改性石墨烯气敏性质的第一性原理研究

发布时间：2024-01-23 12:18

　　石墨烯,一种二维蜂窝状晶体,具有单层碳原子厚度,于2004年成功地从石墨中分离出来。由于其质量轻、比表面积大、载流子迁移率高、导电性好等诸多特点,被广泛应用于纳米电子器件、能量储存装置、自旋电子学器件、太阳能电池技术、传感器和超级电容器等领域。本文基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统地研究了纯净石墨烯、单空位缺陷石墨烯以及异质原子掺杂石墨烯吸附HCN气体分子的气敏性质;考察了小分子气体在Mn掺杂石墨烯上的吸附行为对体系电子特性和磁性的调制以及施加外电场后对复合体系的吸附性能的影响。所得结果如下:(1)对纯净石墨烯(PG)、单空位缺陷石墨烯(SVG)及17种元素(Li、B、N、Mg、Al、S、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Pt、Au、Ag和Cu)单原子取代掺杂石墨烯(XG)吸附HCN气体分子的吸附行为和气敏性质进行了系统的研究。研究发现:HCN分子物理吸附于PG、BG、NG、SG上,且吸附该分子后未引起体系费米能级附近态密度的变化,因此上述基底吸附HCN分子的敏感性较差;SVG的引入虽然可以增强基底与HCN分子之间的结合,但吸附分子前后体系的电子性质不变;HCN 分子化...

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【学位级别】：硕士

图１－１?Ａｎｄｒｅ?Ｇｅｉｍ等首次通过实验制备得到的石墨嫌??

图1一石墨烯的单层碳原子结构

图１－４石墨烯的能带结构图??

图１－５石墨烯在室温下的起伏状态??

本文编号：3882644