缺陷石墨烯吸附Au、Ag、Cu的第一性原理计算.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)l230Acta．一Chim．Sin．2014，30(7)，1230-1238July[Article】doi：10．3866／PKU．WHXB201405201www．whxb．pku．edu．ca缺陷石墨烯吸附Au、Ag、Cu的第一性原理计算米传同刘国平王家佳郭新立吴三械。于金，’(东南大学材料科学与工程学院，南京211189；东南大学江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室，南京211189；南京大学化学化工学院，南京210093)摘要：采用基于密度泛函理论的投影缀加波方法研究了Au、

2、Ag、Cu吸附在缺陷石墨烯单侧和双侧的体系，对吸附体系的吸附能、磁性、电荷转移和电子结构进行了计算和分析．缺陷石墨烯吸附Au、Ag、Cu体系的吸附能比本征石墨烯增加2eV以上，说明三种金属原子更容易吸附在缺陷位置：吸附体系的电荷密度差分和电子结构的结果表明，Au、Ag、Cu与缺陷石墨烯之间均为化学吸附，计算吸附体系的磁性发现，单侧吸附时三种吸附体系均有磁性，磁矩大约为1：双侧吸附时，三种吸附体系磁矩大约为2pe．关键词：缺陷石墨烯：吸附能：磁性：电子结构：第一性原理中图分类号：O641First·PrinciplesCalculatio

3、nsoftheAdsorptionofAu，AgandCuAtomsonDefectedGrapheneMIChuan—Tong’·LIUGuo—Ping’。WANGJia—Jia’一GUOXin-Li’，WUSan．Xie。YUJin’，一(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing211189,PR．China；2JiangsuKeyLaboratoryofAdvancedMetallicMaterials,SoutheastUniversit

4、y,Nanjing211189,PR．China；SchoolofChemistryandChemicalEngineering,NanjingUnivemi~Nanjing210093．R．China)Abstract：TheadsorptionofAu，AgandCuatomsoneitheronesideorbothsidesofdefectedgraphenewerestudiedbasedonfirst-principles，usingdensityfunctionaltheo~(DFT)，andtheadsorptionen

5、ergiesaswelIasthemagnetic．chargetransferandelectronicstructuresofthesystemswerecalculatedandanalyzed．Comparedwithperfectgraphene，theadsorptionenergiesofAu，Ag，andCuatomsondefectedgraphenewerefoundtoincreasebymorethan2eV．demonstratingthatthemetalatomsaremoreeasilyabsorbeda

6、tdefectIocations．AnalysisoftheelectronicstructuresandchargedensitydiferencesoftheseadsorptionsystemsshowedthatchemisorptiontakesplacebetweentheAu。Ag，andCuatomsandvacancydefects．Themagneticpropertyresultsindicatedthateachofthesethreeadsorptionsystemsaremagnetic．Inthecaseo

7、fsingle-sidedadsorption，themagneticmomentsareapproximatelylpB。whilefordouble-sidedadsorption．themagneticmomentsareabout2pB．KeyWords：Defectedgraphene；Adsorptionenergy；Magnetism；ElectronicstructureFirst-principles1引言的碳原子紧密排列而成的蜂窝状晶体结构．石墨烯石墨烯是一种零带隙的半导体，具有由杂化具有很多优异的性能，如高比表面积

8、、高导电性以Received：March5，2014；Revised：May19，2014；PublishedonWeb：May20，2014．’Correspondingau~or．Email：yujin