基于密度泛函理论研究掺杂石墨烯对CO分子吸附性能

作者：董海宽; 杨子龙; 关众博; 齐义辉

来源：人工晶体学报, 2018, 47(05): 1024-1035.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2018.05.024

• 石墨烯
• 吸附
• 掺杂
• 一氧化碳

基于密度泛函理论研究了CO分子在过渡金属掺杂的石墨烯体系上的吸附性能。考虑了三种吸附构型,优化后获得了稳定的吸附结构。发现,CO分子中的C原子靠近吸附点时,吸附作用较大。比较分析了掺杂不同4d过渡金属元素吸附体系的吸附能、电荷转移及能带结构的变化。过渡金属掺杂可明显提高石墨烯吸附CO气体分子的灵敏性,其中,Mo掺杂石墨烯对CO的吸附效果最好,且吸附后能带结构由金属变为半导体特性。此外,通过分析可知掺杂石墨烯的吸附机制是电荷转移,吸附前后掺杂原子上电荷转移量的变化基本反映了体系的吸附性能。这项研究可以为石墨烯体CO气体传感器的研发提供理论参考。

• 单位
  渤海大学; 辽宁工业大学; 辽宁广播电视大学; 数理学院