利用掺杂提高石墨烯吸附二氧化氮的敏感性及光学性质的理论计算OA北大核心CSTPCD
为了研究NO_(2)在未掺杂石墨烯和掺杂石墨烯(N掺杂、Zn掺杂、N-Zn双掺杂)上的吸附,本工作采用密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势对其吸附过程进行模拟.计算了石墨烯表面吸附NO_(2)分子的吸附能、Mulliken分布、差分电荷密度、态密度和光学性质.研究结果表明,与未掺杂石墨烯表面相比,掺杂石墨烯表面对吸附NO_(2)表现出了更高的敏感性,吸附能大小顺序为:N-Zn双掺杂表面>Zn掺杂表面>N掺杂表面>未掺杂表面.未掺杂石墨烯和N掺杂石墨烯表面与NO_(2)的相互作用较弱,是物理吸附.Zn掺杂和N-Zn双掺杂石墨烯表面与NO_(2)之间形成了化学键,是化学吸附.在可见光范围内,3种掺杂方式中N-Zn双掺杂表面对于提高石墨烯光学性能效果最佳,其吸收系数和反射系数的峰值较未掺杂石墨烯表明分别提高了约1.12倍和3.42倍.N-Zn双掺杂石墨烯不但能增强表面与NO_(2)的相互作用,同时也能提高材料的光学性能,这为基于石墨烯基底的NO_(2)气体检测传感提供了理论支撑和实验指导.
朱洪强;罗磊;吴泽邦;尹开慧;岳远霞;杨英;冯庆;贾伟尧;
重庆师范大学物理与电子工程学院,重庆401331西南大学物理科学与技术学院,重庆400715
物理学
NO_(2)石墨烯吸附第一性原理
《物理学报》 2024 (020)
P.188-194 / 7
重庆市自然科学基金(批准号:CSTB2023SCQ-MSX0207,CSTB2023SCQ-MSX0425);重庆市教委科学技术研究计划(批准号:KJQN202200569,KJQN202200507,KJQN202300513,KJZD-K202300516);重庆市高等教育教学改革研究项目(批准号:223145);重庆市研究生教育“课程思政”示范项目(批准号:YKCSZ23102)资助的课题.
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