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《n分子在石墨烯表面吸附的密度泛函理论研究-毕业论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、本科毕业设计（论文）题目N2分子在石墨烯表面吸附的密度泛函理论研究学生姓名学 号教学院系理学院专业年级应用物理2013级指导教师职 称教授单 位西南石油大学理学院辅导教师职称单 位完成日期2017年6月1日SouthwestPetroleumUniversityGraduationThesisDensityfunctionaltheorycalculationsonnitrogenmoleculesadsorbedongraphenemonolayersGrade:2013Name:Speciality:AppliedPh
2、ysicsInstructor:Schoolofsciences2017-6摘要基于密度泛函理论，计算了本征石墨烯和几种替位掺杂石墨烯（掺B、Al、Ga、Pd、Pt和Au元素）对N2的吸附能和吸附高度，并研究了用掺杂石墨烯检测氮气的方法。本征石墨烯对氮气的稳定吸附位为桥位，吸附能为-0.17eV，为物理吸附。论文研究了替位掺杂B、Al、Ga、Pd、Pt、Au和Mg元素石墨烯的稳定性，我们发现：用Ga掺杂的石墨烯稳定性较差，不及其同族元素B和Al掺杂的石墨烯稳定性好，三种惰性金属元素Pd、Pt和Au掺杂的石墨烯稳定性较好，而活泼
3、金属Mg掺杂的石墨烯结构不稳定。替位掺杂Al、Ga、Pd、Pt和Au可显著地增强石墨烯对氮气分子的吸附作用，为化学吸附，且其吸附强度的趋势为Au＞Pt＞Pd＞Al＞Ga。B掺杂石墨烯相对于本征石墨烯而言，吸附氮气的能力有所提高，但仍为物理吸附。对比分析吸附前后所有原子分波态密度，发现吸附系统能量下降的贡献主要来自氮气分子。几种替位掺杂石墨烯吸附氮气后，其电导率发生了不同程度的变化，可用于氮气分子的检测。关键词：密度泛函理论；石墨烯；吸附；掺杂；氮气检测IIIAbstractBasedonthedensityfunctional
4、theory,theadsorptionenergyandadsorptionheightofN2onintrinsicgrapheneandseveralalternativedopantgraphene(dopedwithB,Al,Ga,Pd,PtandAu)werecalculated.Attheendofthispaper,themethodofdetectingnitrogenmoleculesbydopinggraphenewasstudied. Thestableadsorptionpositionoftheni
5、trogenmoleculesonintrinsicgrapheneisthebridgesite,andtheadsorptionenergyis-0.17eV,whichisphysicaladsorption.Inthispaper,thestabilityofgraphenedopedwithB,Al,Ga,Pd,Pt,AuandMgelementsarestudied.ItisconcludedthatthestabilityofGa-dopedgrapheneispoor,Al-dopedgraphenehasgo
6、odstability,andthestabilityofthethreekindsofinertmetalelements(Pd,PtandAu)dopedgrapheneisbetter,whiletheMg-dopedgraphene’sstructureisunstable. TheadditionofAl,Ga,Pd,PtandAucansignificantlyenhancetheadsorptionofnitrogenmoleculesongraphene,whichbelongtochemicaladsorpt
7、ion.OuranalysisshowsthatadsorptionstrengthfollowsthedopedelementtrendAu>Pt>Pd>Al>Ga,asverifiedbycorrespondingchangesintheadsorptionenergys.Comparedwithintrinsicgraphene,theabilityofB-dopedgraphenetoadsorbnitrogenisimproved,butitisstillaweakphysicaladsorption.Through
8、thecomparativeanalysisofalltheatoms’PDOSbeforeandafteradsorption,itisfoundthatthecontributionoftheenergylossoftheadsorptionsystemismainlyf
