編號：CYYJ01764
篇名：雙層石墨烯摻雜Pd對CO和NO的氣敏特性研究
作者：解憂 曹松 吳秀 于冰藝 王素芳
關(guān)鍵詞： 雙層石墨烯 氣體分子吸附 金屬摻雜 電子結(jié)構(gòu) 第一性原理
機構(gòu)： 西安科技大學(xué)理學(xué)院
摘要： 采用基于密度泛函理論的第一性原理計算方法,研究了AA堆疊型雙層石墨烯摻雜Pd原子(Pd/BG)后對氣體分子CO和NO的氣敏特性和吸附機理。結(jié)果表明,Pd原子的摻雜改變了雙層石墨烯的電子性質(zhì)和局部幾何結(jié)構(gòu)。Pd原子替代雙層石墨烯的一個碳原子后,雜質(zhì)原子突出層外區(qū)域(Po)和突入層間區(qū)域(Pi)都可以形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),但是突出(Po)構(gòu)型更有利于氣體分子的吸附。對于Po構(gòu)型,CO和NO吸附在Pd/BG上的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)是不同的,CO分子與石墨烯表面呈一定夾角,而NO分子近似垂直于石墨烯表面。Pd/BG對NO分子的吸附強于CO分子。氣體分子在Po構(gòu)型上屬于化學(xué)吸附,而在Pi構(gòu)型上屬于物理吸附。Pd/BG吸附CO和NO氣體分子后具有不同的電子性質(zhì)。Pd/BG體系為半導(dǎo)體性質(zhì),在吸附CO氣體分子后,轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘傩?系統(tǒng)無磁性;而在吸附NO氣體分子后變?yōu)榻饘傩郧揖哂休^大磁矩。這種電子性質(zhì)的變化能夠闡明氣體分子吸附的敏感程度。研究結(jié)果能夠為石墨烯基的氣體傳感器或者探測器提供理論基礎(chǔ)和實驗指導(dǎo)。
