堆叠石墨烯/h-BN结构的气体传感潜力：基于DFT的调查
材料科学
2026-03-17 v1
摘要
使用周期性DFT方法，我们考察了NO2、NH3和O3在石墨烯/h-BN异质结构h-BN侧面的吸附行为。该异质结构设计用作模型气体传感器材料。h-BN覆盖层既作为活性吸附表面，也可作为保护层，可能减少石墨烯氧化等不可逆过程。考虑了两个模型体系：一个扩展的石墨烯/h-BN双层（B36N36C72）和一个部分被较小h-BN岛屿覆盖的石墨烯片（B11N11C72）。它们的电子结构在狄拉克点附近存在显著差异。在扩展双层中，费米能级保持与原始石墨烯一致，表明电荷转移可忽略不计。在岛屿覆盖体系中，费米能级向低能侧移动，反映出从石墨烯到h-BN的电子转移。这些差异导致吸附行为的差异。NO2在B11N11C72上与之形成化学键，结合得更强；而O3在该表面上解离，但在扩展双层上保持完整。NH3在岛屿体系中异常地作为电子受体。总体而言，NO2和O3显著增加石墨烯的导电性，而NH3引起的变化较弱。这些结果凸显了石墨烯/h-BN异质结构在气体传感中的潜力。
关键词
引用
@article{arxiv.2603.14530,
title = {Gas sensing potential of stacked graphene/h-BN structures: a DFT-based investigation},
author = {Martin Siebel and Pavel Rubin and Raivo Jaaniso},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.14530},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 3 fugures,