N掺杂对α-石墨炔表面吸附H2O,H,O和OH的电子性质和磁性的影响

编号：NMJS07373

篇名：N掺杂对α-石墨炔表面吸附H2O,H,O和OH的电子性质和磁性的影响

作者：李慧婷 马亚强 戴宪起

关键词： α-石墨炔 掺杂 吸附 电子结构

机构： 河南师范大学物理与材料科学学院

摘要： 石墨炔是一种新型的二维(2D)碳的同素异形体,炔键单元的高活性使其在小分子吸附方面相比石墨烯更具优势.本文基于密度泛函理论(DFT),研究了H 2 O和H、O及OH分别在原始的和掺杂了N原子的α-石墨炔上的相互作用.研究结果表明,N掺杂和小分子吸附能够改变α-石墨炔的电子结构和磁性.N原子掺杂后α-石墨炔对小分子的吸附能力明显增强.H、O原子和OH吸附在N原子掺杂体系前后表现出明显的磁性差异:H原子和OH吸附在纯净的α-石墨炔上体系显示磁性,N原子掺杂后,磁性消失;而O原子则是吸附在纯净的α-石墨炔上未表现出磁性,N原子掺杂后,体系出现磁性.此外,α-石墨炔对水分子的吸附作用较弱,受范德瓦耳斯作用影响较大,属于物理吸附.本研究将为α-石墨炔中N杂质检测以及α-石墨炔基气体传感器的设计研究提供新的思路.