Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu đế α-SiO2 đến khả năng hấp phụ khí CO của graphene bằng tính toán mô phỏng lý thuyết phiếm hàm mật độ

Abstract

Cơ chế hấp phụ phân tử khí CO trên bề mặt của graphene tự do và graphene đặt trên vật liệu đế α-SiO2 (G/SiO2) được nghiên cứu bằng phương pháp mô phỏng lý thuyết hàm mật độ. Kết quả tính toán cho thấy sự hấp phụ khí CO trên bề mặt graphene là hấp phụ vật lý điển hình. Các thuộc tính hấp phụ của khí CO trên graphene tự do và trên G/α-SiO2 như năng lượng hấp phụ, khoảng cách hấp phụ, độ dài đáp ứng đã được tính toán chi tiết. Kết quả cũng cho thấy α-SiO2 là vật liệu đế có thể sử dụng để làm tăng năng lượng hấp phụ của CO trên graphene. Phân tích cấu trúc vùng năng lượng và mật độ trạng thái (DOS) đã giải thích được nguyên nhân xuất hiện khe năng lượng khoảng 51 meV ở điểm Dirac trong graphene do sự tương tác giữa α-SiO2 và graphene làm phá vỡ tính đối xứng của graphene. Sự có mặt của lớp vật liệu đế α-SiO2 làm tăng khả năng dịch chuyển điện tích giữa khí CO và graphene.