乙炔键修饰的三维石墨烯网络用于高性能光电子和锂离子电池负极材料
材料科学
2019-08-21 v1 计算物理
摘要
寻找具有合适带隙和优异光电子性质的三维(3D)半导体碳同素异形体始终是新兴全碳光电子领域的追求目标。另一方面,3D 碳材料也被认为是优于商业化石墨的锂离子电池(LIBs)潜在负极材料。本文利用第一性原理计算,通过对两种结构密切相关的 3D 碳结构——碳 Kagome 晶格(CKL)和互穿石墨烯网络(IGN)——进行乙炔键修饰,提出了两种新型 3D 碳同素异形体。修饰后的 CKL 是真正的直接带隙半导体,并可能拥有所有半导体碳同素异形体中最强的光学跃迁系数。合适的带隙和小有效质量也意味着它可作为钙钛矿太阳能电池的良好电子传输材料(ETM)。至于修饰后的 IGN,它是拓扑节线半金属,并相比 IGN 在 LIBs 负极材料中展现出大大增强的比容量。我们的工作不仅发现了两种具有极佳物理和化学性质、可用于高性能光电子和锂离子负极材料的新 3D 碳相,也提供了一种创造具有多用途性质的各种碳结构的新视角。
引用
@article{arxiv.1908.07142,
title = {Three-dimensional graphene networks modified with acetylenic linkages for high-performance optoelectronics and Li-ion battery anode material},
author = {Chengyong Zhong and Wenxia Zhang and Guangqian Ding and Junjie He},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.07142},
year = {2019}
}
备注
7 figures