电场作用下边缘修饰石墨烯纳米带的电磁性质

作者：吴秀; 解忧^*; 宋宝宁; 曹松; 张卫涛; 陈立勇

来源：西北大学学报（自然科学版）, 2020, 50(02): 276-284.

DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2020-02-015

• 石墨烯纳米带
• 边缘修饰
• 电子结构
• 第一性原理

采用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了非金属原子(B,N)和金属原子(Na,Mn)边缘修饰不同宽度zigzag型石墨烯纳米带(ZGNR)的结构稳定性和电磁性质。并进一步研究了外加不同强度垂直电场对原子边缘修饰ZGNR电磁性质的调控规律,所有原子边缘修饰ZGNR体系均能形成稳定结构。在施加垂直于纳米带平面的电场强度后,随着电场强度的增大,[N-ZG]4体系稳定性最好且基本不变,[Mn-ZG]4体系稳定性增加,而[B-ZG]4和[Na-ZG]4体系稳定性降低;电场促进了边缘修饰原子(B,Na,Mn)的电荷进一步向石墨烯C原子转移,阻碍了电荷从石墨烯C原子向边缘N原子转移;N和Na修饰体系的磁性逐渐减小,而B和Mn修饰体系磁性逐渐增大。研究结果表明,外加不同强度电场可以有效调控原子边缘修饰ZGNR体系的结构稳定性、电子性质和磁性,能够为石墨烯纳米带在纳米电子领域的应用提供理论基础。

• 单位
  西安科技大学