石墨烯的键合与非键合 B/N 共掺杂对其稳定性、相互作用能、电子结构与功率因子的影响
介观与纳米尺度物理
2020-03-18 v1
摘要
我们建模硼与氮掺杂/共掺杂单层石墨烯，利用密度泛函理论研究其稳定性、相互作用能、电子与热学性质。研究发现，含有非键合 B 或 N 原子的掺杂石墨烯片会引发吸引相互作用从而打开带隙，进而增强功率因子。此外，掺杂石墨烯中的键合 B 或 N 原子产生排斥相互作用导致带隙减小，从而功率因子降低。我们强调，功率因子的增强对硼和氮原子的浓度并不十分敏感，而对其在石墨烯六方结构邻位、间位与对位的位置更为敏感。在 B 和 N 共掺杂石墨烯中，非键合掺杂原子具有弱的吸引相互作用并导致小带隙，而键合掺杂原子引起强的吸引相互作用与大带隙。结果，含非键合掺杂原子的石墨烯功率因子降低，而含键合掺杂原子的石墨烯功率因子增强。
引用
@article{arxiv.2002.11377,
title = {Effects of bonded and non-bonded B/N codoping of graphene on its stability,\break interaction energy, electronic structure, and power factor},
author = {Nzar Rauf Abdullah and Hunar Omar Rashid and Mohammad T. Kareem and Chi-Shung Tang and Andrei Manolescu and Vidar Gudmundsson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.11377},
year = {2020}
}
备注
RevTeX, 10 pages with 9 included pdf figures