采用密度泛函理論（DFT）研究扭曲狀石墨烯C80H30的本征結(jié)構(gòu)以及邊緣位置摻B、中間位置摻B、邊緣位置摻N、中間位置摻N等5種量子點(diǎn)的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì),并與平面狀石墨烯結(jié)構(gòu)對(duì)比分析.結(jié)果表明,扭曲狀GQDs未摻雜前能隙寬度為2. 014 e V,在紫外波段強(qiáng)烈吸收,615. 7 nm綠色波段發(fā)光,摻入電子受體B后HOMO能級(jí)和LUMO能級(jí)均升高,摻入給電子體N后HOMO能階和LUMO能階均出現(xiàn)降低,2種原子的摻入都會(huì)導(dǎo)致能隙寬度變窄,在紅色波段發(fā)光,摻雜原子及位置不同均會(huì)對(duì)吸收光譜產(chǎn)生影響.類比于平面狀GQDs,扭曲狀GQDs的能隙寬度均變寬,吸收峰整體表現(xiàn)出往短波方向移動(dòng),發(fā)射光譜出現(xiàn)不同程度的藍(lán)移. 

【文章來源】：四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,43(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

扭曲狀石墨烯量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)

平面狀石墨烯晶格參數(shù)為0.246nm，γ為120°．扭曲狀C80H30納米石墨烯含5個(gè)七元環(huán)和1個(gè)五元環(huán)，通過總能量優(yōu)化得到穩(wěn)定的構(gòu)型(見圖2)．優(yōu)化后C—C鍵長范圍0.140 2～0.150 3 nm,C—C—C鍵角范圍106.1°～138.9°，偏離之前的120°．單層扭曲狀C80H30量子點(diǎn)總體積約為1.3 nm×1.3 nm×0.632 nm.6個(gè)奇數(shù)環(huán)用數(shù)字0～5在圖2中標(biāo)注．2.2 電子結(jié)構(gòu)

為了更好地研究扭曲狀石墨烯量子點(diǎn)的熒光性能，還計(jì)算了平面狀GQDs的態(tài)密度，其結(jié)果見表1．由數(shù)據(jù)可知，無論是平面結(jié)構(gòu)還是變形結(jié)構(gòu)的GQDs，量子限域后能帶均被打開．其中扭曲狀GQDs相比于平面狀GQDs的LUMO能級(jí)變化較小，而HOMO能級(jí)降低0.2 eV左右，扭曲狀GQDs整體表現(xiàn)出更寬的能隙寬度，因此扭曲狀GQDs熒光性能的可調(diào)控能力將強(qiáng)于平面狀GQDs．摻雜后，相比于平面狀GQDs,4種摻雜形式能隙寬度變化分別為:0.021、0.042、0.053和0.129 eV．由此可見，給電子體N原子的摻入比受電子體B原子的摻入，在中間位置摻雜比在邊緣位置摻雜對(duì)能帶結(jié)構(gòu)的影響更明顯．而相比于未摻雜前扭曲狀GQDs和平面狀GQDs的能隙寬度變化值為0.187 eV，說明奇數(shù)環(huán)的引入導(dǎo)致GQDs結(jié)構(gòu)出現(xiàn)扭曲變形是能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的主要原因，而雜質(zhì)原子的摻入會(huì)出現(xiàn)定域能級(jí)，從而導(dǎo)致HOMO能階和LUMO能階的變化，能隙寬度變化減弱．2.3 光學(xué)特性

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]PtCu二元金屬催化劑抗CO中毒性能的理論研究[J]. 王清云,張貴,佟永純,李振,于麗波.  原子與分子物理學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]B、N摻雜對(duì)鈉在石墨烯上吸附性能的影響[J]. 姚利花.  原子與分子物理學(xué)報(bào). 2017(03)
[3]堿金屬在石墨烯表面吸附,遷移行為的第一性原理研究[J]. 譚心,李璇,于長永.  原子與分子物理學(xué)報(bào). 2017(03)



本文編號(hào)：3414337