分子氧在掺杂石墨烯上的吸附：原子、电子和磁性性质
介观与纳米尺度物理
2015-03-14 v2
摘要
利用密度泛函理论，从理论上研究了分子氧在B、N、Al、Si、P、Cr和Mn掺杂石墨烯上的吸附，以阐明O2是否能改变掺杂石墨烯用于气体传感器、电子和自旋电子器件的可能性。O2在B和N掺杂石墨烯上是物理吸附，吸附能小，且与石墨烯平面距离远，表明不会发生氧化；在Al、Si、P、Cr和Mn掺杂石墨烯上观察到化学吸附。由X-C（X代表掺杂原子）键长相对于C-C键长较大引起的局部曲率在这种化学吸附中起着非常重要的作用。O2的化学吸附引起了掺杂石墨烯电子结构和局域自旋极化的显著变化，特别是，O2在Cr掺杂石墨烯上的化学吸附是反铁磁性的。电子态密度分析表明，O与掺杂原子之间的杂化贡献主要来自p或d轨道。此外，自旋密度显示磁化主要位于掺杂原子周围，这可能是近藤效应的原因。这些特殊性质为在石墨烯工程领域中控制电子性质和自旋极化提供了良好的选择。
引用
@article{arxiv.1004.0518,
title = {Adsorption of molecular oxygen on doped graphene: atomic, electronic and magnetic properties},
author = {Jiayu Dai and Jianmin Yuan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1004.0518},
year = {2015}
}
备注
7 pages, 10 figures