面向可调可逆氢化的石墨烯应变工程
材料科学
2010-02-10 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
石墨烯因其二维几何结构和独特的结构-性能关系，是分子传感和储氢应用的极端材料。在这篇快报中，我们从力学变形与电子构型相互耦合的角度讨论了石墨烯的氢化。我们的第一性原理计算表明，氢化和外加应变显著改变了石墨烯的原子结构、结合能、力学和电子性质。在10%的面内应变下，对称相和反对称相中氢在石墨烯上的结合能分别提高了53.89%和23.56%。此外，对称结合的氢原子在压缩下的不稳定性提示了一种可逆的储氢方法。在反对称相中，氢的结合破坏了石墨烯的sp2特性，该特性在拉伸应变下可以部分恢复。基于电荷密度的分析揭示了其内在机制。这里报告的结果不仅提供了一种以可控和可逆方式调节石墨烯上氢结合的方法，而且还通过机械载荷和氢掺杂的协同控制来工程化石墨烯的性质。
引用
@article{arxiv.0904.2938,
title = {Strain engineering on graphene towards tunable and reversible hydrogenation},
author = {Zhiping Xu and Kun Xue},
journal= {arXiv preprint arXiv:0904.2938},
year = {2010}
}