硫及硫氧化物化合物作为SWCNTs上潜在的光学活性缺陷
材料科学
2025-12-18 v4 介观与纳米尺度物理
化学物理
摘要
半导体单壁碳纳米管（SWCNT）功能化为具有共价缺陷的材料是一类具有强大、可调谐光致发光并实现单光子发射（SPE）的潜在光电子材料。本文研究了含硫氧化物的化合物作为(6,5) SWCNT上新的一类光学活性掺杂剂。实验发现，当SWCNT暴露于硫酸钠钠二硫酸盐后，所得化合物显示出红移且明亮的光致发光峰，这特征符合共价缺陷掺杂。我们对可能作为掺杂来源的吸附化合物进行了密度泛函理论计算（S、SO、SO2和SO3）。我们预测，两个最小分子与SWCNT强烈结合，结合能分别为约1.5-1.8 eV和0.56 eV（分别对应S和SO），并在管道的带结构中引入带内电子态，consistent with测量的(0.1-0.3) eV的红移。相比，较大的分子要么未结合，要么仅 weakly吸附于SWCNT上，对该管的电子结构没有显著影响，表明它们不太可能发生。总体而言，我们的研究表明，硫基化合物是(6,5) SWCNT上具有可调电子属性的有前景的掺杂剂。
引用
@article{arxiv.2409.18283,
title = {Sulfur and sulfur-oxide compounds as potential optically active defects on SWCNTs},
author = {Tina N. Mihm and K. Jing Trerayapiwat and Xinxin Li and Xuedan Ma and Sahar Sharifzadeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.18283},
year = {2025}
}
备注
8 pages, 4 figures, 1 SI pdf