碳纳米管中氢吸附原子的亚晶格偏析

最近的实验观测报告称，氮原子并非随机分布，而是可能倾向于位于石墨烯的两个亚晶格之一上。有人提出，这种偏好可能为在保持石墨烯优异电子输运性质的同时调控其带隙提供一种可能途径。在为解释这一效应而提出的机制中，有一种建议认为由石墨烯传导电子介导的杂质间长程相互作用可能导致亚晶格占据之间的不对称性。已知电子介导的相互作用不仅存在于 N 原子之间，也存在于吸附在六边形结构中特定位置（即碳原子顶部）的杂质之间。此外，已知这种相互作用随着系统维度的降低而变得更加长程。因此，本文研究了在掺有氢吸附原子的金属型碳纳米管中是否会出现类似的亚晶格不对称性。我们的结果表明，在具有稀疏吸附原子浓度的小直径 CNT 中可观测到类似的亚晶格不对称性，甚至更为显著，且这种不对称性随直径或杂质浓度的增加而减弱。