单层1T-VS_(2)的电子结构和量子电容性质研究

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作者 李雯婷 王维华 《南开大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期73-78,共6页

以石墨烯为代表的低维材料由于费米能级附近有限的态密度,导致量子电容较低,限制了其作为电极材料的超级电容器双电层电容的提升.采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,以1T-VS_(2)为例,研究具有类石墨烯结构的准二维材料的量子电... 以石墨烯为代表的低维材料由于费米能级附近有限的态密度,导致量子电容较低,限制了其作为电极材料的超级电容器双电层电容的提升.采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,以1T-VS_(2)为例,研究具有类石墨烯结构的准二维材料的量子电容的微观机理及其性能调控.研究结果表明,铁磁性的本征和含V空位缺陷的1T-VS_(2)在零偏压处的量子电容为~300μF/cm^(2),远高于石墨烯.此外,含有V空位缺陷体系在负偏压区的高量子电容区间更加扩展,可以匹配更宽工作电压窗口的电解质材料,有利于提高能量密度. 展开更多

关键词 1T-VS_(2) 电子结构 量子电容 本征缺陷 第一性原理计算

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太赫兹单光子探测器 被引量：5

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作者 石粒力 吴敬波 +3 位作者 涂学凑 金飚兵 陈健 吴培亨 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2021年第5期20-36,共17页

太赫兹波探测技术在天文、国防、安检以及生物等领域发挥着越来越重要的作用.随着技术的发展,太赫兹探测器的灵敏度在不断提高,目前已经发展到单光子探测水平.在太赫兹频段,由于光子能量低,传输损耗较大,太赫兹单光子探测器的研制开发... 太赫兹波探测技术在天文、国防、安检以及生物等领域发挥着越来越重要的作用.随着技术的发展,太赫兹探测器的灵敏度在不断提高,目前已经发展到单光子探测水平.在太赫兹频段,由于光子能量低,传输损耗较大,太赫兹单光子探测器的研制开发面临极大的技术挑战.本文首先介绍了太赫兹单光子探测器的基本原理、主要指标和测试系统并提出了实现太赫兹单光子探测的基本要求.然后,介绍了几种常见的太赫兹单光子探测器,包括半导体量子点探测器、量子阱探测器以及超导量子电容探测器,并对这些器件的发展历史、工作原理和性能指标进行了概述.半导体量子点探测器以及量子阱探测器可以实现10^(-21)W/Hz^(1/2)量级的噪声等效功率,并且具有很大的电流响应以及动态范围,但是其量子效率较低.超导量子电容探测器目前已实现1.5 THz的单光子探测,其噪声等效功率优于10^(-20)W/Hz^(1/2)并且探测效率可达90%.此外,纳米测热辐射计等太赫兹探测器也展现了太赫兹单光子探测的前景,本文对其工作原理和发展现状进行了介绍.结合目前国际上的重大研究项目以及报道的应用实例分析了太赫兹单光子探测器在太赫兹成像、天文观测、量子信息等领域的应用前景,阐述了太赫兹单光子探测器在这些应用中的优势.最后,对太赫兹单光子探测器的性能指标进行了总结并对未来的发展趋势进行了展望. 展开更多

关键词 太赫兹 单光子探测器 量子点 电荷敏感型红外光电晶体管 量子电容

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不同N掺杂构型石墨烯的量子电容研究 被引量：4

3

作者 杨光敏 徐强 +2 位作者 李冰 张汉壮 贺小光 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期354-359,共6页

超级电容器是一种利用界面双电层储能或在电极材料表面及近表面发生快速可逆氧化还原反应而储能的装置,其特点是功率密度高、循环寿命长.制备出兼有高能量密度的电极材料是当前超级电容器研究的重点.以提高电容储能为目标,通过掺杂N原... 超级电容器是一种利用界面双电层储能或在电极材料表面及近表面发生快速可逆氧化还原反应而储能的装置,其特点是功率密度高、循环寿命长.制备出兼有高能量密度的电极材料是当前超级电容器研究的重点.以提高电容储能为目标,通过掺杂N原子来调制石墨烯的电子结构,使用基于密度泛函理论的第一原理计算了不同N掺杂构型石墨烯的态密度和能带结构,拟合出了石墨烯的量子电容,分析了量子电容储能提升的原因. 展开更多

