外电场调控二维共价有机框架的能带结构.pdf

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1、第28卷第12期无机化学学报Vo1．28No．122012年12月CHINESEJ0URNALOFIN0RGANICCHEMISTRY2587—2592外电场调控二维共价有机框架的能带结构顾瑛庄桂林王建国(浙江工业大学化学工程与材料学院，杭州310032)摘要：基于第一性原理密度泛函理论，研究了加不同方向电场对NiPc—COF能带结构的影响。结果显示：沿[10O]晶向的电场能够有效影响NiPc—COF的电子结构，在3．09V·nm一的电场下NiPc．COF的能带降到了0．22eV。此外，分别从电子结构、前线轨道和Mtilliken电荷方面的分析进一步研究了电场对NiPc—COF的作用，结果表明

2、沿【1OO]方向电荷密度的极化导致一些简并轨道的分裂从而降低了NiPc—COF的能带。关键词：共价有机框架结构：电场：密度泛函理论中图分类号：0641．13文献标识码：A文章编号：1001．4861(2012)12．2587．06TunableBandGapof2DCovalentOrganicFrameworkbyExternalElectricFieldGUYingZHUANGGui—LinWANGJIAN-Guo(CollegeofChemicalEngineeringandMaterialsScience，ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou3

3、10032，China)Abstract：TheeffectofdirectionalelectricfieldonthebandgapofNiPc—COFwasstudiedbasedonDensityFunctionalTheory(DVT)calculations．Theresultsindicatethatelectricfieldalong[100]caneffectivelyaffecttheelectronicstructureofNiPc—COFandresultinthebandgapof0．22eVattheelectricfield(EF)of3．09V·nm．Furth

4、ermore，bothelectronicstructureandfrontierorbits，coupledwithMtillikenchargepopulation，revealthatthepolarizationofchargedensityalong[100]directionleadstothesplitofsomedegenerateorbitsresultinginthedecreaseofbandgap．Keywords：COFs；electricfield；densityfunctionaltheory0Introductiondensitiesf0．17g·cmforCO

5、F一108)-3】．Currently，effortsmadebyanumberofchemistsinthepastdecadehaveSincethemostrevealingdiscoveryreportedbyresultedinalargenumberofCOFs，includingvariousYaghiin2005【1j，CovalentOrganicFrameworks(COFs)，dimensionalitiesanddopedmodifications，suchaswheretheorganicbuildingunitsareheldtogetherbyCOF一5andLi

6、—dopedCOF-102．Thesestudiesstrongcovalentbonds(suchasC-C，C-0，B一0，andSi-effectivelyfacilitatethedevelopmentofCOFsintheC)，havearousedenormousinterest，largelystimulatedfieldsofgasstorage【5一．byaestheticallyinterestingstructuresanduniqueInthisfield，oneparticularCOFsandtwo—properties，e．g．7r-electronicskele

7、tons，highsurfacedimensionalCOFs(2D-COFs)havebeenattractingareas(4210m·g～forCOF一103、闭andlowcrystalincreasingattentionbecausetheyfeatureaunique收稿日期：2012—02—13。收修改稿13期：2012—06．20。国家自然科学基金(No．20906081；No．