[N]-碳菲烯上官能团的共价吸附
材料科学
2022-03-10 v1
摘要
从平面分子1,3,5-三羟基苯出发，Du等人报道合成了几种可能的二维材料之一：石墨烯烯或3-碳菲烯。3-碳菲烯是一类新型二维共价有机框架——[N]-碳菲烯（碳菲烯）的成员。利用高通量方法，我们计算了以羟基(OH)、羰基(CO)、硝基(NO)、胺基(NH)、羧基(COOH)官能团取代氢端基的3-、4-、5-和6-碳菲烯的形成能与传导性质。我们研究了509个随机选取基元的结构，官能化程度从每个晶胞单个官能团到完全官能化不等。我们的结果表明，在碳菲烯类型与官能团类型固定时，官能化程度与形成能之间呈负斜率线性关系。形成能随官能化而降低，使Du合成官能化3-碳菲烯更为可信。碳菲烯类型、官能团类型与官能化程度均在材料能带结构中起作用。例如，CO官能团可能导致钉扎于费米能级的中隙态，而所研究的其他官能团保持原始碳菲烯的半导体性质。因此，由于羰基官能团常存在于缺陷碳体系中，在能隙重要的碳菲烯器件中应谨慎限制氧含量。由此，本工作加强了Junkermeier等人的假设，即Du等人合成的是3-碳菲烯而非石墨烯烯。
引用
@article{arxiv.2203.04526,
title = {Covalent Adsorption of functional groups on [N]-carbophenes},
author = {Chad E. Junkermeier and George Psofogiannakis and Ricardo Paupitz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.04526},
year = {2022}
}