零模超晶格类型对石墨烯纳米带金属性影响的密度泛函理论研究

作者：卫琳; 刘贵立^*; 杨疆飞; 李欣玥; 张国英

来源：材料导报, 2023, 37(13): 53-59.

• 石墨烯纳米带
• 金属性
• 金属带宽
• 掺杂

通过在石墨烯纳米带(GNR)中引入一对跳跃参数相等的零模构建金属石墨烯纳米带模型，基于密度泛函理论计算了模型的电子特性。通过改变引入的零模类型(C-C、B-B、N-N、Al-Al和P-P)对其金属度进行调控。研究表明：一对N-N零模的引入可以极大地增加GNR的金属带宽，约为引入C-C型零模金属GNR金属带宽的两倍，为本征石墨烯金属带宽的10倍。零模类型影响GNR金属带宽的原因是，引入的零模类型使GNR中形成的五元环几何构型存在差异，影响其子晶格极化损失程度，从而调控其金属度。使用零模类型为N-N的GNR为基础模型，探究纳米带的宽度对GNR金属带宽的影响，结果表明：纳米带宽度的增加不利于金属带宽的拓展，带宽扩大到某一程度时，N-N零模键断裂，变为普通N掺杂型石墨烯。

• 单位
  土木工程学院; 沈阳师范大学; 沈阳工业大学