与石墨烯类似,氧化石墨烯是石墨氧化物的单层结构。实验测量指出氧化石墨烯基底上的主要含氧功能团是羟基和环氧基。而且,众多的实验和理论工作也相继开展以确定氧化石墨烯的原子结构。多数实验表征结果显示含氧功能团呈无序的分布。然而,理论研究表明羟基和环氧基分别沿椅型方向链状排列的结构能量最低,但是这种结构需要十分苛刻的生长条件 [1]。针对实验和理论对氧化石墨烯结构预测的差异,我们采用第一性原理计算方法对有序结构和无序结构同时进行了研究比较。计算结构表明,有序结构的能量比无序结构低(如图1,左图),与前人的结果符合。此外,分析从大量无序结构中挑选出的能量最低结构都具有一定的规律,即这些结构都包含一些局部有序结构。因此,我们预测实验制备的氧化石墨烯是一种局部有序而整体的结构 [2]。