Abstrakt

Einfluss der Scherverformung auf die elektrischen und optischen Eigenschaften von an Graphen adsorbierten Si-Atomen

Gui Li-Liu, Chao Qun-Yu

Die First-Principles-Methode auf Grundlage der Dichtefunktionaltheorie (DFT) untersucht die elektrischen und optischen Eigenschaften des Graphenadsorptionssystems von Si-Atomen durch Scherverformung. Dazu gehören Adsorptionsenergie, Energieband, Ladungstransfer, Lichtabsorptionskoeffizient und Reflexionsgrad. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass der absolute Wert der Adsorptionsenergie am größten und das System am stabilsten ist, wenn das Si-Atom an der Graphen-B-Stelle adsorbiert wird. Die Stabilität von Graphenadsorptions-Si-Atomen nimmt mit der Scherverformung zu. Der Grad der Scherung hat wenig Einfluss auf die Stabilität des Systems. Die Adsorption von Si-Atomen kann die Graphen-Bandlücke öffnen, wodurch Graphen von einem Metall in einen Halbleiter umgewandelt wird. Wenn die Scherverformung größer als 3 % ist, wird die Graphengeometrie verzerrt. Die Bandlücke des Adsorptionssystems nimmt zunächst zu und dann mit zunehmender Scherverformung ab. Die Adsorptionssysteme sind alle indirekte Bandlücken mit Bandlückenwerten von weniger als 0,3 eV, was Halbleitern mit schmaler Bandlücke entspricht. Die Anzahl der Ladungspopulationen weist darauf hin, dass im Adsorptionssystem kovalente Bindungen und ionische Bindungen koexistieren. Die Adsorption von Si-Atomen erhöht den Ladungstransfer zwischen Si und C, aber der Grad der Scherung hat nur geringe Auswirkungen auf den Ladungstransfer. Bei der Untersuchung optischer Eigenschaften waren der Absorptionskoeffizient und der Reflexionsgrad des durch Scherverformung induzierten Adsorptionssystems im Vergleich zum durch Scherung induzierten Adsorptionssystem geringer, und mit zunehmender Scherverformung trat das Blauverschiebungsphänomen auf.