ADF Highlight:二氧化硅衬底对单层石墨烯表面吸附水分子的影响

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参考文献:

V. M. Bermudez, J. T. Robinson, Effects of Molecular Adsorption on the Electronic Structure of Single-Layer Graphene Langmuir, 27, 11026-11036 (2011).

US Naval Research Laboratory通过实验与理论的结合研究表明,虽然二氧化硅(使用β-方石英结构作为无定形二氧化硅模型)衬底不会影响单层石墨烯的能带结构,但它却影响了水分子如何在表面的吸附。本文使用BAND的色散修正泛函DFT (revPBE-D3)研究了真空中以及在二氧化硅沉底上的单层石墨烯上,水分子的吸附状态。对于吸附能为正的情况,有必要采用Grimme’s D3色散修正。而如果不使用DFT的话,无法得到石墨烯湿润的结果。

虽然二氧化硅衬底没有影响石墨烯的电子结构,但将真空石墨烯上,水分子的结合能从207meV增大到257meV。二者吸附结构也完全不同。

WaterGraphene

另外,实验表明石墨烯上的CH2缺陷与非绝热电子激发耦合,这是一种修饰石墨烯电子结构性质的可能途径。

关键词:BAND周期性密度泛函;色散修正DFT(GGA-D3);吸附;能带结构