混合石墨烯和石墨碳化物纳米复合材料:间隙开放,电子孔池,界面电荷转移和增强可见光响应
Aijun Du1, Stefano Sanvito, Zhen Li
1Centre for Computational Molecular Science, Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology (AIBN), The University of Queensland, Queensland 4072, Brisbane, Australia. a.du@uq.edu.au
Journal of the American Chemical Society
|February 21, 2012
概括
研究人员创建了一个石墨烯和石墨碳化物 (g-C(3) N(4)) 复合物. 这种混合材料在石墨烯中打开了带隙,使新的纳米设备成为可能,并增强了能源应用的光吸收.
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:
- 石墨烯纳米设备面临带隙开放和合适基板的挑战.
- 石墨碳化物 (g-C(3) N(4)) 是光学活性,而石墨烯是电子活性.
研究的目的:
- 研究g-C(3) N(4) 和石墨烯之间的接口.
- 探索这种复合材料在纳米设备和能源应用中的潜力.
主要方法:
- 利用混合密度函数理论与长距离分散校正.
- 分析了石墨烯/g-C(3) N(4) 接口的电子和光学性能.
主要成果:
- 发现了从石墨烯到g-C(3) N(4) 的电荷转移,形成了电子洞池.
- 在由g-C(3) N(4) 支持的石墨烯中打开了70meV的带隙.
- 在石墨烯/g-C(3) N(4) 复合物中观察到增强的可见光吸收.
结论:
- 该g-C(3) N(4) 基板促进了带隙在石墨烯中开放,这对于场效应晶体管至关重要.
- 这种混合材料对先进的光伏和光催化应用具有前途.
- 平面的g-C(3) N(4) 结构为石墨烯提供了一个理想的,悬挂的无键基板.


