石墨烯上吸附Al的电子结构性能研究

发布时间：2019-10-02 13:22

【摘要】：采用基于密度泛函理论的CASTEP程序包研究了Al吸附于石墨烯表面改善石墨烯的电子性能。结果表明:双原子吸附比单原子吸附能量更低,吸附更为容易。同时吸附结构不同会导致磁矩的产生,单原子以及间位吸附没有磁矩,对位和邻位分别产生了-0.62和1.38μB磁矩。差分电荷密度图结果显示:双原子Al吸附于石墨烯时向石墨烯层转移的电子较多,并且吸附时诱导的差分电荷分布均比较局域,主要集中在Al原子附近的第一近邻C原子表面。
【图文】：

吸附时诱导的差分电荷分布，主要集中在Ａｌ原子附近的第一近邻Ｃ原子表面。图３Ａｌ原子吸附石墨烯的差分电荷密度图（黑色代表电荷积累，，浅灰色代表电荷消散）［（ａ）穴位；（ｂ）间位；（ｃ）对位］单层石墨烯属于零^/隙的半导体，呈金属性。但是当Ａｌ原子吸附于石墨烯表面以后，它的能带结构发生变化，如图４（ａ—ｃ）所示。由图可知，３个吸附体系中费米能级明显向上移动（沿导带方向）穿过导带，说明体系变为导体。图４（ｄ）在费米能级处并没有发生明显变化。图４Ａｌ原子吸附石墨烯能带图［（ａ）穴位；（ｂ）对位；（ｃ）间位；（ｄ）石墨烯］３结论运用第一性原理计算方法研究不同数目、不同结构的Ａｌ原子吸附于石墨烯上，发现双原子吸附比单原子吸附吸附能更低，结构更为稳定。同时对位和邻位吸附有磁矩的产生，可以满足工业的需求，如石墨烯自旋阀。通过总态密度图（ＤＯＳ）和差分电（下转第１５９页）·１５４·
【作者单位】： 中北大学材料科学与工程学院;
【基金】：国家科技部国际科技合作项目(2014DFA50320) 国家自然科学基金(51574207,51574206,51204147和51274175) 山西省国际科技合作项目(2013081017和2012081013)
【分类号】：O647.3

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本文编号：2544955