Đề tài tập trung nghiên cứu tính toán tính chất động học chuyển động của các dòng hạt mang điện trong thiết bị spin caloritronics sử dụng vật liệu graphene trong phần thứ nhất. Phần thứ hai đề tài nghiên cứu khả năng xúc tác của vật liệu hai chiều trong phản ứng tách nước sử dụng cụm nano [Mo₃S₁₃]^2- pha tạp kim loại chuyển tiếp.

Về khoa học: Kết quả tính toán cho thấy tính chất từ của cụm nanographene phụ thuộc chủ yếu vào kích thước, hình dạng và loại biên cạnh của cụm nano. Dưới ảnh hưởng của thế Vg, ngoài trạng thái phản sắt từ thì hai trạng thái sắt từ và phức từ được quan sát. Trong đó, trạng thái phức từ được tìm thấy là trạng thấy trung gian giữa trạng thái phản sắt từ và trạng thái sắt từ. Bằng việc khai thác tính đối xứng hình học của các cụm nanographene kim cương, lục giác và bát giác, dòng spin thuần và dòng điện tích bằng 0 cùng với hiệu ứng spin Seebeck được quan sát trong thiết bị spin calorotronics sử dụng các cụm nanographene trong cả hai trường hợp có và không có thế Vg. Dòng spin gây ra bởi nhiệt phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ ở lefl và right leads, kích thước và hình dạng của cụm
Mặt khác, khi pha tạp pha tạp kim loại chuyển tiếp (TM = Sc, Ti, V, Mn, Fe, Cr, Co, Cu, Ni và Zn) vào [Mo₃S₁₃]^2- làm thay đổi độ dài liên kết của các nguyên tử S-S và S-Mo ở vị trí gần với TM. Trong cấu trúc hình học bền vững nhất các kim loại chuyển tiếp ưu tiên định vị ở vị trí không gian giữa hai cặp terminal và bridging S2-.Trong số các cụm hình học bền vững của [Mo₃S₁₃]^2-_TM thì hai cụm [Mo₃S₁₃]^2-_Sc và [Mo₃S₁₃]^2-_Ti là bền vững nhất và ngược lại cụm [Mo3S13]2-_Zn là kém bền vững nhất. Bên cạnh đó, kết quả tính toán khả năng xúc tác tách nước tạo hydrogen cho thấy, các vị trí S gần với kim loại chuyển tiếp cho khả năng xúc tác HER tốt hơn so với các vị trí còn lại. Khi pha tạp Sc, Ti, V, Fe, Mn, Cu, Ni và Zn đều làm tăng đáng kể hoạt tính xúc tác của phản ứng tạo hydrogene. Trong khi đó khi pha tạp Cr, Mn và Co lại làm giảm đáng kể hoạt tính xúc tác của cụm [Mo₃S₁₃]^2-.
Về ứng dụng: Các kết qủa tính toán của đề tài tạo tiền đề cho các nghiên cứu sâu hơn cũng như các nghiên cứu thực nghiệm và tiềm năng ứng dụng trong thực tế.

Sản phẩm của đề tài:

- Sản phẩm KHCN:

- Công bố:

Các kết quả tính toán của đề tài có các đóng góp như sau: -

- Dự báo tính chất từ tự phát trong cụm nanographene có kích thước đủ lớn, điển hình là cụm kim cương.

-Chỉ ra sự tồn tại của trạng thái phức từ trung gian giữa hai trạng thái phản sắt từ và sắt từ trong các cụm nanographene dưới ảnh hưởng của điện thế cổng.

- Có thể tạo ra dòng spin huần và hiệu ứng spin Seebeck hoàn hảo trong thiết bị spin caloritronics khi khai thác tính đối xứng hình học của cụm nanographene.

- Bước đầu chỉ ra hoạt tính xúc tác trong phản ứng tách nước tạo hydrogen của cụm nano [Mo₃S₁₃]^2- pha tạp các kim loại chuyển tiếp.