石墨烯中氢化碳原子空位的结构与稳定性
材料科学
2013-12-30 v1
摘要
本文通过周期性第一性原理 (first principles) 计算，研究了氢原子在石墨烯碳原子空位上的吸附过程，直至六个 H 原子化学键合到空位上的完全氢化状态。单个 H 原子的添加是高度放热且无势垒的，进一步氢化的结合能依然显著，且倾向于具有最少同碳双取代 (geminal) 对的结构。热力学分析表明，缺陷石墨烯对氢化极其敏感，在室温及广泛的 H 分压范围（从 bar 到 bar）内，三重氢化的反式 (anti-) 结构占主导地位。该结构具有一个未配对电子，并为石墨烯的顺磁性提供自旋 -1/2 的局域磁矩贡献。将我们的结果与最近的 TEM、STM 和 -SR 实验进行比较表明，在不同条件下，碳原子空位实际上可能被不同程度地氢化。
引用
@article{arxiv.1312.7143,
title = {Structure and stability of hydrogenated carbon atom vacancies in graphene},
author = {M. Casartelli and S. Casolo and G. F. Tantardini and R. Martinazzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.7143},
year = {2013}
}