石墨烯在云母上的黏附：表面形貌的作用

我们采用考虑了范德华(vdW)相互作用的密度泛函理论(vdW-DF方法)，从理论上研究了石墨烯在白云母表面上的黏附与电子性质。我们发现，解理云母表面局部结构的不规则性为云母-石墨烯结合提供了不同的机制。在假设两个表面均呈电中性的情况下，结合主要为vdW性质，在室温下几乎不超过每个碳原子的热能。相反，如果钾原子在云母上非均匀分布，表面的不同区域会引起石墨烯的$n$型或$p$型掺杂。进而，表面之间会产生额外的相互作用，显著增加黏附力。对于每种情况，石墨烯的电子态都不受黏附影响。然而，预计在实际云母支撑的石墨烯中，由于电荷掺杂的不对称性，其费米能级可能会相对于狄拉克点发生移动。我们发现不同表面区域中石墨烯与云母之间距离的变化与最近的原子力显微镜实验一致。云母的相对平坦性以及云母-石墨烯体系中不存在层间共价键，使得该组合成为实际应用的有力候选者。