关于吸附原子构型介导的石墨烯电输运与电化学性质之间的相关性

研究了吸附原子 - 石墨烯系统在不同类型高对称位点上具有不同吸附高度的各种（随机、相关和有序）空间构型下的电子输运性质。单层石墨烯中的 K 吸附原子采用源自独立自洽从头计算的散射势进行建模。数值结果使用量子力学 Kubo-Greenwood 形式体系获得。仅当有序吸附原子充当替代原子时才会打开带隙，而当吸附原子充当间隙原子时则不会打开带隙。吸附位点的类型强烈影响随机和相关吸附原子的电导率，但当它们形成具有相等周期的有序超结构时，实际上不会改变电导率。取决于电子密度和吸附位点类型，发现相关和有序吸附原子的电导率与其随机位置的情况相比提高了数十倍。这些相关性和有序化效应的强弱表现取决于吸附原子是充当替代原子还是间隙原子。随机或相关吸附原子的电导率大致随吸附高度线性缩放，但在充分改变有序吸附原子的高度时基本保持不变。还研究了 K 掺杂石墨烯与电解质界面处的电子输运性质与非均相电子转移动力学之间的相关性。铁氰化物/亚铁氰化物氧化还原对用作电化学基准系统。石墨烯电极的 K 吸附仅导致非均相标准速率常数轻微抑制。对于有序且强短程散射体打开的带隙，对电极反应速率随电极电位的变化关系有强烈影响。