非晶 SiO$_2$ 中局部缺陷与支撑石墨烯的界面相互作用
介观与纳米尺度物理
2011-08-30 v2
摘要
我们提出了一项考虑范德华（vdW）相互作用的密度泛函研究，探讨了石墨烯在真实 SiO 表面上的黏附。SiO 基底在局部尺度上通过使用非晶二氧化硅典型的两种主要表面缺陷进行建模：氧悬挂键和三配位硅。结果表明，石墨烯与其基底之间黏附的性质在定性上依赖于表面缺陷类型。具体而言，石墨烯与硅端接的 SiO 之间的相互作用完全源于 vdW 相互作用，而氧端接表面则由于界面电荷转移（石墨烯的 型掺杂）为结合提供了额外的离子贡献。不同表面端接的强掺杂对比，为实验中观察到的非晶 SiO 上石墨烯的电荷不均匀性提供了一种机制。我们发现，不考虑表面形态如何，石墨烯在狄拉克点附近的典型电子结构在与 SiO 基底接触时保持不变，这表明石墨烯与非晶二氧化硅之间不存在共价相互作用。我们还考察了氢钝化 SiO 表面的情况。在这种情况下，与石墨烯的结合实际上与表面缺陷类型无关，并且正如预期的那样，源于 vdW 相互作用。最后，所得的界面距离与近期的实验研究吻合良好。
引用
@article{arxiv.1105.1655,
title = {Interfacial interactions between local defects in amorphous SiO$_2$ and supported graphene},
author = {A. N. Rudenko and F. J. Keil and M. I. Katsnelson and A. I. Lichtenstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:1105.1655},
year = {2011}
}
备注
10 pages, 4 figures