利用原始、缺陷和掺杂石墨烯进行有毒气体氮氧化物的量子ATK分析与检测
应用物理
2025-05-21 v1 材料科学
化学物理
摘要
虽然掺杂和缺陷通常被认为对材料性能有害，但在纳米尺度上，需要这些改性来创造有利于器件应用的新特性。在这项工作中，我们专注于优化石墨烯作为气体传感器，用于检测有毒气体如氮氧化物（NO）。本研究探讨了用过渡金属（Cu、Au、Pt）掺杂石墨烯片以及在片中心引入单空位（SV）缺陷的影响。系统分析了原始、缺陷和掺杂石墨烯片作为NO气体检测的潜在传感材料。研究包括基于石墨烯的器件设计以及在不同配置下评估其电学I-V特性。通过电子性质、电荷转移、吸附能、电学特性（I-V）、灵敏度以及非平衡格林函数（NEGF）方法等参数考察传感机制。结果表明，缺陷石墨烯表现出优异的气体吸附性能，吸附能为8.316 eV，灵敏度为51.1%，优于原始和掺杂石墨烯。这些发现确立了缺陷石墨烯作为NO气体传感应用的有前景候选材料，而掺杂石墨烯显示出中等传感潜力。
引用
@article{arxiv.2503.17381,
title = {Quantum ATK Analysis and Detection of Toxic Gases Nitrogen Oxide using Pristine, Defective, and Doped Graphene},
author = {Raju Kumar Yadav and Prince Philip and Boddepalli SanthiBhushan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.17381},
year = {2025}
}