本文關鍵詞： T型石墨烯 T型石墨烯衍生物-n 電子結構 第一原理計算　出處：《物理學報》2017年16期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：采用基于密度泛函理論的第一原理方法研究了T型石墨烯及其衍生物-n(n=1—5)的結構穩(wěn)定性和電子結構性質(zhì).T型石墨烯是一種擁有四角形環(huán)的二維碳材料同素異構體,通過改變連接四角形環(huán)的碳鏈上的碳原子個數(shù)n,可以得到一系列的sp-sp~2雜化結構,稱其為T型石墨烯衍生物-n.計算結果表明:這些材料的結構穩(wěn)定性、化學鍵類型和電子結構性質(zhì)都依存于n的奇偶性.其中T型石墨烯(n=0)的結構最穩(wěn)定,并形成一個由8個碳原子構成的大環(huán).聲子譜計算的結果表明,n為偶數(shù)時的體系具有動力學穩(wěn)定性,而n為奇數(shù)時的體系則是不穩(wěn)定的.n為偶數(shù)時體系四角形環(huán)之間的碳鏈上的化學鍵呈單、三鍵交叉排列,體系顯示為金屬性特征,且隨著n的增大,體系的金屬性加強.n為奇數(shù)時體系四角形環(huán)之間的碳鏈上的化學鍵則為雙鍵連續(xù)排列,體系呈金屬性且具有磁性(n=1除外).研究表明該系列材料作為一種新的二維碳材料同素異構體,具有獨特的結構和豐富的電子結構特性,很可能在納米器件中得到廣泛應用.
[Abstract]:The first principle method based on density functional theory (DFT) was used to study the T type graphene and its derivative -nnnnnnnnnnnn (1-5). T-type graphene is a two-dimensional carbon material isomer with a tetragonal ring. A series of sp-sp~2 hybrid structures can be obtained by changing the number of carbon atoms on the carbon chain connected to the tetragonal ring. It is called T-type graphene derivative -n.The calculation results show that the structure stability of these materials. The type of chemical bond and the properties of electronic structure are all dependent on the parity of n. The structure of T type graphene is the most stable, and a large ring is formed, which consists of eight carbon atoms. The results of phonon spectra calculation show that. When n is even, the system with even number has dynamic stability, while the system with odd number n is unstable. When n is even, the chemical bond on the carbon chain between the quadrangular rings of the system is single and triple bond cross arrangement. The system is characterized by gold properties, and with the increase of n, the chemical bonds on the carbon chains between the quadrangular rings of the system are arranged continuously with double bonds when the gold properties of the system increase. N is odd. The results show that this series of materials, as a new two-dimensional carbon isomer, have unique structure and rich electronic structure. It is likely to be widely used in nanodevices.
【作者單位】： 集美大學理學院;廈門大學物理系半導體光電材料及其高效轉換器件協(xié)同創(chuàng)新中心;
【基金】：國家重點研發(fā)計劃(批準號:2016YFA0202601) 國家自然科學基金青年科學基金(批準號:11605073) 福建省教育廳科技項目(批準號:JAT160690)資助的課題~~
【分類號】：O469;O613.71
【正文快照】： 1引言隨著富勒烯、碳納米管和石墨烯的成功合成[1-3],研究者們逐步認識到除了熟知的金剛石、石墨這兩種天然的碳材料外,碳材料還擁有許多新型的同素異構體.在這些碳的同素異構體中,碳的三種雜化態(tài)(sp3,sp2和sp)所占的比率不同,導致了材料的構型和物理、化學性質(zhì)的不同.碳科學

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本文編號：1475338