【摘要】：石墨烯是一種新型的二維納米材料,由于其獨特的物理特性引起了科研工作者的廣泛關(guān)注,成為近幾年來基礎(chǔ)研究和新型材料開發(fā)的熱點。以石墨烯為基礎(chǔ)的碳質(zhì)材料,尤其是石墨烯-襯底縱向異質(zhì)結(jié)在能量存儲、電子和自旋運輸以及催化等多個領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。所以,石墨烯-襯底縱向異質(zhì)結(jié)界面外來原子插入機理已經(jīng)成為此領(lǐng)域研究的熱點之一。本文利用基于密度泛函理論的第一性原理計算系統(tǒng)地對金屬鏑(Dy)在無支撐的缺陷石墨烯表面吸附和插入機理以及有SiC襯底支撐的缺陷石墨烯表面吸附的相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行了理論研究。主要研究結(jié)果如下:一、利用基于密度泛函理論的第一性原理計算結(jié)合過渡態(tài)理論系統(tǒng)地研究了金屬鏑(Dy)在無支撐的缺陷石墨烯表面的吸附和插入機理。計算結(jié)果表明:1).Dy原子在無支撐的石墨烯空位缺陷上的吸附能比在無支撐的完美石墨烯上的吸附能要低。2).相互作用電荷密度分析表明Dy原子和C原子之間存在非常強的共價鍵。3).由于限域效應(yīng),Dy原子穿過帶有1-2個碳原子空位缺陷的石墨烯的路徑與穿過帶有碳原子空位缺陷大于三的石墨烯的路徑不同。4).計算表明石墨烯表面有效缺陷面積越大,Dy原子穿過石墨烯的能壘越小,Dy原子越容易穿過石墨烯。二、利用第一性原理計算結(jié)合過渡態(tài)理論系統(tǒng)地研究了金屬鏑(Dy)在有SiC支撐的缺陷石墨烯緩沖層表面的吸附和性質(zhì)。研究結(jié)果表明:1).緩沖層石墨烯晶格形變較大,計算結(jié)果與實驗結(jié)果一致。2).金屬Dy吸附后,緩沖層石墨烯晶格發(fā)生更明顯的形變。3).Dy/def_Gra(buffer)/SiC(0001)體系的磁矩都為零,除了金屬Dy吸附在四空位缺陷的緩沖層石墨烯表面。4).Dy/SV_Gra(buffer)/Dy/SiC(0001)結(jié)構(gòu)中,在緩沖層石墨烯與SiC襯底界面的Dy原子離表面Dy原子近的結(jié)構(gòu)能量低,表明界面處的金屬Dy容易聚集成核。
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O614.342;O647.3
【圖文】：

1 反應(yīng)路徑與反應(yīng)過程中能量的關(guān)系圖(源于到現(xiàn)在已經(jīng)大約有半個多世紀(jì)了，在這五成就表現(xiàn)在以下三個方面： (1). 概念重要理論的定義基本都會存在。 (2). 應(yīng)用廣泛還涉及到一些物理過程。(3). 理論先驅(qū)：且在 TST 的影響下，許多科研工作者已經(jīng)

-18.45920 9 9 1 -18.42826 10 -18.44137 13 13 1 -18.44754 15 -18.44588 17 17 1 -18.44592 20 -18.45538 21 21 1 -18.44421 25 -18.45960 25 25 1 -18.44588 30 -18.46082 29 29 1 -18.44573 35 ：石墨烯的單胞中有兩個碳原子，其晶格類型是六角晶格常數(shù)是 2.46 。如圖 4.1 所示，與實驗值是非常吻合建立石墨烯超胞。在一個 6×6 的石墨烯超胞中放置一個石墨烯超胞中石墨烯平面被設(shè)為 x-y 方向，垂直石墨烯 z 方向上使用 15 的真空區(qū)域，以保證在垂直于石墨2 ，進(jìn)而消除石墨烯超胞與其鏡像之間產(chǎn)生的相互作用

金屬Dy在無支撐的缺陷石墨烯上的吸附結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 侯宏英;孟瑞晉;;石墨烯的晶格缺陷[J];人工晶體學(xué)報;2014年11期

2 ;First-principles study of lithium intercalated bilayer graphene[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2012年08期

3 牛家治;過渡態(tài)理論的速率常數(shù)公式[J];淮北煤師院學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年03期

本文編號：2800425