (London)
444
,
347
(
2006
).
9.
S.
Dutta
and
S. K.
Pati
,
J. Phys. Chem. B
112
,
1333
(
2008
).
10.
S. S.
Yu
,
W. T.
Zheng
, and
Q.
Jiang
,
IEEE Trans. Nanotechnol.
9
,
78
(
2010
).
11.
A.
Quandt
,
C.
Özdogan
,
J.
Kunstmann
, and
H.
Fehske
,
Phys. Status Solidi B
245
,
2077
(
2008
).
12.
O.
Hod
,
V.
Barone
,
J. E.
Peralta
, and
G. E.
Scuseria
,
Nano Lett.
7
,
2295
(
2007
).
13.
E. -J.
Kan
,
Z.
Li
,
J.
Yang
, and
J. G.
Hou
,
J. Am. Chem. Soc.
130
,
4224
(
2008
).
14.
N.
Gorjizadeh
,
A. A.
Farajian
,
K.
Esfarjani
, and
Y.
Kawazoe
,
Phys. Rev. B
78
,
155427
(
2008
).
15.
N. M. R.
Peres
,
F. D.
Klironomos
,
S. -W.
Tsai
,
J. R.
Santos
,
J. M. B.
Lopes dos Santos
, and
A. H.
Castro Neto
,
Europhys. Lett.
80
,
67007
(
2007
).
16.
T. B.
Martins
,
R. H.
Miwa
,
J. R.
Antônio da Silva
, and
A.
Fazzio
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
196803
(
2007
).
17.
S.
Dutta
,
A. K.
Manna
, and
S. K.
Pati
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
096601
(
2009
).
18.
E. -J.
Kan
,
X.
Wu
,
Z.
Li
,
X. C.
Zeng
,
J.
Yang
, and
J. G.
Hou
,
J. Chem. Phys.
129
,
084712
(
2008
).
19.
P.
Ordejón
,
E.
Artacho
, and
J. M.
Soler
,
Phys. Rev. B
53
,
R10441
(
1996
).
20.
D.
Sánchez-Portal
,
P.
Ordejón
,
E.
Artacho
, and
J. M.
Soler
,
Int. J. Quantum Chem.
65
,
453
(
1997
).
21.
J. M.
Soler
,
E.
Artacho
,
J. D.
Gale
,
A.
García
,
J.
Junquera
,
P.
Ordejón
, and
D.
Sánchez-Portal
,
J. Phys.: Condens. Matter
14
,
2745
(
2002
), and references therein.
22.
J. P.
Perdew
,
K.
Burke
, and
M.
Ernzerhof
,
Phys. Rev. Lett.
77
,
3865
(
1996
).
You do not currently have access to this content.