晶界引起的氢化多晶石墨烯中电荷输运的变异性
介观与纳米尺度物理
2025-06-06 v1
摘要
化学功能化已被证明是调控石墨烯独特性质的一种有前景的手段。例如,氢化可产生多种有趣效应,包括金属-绝缘体转变或局域磁矩的形成。同时,通过化学气相沉积生长的石墨烯最适合大规模生产,但所得材料往往为多晶。迄今为止,关于化学功能化(特别是氢化)如何影响多晶石墨烯性质的研究相对较少。本工作中,我们利用数值模拟研究氢化多晶石墨烯的电学性质。我们发现氢吸附体的空间分布与电荷输运性质之间存在强关联。当吸附体局限于晶界时,电荷输运对氢化弱敏感,而氢的均匀分布会降低电子迁移率。这一差异源于氢诱导的共振杂质态的形成,而当蜂窝对称性被晶界局域破坏时该形成受到抑制。这些发现表明可通过选择性氢功能化调控多晶石墨烯的电输运,并对该材料的氢诱导磁化与自旋寿命具有启示意义。
引用
@article{arxiv.1804.09276,
title = {Grain boundary-induced variability of charge transport in hydrogenated polycrystalline graphene},
author = {Jose E. Barrios Vargas and Jesper T. Falkenberg and David Soriano and Aron W. Cummings and Mads Brandbyge and Stephan Roche},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.09276},
year = {2025}
}