石墨烯的多质子化：质子穿透的协同机制
介观与纳米尺度物理
2019-01-10 v2
摘要
由于近期实验表明这些带电粒子以低势垒（约 0.8 eV）的活化过程穿透该二维材料，质子与石墨烯之间的相互作用正引起广泛关注。一种可能的解释涉及化学吸附质子的翻转（C-H 键从碳层一侧旋转到另一侧），而此前的研究发现其能量势垒（约 3.5 eV）过高，无法解释实验结果。与先前采用孤立质子的模型相反，本工作考虑高局域覆盖度下的质子化石墨烯，并探究邻近化学吸附质子在穿透过程中的作用。借助采用大型石墨烯分子原型的密度泛函理论计算发现，当多个质子吸附于同一碳六元环上时，穿透势垒可降低至 1.0 eV。相关机制被详细描述，并可为质子穿透石墨烯的实验观测解释提供新的视角。
引用
@article{arxiv.1809.00517,
title = {Graphene Multi-Protonation: a Cooperative Mechanism for Proton Permeation},
author = {Massimiliano Bartolomei and Marta I. Hernández and José Campos-Martınez and Ramón Hernández Lamoneda},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.00517},
year = {2019}
}
备注
16 pages, 5 figures