纳米多孔石墨烯：一种具有各向异性力学、光学和热传导性质的二维半导体
介观与纳米尺度物理
2019-03-12 v1
摘要
纳米多孔石墨烯（NPG）由有序纳米孔阵列与石墨烯纳米带间隔构成，最近通过自下而上合成方法实现（Science 360(2018), 199）。本工作中，我们相应利用密度泛函理论和分子动力学模拟探究了单层 NPG 的力学响应、热导率以及电子/光学性质。沿扶椅型方向，NPG 的拉伸强度和热导率分别比锯齿型方向高 1.6 倍和 2.3 倍。尽管表现出高刚度和拉伸强度，NPG 的热导率预计比石墨烯低约两个数量级。基于 GGA/PBE 的结果强调 NPG 单层呈现直接带隙为 0.68 eV 的半导体电子特性。根据 HSE06 估算，NPG 单层显示 0.88 eV 的带隙，在纳米电子学中应用前景广阔。光学结果表明 NPG 纳米膜可吸收可见、红外和近红外光。本工作凸显了 NPG 作为一种新型多孔碳基二维材料的杰出物理特性，其可作为设计先进纳米电子、纳米光学和能量转换系统的有前景候选者。
引用
@article{arxiv.1903.03931,
title = {Nanoporous graphene: a 2D semiconductor with anisotropic mechanical, optical and thermal conduction properties},
author = {Bohayra Mortazavi and Mohamed E. Madjet and Masoud Shahrokhi and Said Ahzi and Xiaoying Zhuang and Timon Rabczuk},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.03931},
year = {2019}
}