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题名气体吸附对V掺杂石墨烯电子结构与光学性质的影响
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作者
王梦娟
顾芳
李大林
刘清惓
侯智
张加宏
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机构
南京信息工程大学电子与信息工程学院
南京信息工程大学物理与光电工程学院
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出处
《原子与分子物理学报》
北大核心
2024年第5期118-124,共7页
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基金
国家自然科学基金(41875035,42275143)。
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文摘
基于密度泛函理论 (DFT )的广义梯度近似 (GGA ),采用第一性原理方法研究了气体分子吸附对V掺杂石墨烯的吸附能、电子结构与光学性质的影响.能带结构计算表明:吸附NO_(2) 分子的V掺杂石墨烯的带隙显著增加,从0 eV变为0.368 eV,由金属性转变为半导体特性,而吸附CO与NH_(3) 分子的V掺杂石墨烯的带隙则变化很小.三种吸附构型 (NO_(2) , CO, NH_(3) )的吸附能分别为-8.499 eV、-2.05 eV和-2.01 eV,说明V掺杂石墨烯对NO_(2) 气体分子吸附最强.进而计算了本征、V掺杂石墨烯及其吸附NO_(2) 分子的光学性质,结果表明:随着V掺杂与吸附NO_(2) 气体,石墨烯介电吸收峰值有所增大,介电峰位向低能量区域移动;本征石墨烯仅吸收紫外光,V掺杂石墨烯吸附NO_(2) 分子可以明显拓宽光吸收的光谱范围;掺杂与吸附使得石墨烯光电导率显著增强,能在红外与可见光区产生光电流.上述结果表明V掺杂石墨烯吸附NO_(2) 后材料电子结构和光学性质明显变化,能够作为光学气敏传感材料检测NO_(2) 气体.
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关键词
v掺杂石墨烯
第一性原理
气体吸附
电子结构
光学性质
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Keywords
v-doped graphene
First-principles
Gas adsorption
Electronic structure
Optical properties
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分类号
O484
[理学—固体物理]
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