纤维素/石墨烯界面的纳米尺度结构与电子性质
材料科学
2023-04-17 v1
摘要
基于（纳米）纤维素平台功能化开发电子器件，依赖于对纤维素/功能元件复合体系结构与电子性质的原子级理解。本工作中，我们基于第一性原理计算，对纳米纤维素/石墨烯界面（nCL/G）进行理论研究。我们发现，疏水/G（nCL/G）与亲水/G（nCL/G）界面的结合能主要由范德华相互作用主导，且与相应的二维界面体系相当。我们证实，通过隐式溶剂化模型引入水相介质，强化了 nCL/G 的能量偏好。进一步的结构表征通过一组碳 K 边 X 射线吸收谱模拟完成，以识别并区分 nCL/G 与 nCL/G 界面的关键吸收特征。电子结构计算揭示，石墨烯的线性能带位于 nCL 薄片的带隙中，同时观察到耗尽/积累电荷密度区域。我们表明，外场因素（即电场与机械应变）可调控界面处的狄拉克锥与电荷密度。在基于纤维素平台的电子器件开发中，nCL/G 中狄拉克锥态的调控与保持是一项重要特征。
引用
@article{arxiv.2208.11742,
title = {Nanoscale Structural and Electronic Properties of Cellulose/Graphene Interfaces},
author = {Gustavo H. Silvestre and Felipe Crasto de Lima and Juliana S. Bernardes and Adalberto Fazzio and Roberto H. Miwa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.11742},
year = {2023}
}