关键词 石墨烯 密度泛函理论 N掺杂 量子电容

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硅烯电极材料的第一性原理计算 被引量：3

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作者 曹妙聪 徐强 《吉林大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2020年第3期688-691,共4页

用第一性原理计算硅烯在N和S原子共掺杂时的能带及电子态密度,并研究硅烯量子电容与不同掺杂构型间的关系.结果表明:引入N/S和N/B共掺杂原子可导致Fermi能级处产生局域态;在-0.6~0.6 V内,用NSS,NS,NBB,NNB和NB掺杂硅烯的量子电容均增加... 用第一性原理计算硅烯在N和S原子共掺杂时的能带及电子态密度,并研究硅烯量子电容与不同掺杂构型间的关系.结果表明:引入N/S和N/B共掺杂原子可导致Fermi能级处产生局域态;在-0.6~0.6 V内,用NSS,NS,NBB,NNB和NB掺杂硅烯的量子电容均增加,其中NSS掺杂单空位硅烯在Fermi能级附近,其量子电容为43.9μF/cm^2,量子电容增加明显. 展开更多

关键词 硅烯 第一性原理 能带结构 量子电容

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GaN异质结场效应管中栅、漏电压对电子气的控制 被引量：2

5

作者 薛舫时 杨乃彬 +1 位作者 陈堂胜 孔月婵 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2021年第5期337-342,共6页

从自洽求解二维泊松方程和薛定谔方程出发,编制出计算GaN HFET内不同栅、漏电压下沟道能带、电子气密度及量子电容的软件,研究场效应管的电荷控制和DIBL。在异质结沟道阱研究中,改变栅电压算出的电子气密度及量子电容同C-V实验测试结果... 从自洽求解二维泊松方程和薛定谔方程出发,编制出计算GaN HFET内不同栅、漏电压下沟道能带、电子气密度及量子电容的软件,研究场效应管的电荷控制和DIBL。在异质结沟道阱研究中,改变栅电压算出的电子气密度及量子电容同C-V实验测试结果相吻合,证明求解薛定谔方程是研究异质结场效应管电荷控制的有效方法。考虑外沟道渗透到内沟道的电场梯度以后,算出了场效应管的电子气密度及量子电容。场效应管模拟算得的量子电容同实验测得的栅-源和栅-漏电容相吻合。研究了不同栅、漏电压和电场梯度渗透下的内沟道能带,发现漏电压引起的电场梯度渗透使内沟道能带下弯,导致阈值电压负移。证明阈值电压负移由外沟道渗透到内沟道的电场梯度产生,用自洽能带计算方法可算得漏电压引起的阈值电压负移。提出使用能带剪裁优化设计异质结构来抑制DIBL的新理念。同有限元变分软件的类MESFET模拟相比,新能带计算软件可以求得电荷控制中的量子行为。由此提出编制异质结场效应管模拟软件的设想。 展开更多

关键词 电荷控制模型 漏电压引起的势垒下降 类MESFET模拟 电荷控制中的量子行为 量子电容 三角阱近似 漏电压引起的阈值电压移动 漏电压引起的能带下弯

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氮掺杂石墨烯的量子电容的第一性原理研究 被引量：1

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作者 王瑾 吴杰 《南开大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期78-83,共6页

石墨烯和石墨烯基材料由于其大的比表面积和良好的导电性,最近已成为超级电容器潜在的电极材料而引起广泛关注.然而,由于费米能级附近低的态密度,本征石墨烯通常表现出非常有限的电容值.基于第一性原理,研究氮掺杂对石墨烯量子电容的调... 石墨烯和石墨烯基材料由于其大的比表面积和良好的导电性,最近已成为超级电容器潜在的电极材料而引起广泛关注.然而,由于费米能级附近低的态密度,本征石墨烯通常表现出非常有限的电容值.基于第一性原理,研究氮掺杂对石墨烯量子电容的调制,当引入氮掺杂时,石墨烯的量子电容可以增加一倍,这是由于掺杂的氮原子在态密度费米能级附近形成了较为局域的新态.进一步探究更高浓度的氮掺杂,发现量子电容在一定条件下有限增加.研究表明,氮掺杂可以有效改善石墨烯基超级电容器的量子电容. 展开更多

