研究纳米材料(如石墨烯)各种特性的计算方法最近变得非常流行。多亏了不断提高的处理器速度。这些方法包括密度泛函理论(DFT)和时间相关密度泛函理论(TDDFT)。DFT可用于预测基态性质，如带隙、结合能、偶极矩等，TDDFT可用于预测激发态性质，如寿命、紫外可见光谱、发射光谱等。这些结果甚至可以用来验证实验得到的数据。

图1所示。

石墨烯由于其带隙可调而被广泛研究。例如，可以通过改变其尺寸/宽度来实现。此外，由于石墨烯在光子学和光电子学方面的广泛应用，从太阳能电池、发光器件到触摸屏、光官方manbetx手机版电探测器和超快激光器，人们对石墨烯的光学特性进行了大量的研究。近年来，金属修饰/掺杂石墨烯由于纯石墨烯的光吸收变化很大而引起了人们的关注。此外，金属掺杂也会影响石墨烯的导电性能。

在本研究中，采用DFT和TDDFT方法研究了纯石墨烯和单金属原子掺杂石墨烯(MGNR)的电子性质、光吸收和发射。石墨烯-金属复合材料为C型₂₉H₁₄-X(其中X= Ni, Fe, Ti, Co⁺,艾尔。⁺和铜⁺)(图1)。计算了在400 ~ 720nm可见光范围内的吸收和发射特性。

图2所示。

我们的研究结果表明，纯形式的石墨烯最稳定。此外，在金属掺杂的gnr中，C₂₉H₁₄有限公司⁺和C₂₉H₁₄状态”⁺最稳定和最不稳定。金属掺杂确实影响电子间隙，与Co⁺最小间隙掺杂GNR。所有的石墨烯结构在本质上都是半导体的。发现纯石墨烯的光吸收在金属掺杂时发生了偏移(图2)。纯石墨烯在601nm左右的吸收在掺杂时减少，在400nm左右再次增加。分子跃迁是由π→π*轨道引起的。从最低激发态观察到纯石墨烯的发射。然而，在金属掺杂的gnr中，发射明显来自高激发态。发现发射物在可见光范围内。

这些结果将提高我们对石墨烯光学特性的理解，用于未来的应用，如光伏或染料敏化太阳能电池(DSSC)应用，其中石墨烯层的可见光吸收是主要关注的问题。

出版

纯和金属修饰石墨烯纳米带(C29 H14 -X)的电子、光学吸收和发射研究X=Ni, Fe, Ti, Co(+)， Al(+)， Cu(+):第一性原理计算。
Chopra年代。
chemphyscheme 2015年6月22日

离线阅读:

相关文章:

	DFT在高效超级电容器电极设计中的应用约瑟夫·麦克道尔曾经说过“化学是电子玩的游戏”。如果一个人能够了解角色，他们就可以控制游戏，揭开材料的奥秘……
	的层相关快速电子转移在锌酞菁/少层石墨烯异质结中光诱导的有效界面电荷分离是制造高效能量转换器件的一个有前途的观察结果。少层石墨烯是二维(2D)体系，由…
	纳米材料作为一种很有前途的治疗方法…纳米技术为当今时代的感染管理提供了突破性的解决方案，因为绝大多数抗生素已经变得无效。克服抗菌素耐药性和生物膜的形成是一个…
	如何选择激发波长…发光二极管(led)是背光和显示器的基本器件。目前，在RGB像素中主要应用三种不同颜色的外延芯片:蓝色、绿色和红色LED芯片。然而,这……
	基于Ti3C2-MXene的快速检测荧光生物传感器在过去的十年中，零维(0D)和二维(2D)纳米材料，如纳米结构金属和石墨烯衍生物，作为荧光猝灭剂或能量受体，在开发荧光材料方面产生了非凡的影响。
	成像金属纳米颗粒在石墨烯气凝胶上的吸附多孔碳气凝胶和海绵状材料与金属纳米颗粒(NPs)的功能化在能源储存和收集以及环境修复等领域有着巨大的应用前景。的方法……