多功能多孔石墨烯用于纳米电子和储存:第一原理计算揭示了新的特性
Aijun Du1, Zhonghua Zhu, Sean C Smith
1The University of Queensland, Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology, Centre for Computational Molecular Science, QLD 4072, Brisbane, Australia. a.du@uq.edu.au
Journal of the American Chemical Society
|February 17, 2010
概括
研究人员发现,在石墨烯中引入多孔性会产生带隙,从而使其在纳米电子技术中使用. 这种多孔石墨烯也显示出对高效的储能应用的希望.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 石墨烯缺乏自然带间隙,这阻碍了它在纳米晶体管中的应用.
- 最近在合成多孔石墨烯方面取得的进展为新材料提供了新的可能性.
研究的目的:
- 用计算方法研究多孔石墨烯的电子特性.
- 为了确定多孔性是否可以诱导石墨烯中的带隙.
- 评估多孔石墨烯在储存方面的潜力.
主要方法:
- 使用密度函数理论 (DFT) 的计算.
- 分析了多孔石墨烯的电子带结构.
- 在装饰的多孔石墨烯上模拟了吸附.
主要成果:
- 石墨烯的多孔性成功地打开了3.2 eV的带隙,相当于和石墨C3N4.
- 用装饰的多孔石墨烯显著增强了吸附.
- 孔隙石墨烯的潜在储能预计为12%的重量.
结论:
- 多孔石墨烯可以被设计成具有带间隙,克服纳米电子设备的关键限制.
- 多孔石墨烯的独特结构增强了吸附,表明它有可能储存.
- 这些发现突出了多孔石墨烯作为未来纳米电子和清洁能源技术应用的有希望的材料.