关键词 石墨烯 氮掺杂 量子电容 第一性原理计算

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纳米线MOSFET量子电容讨论 被引量：2

7

作者 张洪涛 《武汉工业学院学报》 CAS 2006年第4期29-31,共3页

讨论了纳米线MOSFET量子电容测量及影响因素,同时讨论了计算方法,得出量子电容为1.2 aF。观察到室温单电子遂穿现象,是一个单电子晶体管。提出了一种新的模型,解释室温出现大电流单电子库仑阻塞效应,认为是类似于库柏对电子对纳米线岛... 讨论了纳米线MOSFET量子电容测量及影响因素,同时讨论了计算方法,得出量子电容为1.2 aF。观察到室温单电子遂穿现象,是一个单电子晶体管。提出了一种新的模型,解释室温出现大电流单电子库仑阻塞效应,认为是类似于库柏对电子对纳米线岛“似单电荷”的库仑阻塞效应起作用,亦即进入岛的非单子而是电子对,出岛的也如此。这样就解释了大电流量子台阶出现的现象。 展开更多

关键词 纳米线 碳化硅 量子电容 单电子晶体管 库柏对

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绝缘体上硅FinFET亚阈值摆幅研究 被引量：1

8

作者 刘兴 殷树娟 吴秋新 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期820-824,829,共6页

在新型多栅器件栅电容模型的研究中,量子电容随着沟道长度及栅氧化层厚度的不断减小而变得越发不可忽略。推导了基于绝缘体上硅(SOI)工艺技术的鳍式场效应晶体管(FinFET)的量子电容,并通过构建囊括量子电容的内部电容网络模型推导了亚... 在新型多栅器件栅电容模型的研究中,量子电容随着沟道长度及栅氧化层厚度的不断减小而变得越发不可忽略。推导了基于绝缘体上硅(SOI)工艺技术的鳍式场效应晶体管(FinFET)的量子电容,并通过构建囊括量子电容的内部电容网络模型推导了亚阈值摆幅。采用Matlab软件,仿真验证了量子电容对亚阈值摆幅的影响。提出了亚阈值摆幅的优化方法,为如何选取合适的器件尺寸来优化某个特定设计目标的性能提供了指导。 展开更多

关键词 绝缘体上硅鳍式场效应晶体管 量子电容 亚阈值摆幅 电容网络模型

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碳纳米管场效应管尺寸缩小特性的比较 被引量：1

9

作者 周海亮 赵天磊 +1 位作者 张民选 郝跃 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期77-82,共6页

由于具有更为显著的量子隧穿效应,碳纳米管场效应管具有较硅基MOS管不同的尺寸缩小特性,同时,由于工作机理的不同,类MOS碳纳米管场效应管(C-CNFETs:Conventional MOS-like Carbon Nanotube Field Effect Transistors)的尺寸缩小特性与... 由于具有更为显著的量子隧穿效应,碳纳米管场效应管具有较硅基MOS管不同的尺寸缩小特性,同时,由于工作机理的不同,类MOS碳纳米管场效应管(C-CNFETs:Conventional MOS-like Carbon Nanotube Field Effect Transistors)的尺寸缩小特性与隧穿碳纳米管场效应管(T-CNFETs)也不尽相同。器件尺寸缩小特性研究是研究其应用前景的重要方式,而之前对碳纳米管场效应管尺寸缩小特性的研究并没考虑带间隧穿对碳纳米管场效应管尺寸缩小特性的影响。采用非平衡格林函数方法,对比研究了带间隧穿对C-CNFETs与T-CNFETs尺寸缩小特性的影响。研究结果表明两者存在较大差异、甚至截然相反的尺寸缩小特性。有利于为碳纳米管场效应管器件设计提供重要指导,以获取面积、速度、功耗之间的合理折中。 展开更多

