O$_2$ 在单层石墨烯上吸附的扩散蒙特卡洛研究
材料科学
2019-08-28 v1
摘要
我们进行了扩散蒙特卡洛（DMC）计算，以准确描述 O 在单层石墨烯上吸附的性质。我们研究了 O 在特定吸附位点的稳定取向及其平衡吸附能。在平衡吸附距离处，发现 O 分子偏好水平取向（即 O-O 键平行于石墨烯表面）而非垂直取向。然而，在短于平衡距离的 O-石墨烯距离下垂直取向更受青睐，这可由 O 与 C 原子间的位阻排斥理解。与先前的 DFT 计算相反，我们的 DMC 计算显示 C-C 键中点（桥位）在能量上比六元环中心（空位）更有利于 O 吸附。最低的 DMC 吸附能出现在空位与桥位之间的中间点，此处 O 吸附能估计为 -0.142(4) eV，与近期报道的实验值非常吻合。最后，我们发现 O 在石墨烯表面具有很强扩散性，沿桥-空-桥路径的扩散势垒仅约 11 meV。
引用
@article{arxiv.1905.13325,
title = {Diffusion Monte Carlo Study of the O$_2$ Adsorption on a Single Layer Graphene},
author = {Hyeondeok Shin and Ye Luo and Anouar Benali and Yongkyung Kwon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.13325},
year = {2019}
}
备注
19 pages, 7 figures