单点缺陷氧化石墨烯电子结构与光学特性的第一性原理研究

• 作者: 任晓敏 崔建功 张霞 林启民 罗彦彬 芦启超 袁学光 陈小瑜 颜鑫 黄雪
• 来源期刊: 无机材料学报
• 学科: 化学
• 关键词: 第一性原理 氧化石墨烯 光学性质 能带 吸收系数
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1117-1122
• 页数: 6页
• 分类号: O649
• 语种: 中文
• DOI: 10.15541/jim20190588

摘要

本研究采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,在局域密度近似和广义梯度近似下,研究了单点缺陷下不同结构氧化石墨烯的电子结构和光学特性.研究结果表明:文中四种构型的氧化石墨烯为力学稳定结构,其中包含不饱和氧原子的氧化石墨烯结构在水裂解及制氢中具有重要应用潜力.能带及分波态密度计算结果表明,包含不饱和氧原子的构型为间接带隙半导体,其余构型均为直接带隙半导体,且掺杂类型和带隙值随结构不同而改变.氧化石墨烯的光学吸收表现为各向异性,且在垂直于平面方向上的吸收边蓝移到近紫外可见光区.包含sp3杂化形式的结构光学吸收系数比包含sp2杂化的结构高,说明碳氧双键和悬挂键的存在对吸收光谱有重要影响.