关键词 碳纳米管场效应管 尺寸缩小特性 带间隧穿 非平衡格林函数 量子电容

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Ti_(3)C_(2)电极材料的密度泛函理论计算

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作者 司雪 李卓 +4 位作者 王思奇 杨鑫林 佘维汉 徐强 杨光敏 《吉林大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2022年第1期163-166,共4页

研究H—,—O—,F—三种基团在Ti_(3)C_(2)表面的吸附,通过密度泛函理论模拟计算吸附后结构的电子性质和量子电容.结果表明:3个相邻C原子中心处的正上方是最佳吸附位;基团吸附可调制Ti_(3)C_(2)的电子结构;Ti_(3)C_(2)表面吸附H—基团的... 研究H—,—O—,F—三种基团在Ti_(3)C_(2)表面的吸附,通过密度泛函理论模拟计算吸附后结构的电子性质和量子电容.结果表明:3个相邻C原子中心处的正上方是最佳吸附位;基团吸附可调制Ti_(3)C_(2)的电子结构;Ti_(3)C_(2)表面吸附H—基团的量子电容提升效果最好,且在负偏压下具有较高的电荷积累能力. 展开更多

关键词 电子结构 量子电容 密度泛函理论

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石墨烯的量子电容 被引量：1

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作者 邱晨光 徐慧龙 +1 位作者 张志勇 彭练矛 《物理》 CAS 北大核心 2012年第12期789-795,共7页

量子电容在半导体纳米材料和器件中是一个日趋重要的参数,测量和提取石墨烯的量子电容,不仅可以得到石墨烯的重要物理性质,而且对石墨烯晶体管的尺寸缩减行为具有重要指导意义.文章中采用简单工艺在石墨烯上制备出均匀超薄的高质量Y2O3... 量子电容在半导体纳米材料和器件中是一个日趋重要的参数,测量和提取石墨烯的量子电容,不仅可以得到石墨烯的重要物理性质,而且对石墨烯晶体管的尺寸缩减行为具有重要指导意义.文章中采用简单工艺在石墨烯上制备出均匀超薄的高质量Y2O3栅介质,其等效栅氧厚度(EOT)可缩减至1.5nm,通过控制栅介质厚度的变化,精确测量并提取了石墨烯量子电容,其电容值在远离狄拉克点时与理论计算相符合;在此基础上,文章作者提出了基于电势涨落的量子电容微观模型,通过采用单一参数——电势涨落δV,可以定量地描述Dirac点附近的量子电容行为,从而在全能量范围内实现对石墨烯量子电容测量值的完美拟合,并得到了石墨烯的相关重要参数.进而,作者从量子电容的角度,探索了石墨烯晶体管的性能极限,并比较其相对于Ⅲ-Ⅴ族场效应晶体管的潜在优势. 展开更多

关键词 石墨烯 量子电容 顶栅场效应晶体管 纵向缩减 Y2O3

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非简谐振动对石墨烯量子电容和热稳定性的影响

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作者 吴强 高君华 +1 位作者 周虹君 郑瑞伦 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2022年第4期67-74,共8页

采用固体物理理论和方法,研究了单层石墨烯的量子电容和它的温度稳定性随温度和电压的变化规律,探讨原子非简谐振动对它的影响.结果表明:(1)当电压一定时,单层石墨烯的量子电容和温度稳定性系数均随温度升高发生非线性变化,电压小于2.3 ... 采用固体物理理论和方法,研究了单层石墨烯的量子电容和它的温度稳定性随温度和电压的变化规律,探讨原子非简谐振动对它的影响.结果表明:(1)当电压一定时,单层石墨烯的量子电容和温度稳定性系数均随温度升高发生非线性变化,电压小于2.3 V时,量子电容随温度升高而增大,温度稳定性系数随温度升高由缓慢变化到很快增大,电压高于2.3 V时,量子电容随温度升高先增大后减小,而其温度稳定性系数随温度升高由缓慢变化到很快减小.温度一定时,量子电容只在电压值为0.4~2.8 V范围内才变化较小,而电压值大于2.8 V时,量子电容迅速减小并趋于0;(2)与简谐近似相比,非简谐项会使石墨烯量子电容有所增大,且温度愈高,两者的差愈大,非简谐效应愈显著,温度为300 K时,非简谐的量子电容要比简谐近似的值大0.33%,而温度为1 000 K时,差值增大到1.47%;(3)电压在1.5~1.8 V之间,而温度低于800 K时,石墨烯量子电容的温度稳定性系数最小且不随温度而变,储能性能的温度稳定性最好;(4)非简谐项会使它的量子电容热稳定性系数比简谐近似的值增大,且增大的情况与温度有关,当温度为400 K时量子电容热稳定性系数值增大67.47%,而温度为1 000 K时则增大22.36%;(5)本文所得量子电容结果不仅与文献的结果接近,而且还给出了量子电容和它的温度稳定性系数随温度变化规律的解析式,这对石墨烯在超级电容器储能性能上的应用有参考价值. 展开更多

