基于密度泛函理论的石墨烯气敏特性研究

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本文采用基于第一性原理的密度泛函理论研究了本征石墨烯吸附氧化性小分子气体02、N02和还原性气体CO、CH4后的电学特性,分别计算了石墨烯吸附四种气体之后的能带结构、态密度、吸附能、电荷转移以及电导率变化情况。结果表明:石墨烯对氧化性气体比较敏感,吸附后会导致石墨烯电子结构的改变,与未吸附前对比,电导率明显增大,具有显著的气体敏感特性。为了解决石墨烯对还原性气体的不敏感性,又研究了石墨烯的掺杂特性,发现通过对石墨烯掺杂两个Pd原子后,体系对还原性气体的吸附作用明显加强,吸附能和电荷转移增大,能带结构和态密度等都发生了明显的改变,可见,通过掺杂Pd的方法可以大大改变体系的电子结构,增强其气敏特性。
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