关键词 石墨烯 量子电容 热稳定性 非简谐效应

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GaN异质结场效应管中栅、漏电压对电子气的控制(续)

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作者 薛舫时 杨乃彬 +1 位作者 陈堂胜 孔月婵 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2021年第6期425-431,共7页

从自洽求解二维泊松方程和薛定谔方程出发,编制出计算GaN HFET内不同栅、漏电压下沟道能带、电子气密度及量子电容的软件,研究场效应管的电荷控制和DIBL。在异质结沟道阱研究中,改变栅电压算出的电子气密度及量子电容同C-V实验测试结果... 从自洽求解二维泊松方程和薛定谔方程出发,编制出计算GaN HFET内不同栅、漏电压下沟道能带、电子气密度及量子电容的软件,研究场效应管的电荷控制和DIBL。在异质结沟道阱研究中,改变栅电压算出的电子气密度及量子电容同C-V实验测试结果相吻合,证明求解薛定谔方程是研究异质结场效应管电荷控制的有效方法。考虑外沟道渗透到内沟道的电场梯度以后,算出了场效应管的电子气密度及量子电容。场效应管模拟算得的量子电容同实验测得的栅-源和栅-漏电容相吻合。研究了不同栅、漏电压和电场梯度渗透下的内沟道能带,发现漏电压引起的电场梯度渗透使内沟道能带下弯,导致阈值电压负移。证明阈值电压负移由外沟道渗透到内沟道的电场梯度产生,用自洽能带计算方法可算得漏电压引起的阈值电压负移。提出使用能带剪裁优化设计异质结构来抑制DIBL的新理念。同有限元变分软件的类MESFET模拟相比,新能带计算软件可以求得电荷控制中的量子行为。由此提出编制异质结场效应管模拟软件的设想。 展开更多

关键词 电荷控制模型 漏电压引起的势垒下降 类MESFET模拟 电荷控制中的量子行为 量子电容 三角阱近似 漏电压引起的阈值电压移动 漏电压引起的能带下弯

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纳米隧道结的量子电容现象

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作者 王兵 鲁山 +2 位作者 杨金龙 侯建国 肖旭东 《物理》 CAS 北大核心 2002年第4期200-202,共3页

利用STM针尖和二维Au纳米团簇构造的双隧道结 ,通过对单电子隧穿谱的测量 ,研究了纳米隧道结的电容随隧道结宽度的变化 ,发现电容随结宽度的变化偏离了经典电容的行为 ,为纳米隧道结的量子电容效应提供了实验证据 .

关键词 量子电容 纳米隧道结 单电子隧穿效应 半导体 量子力学

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锗烯基电极材料的量子电容研究

15

作者 司雪 杨鑫林 +3 位作者 李卓 王思奇 佘维汉 杨光敏 《科学技术创新》 2021年第26期23-24,共2页

锗烯在作为超级电容器电极材料方面有很大的应用前景。基于第一性原理的密度泛函理论研究,本文模拟计算了Au、Al、Ti金属原子及B、N、S非金属原子吸附锗烯的量子电容。结果表明吸附后的锗烯材料的量子电容得到明显改善,提高了总界面电容... 锗烯在作为超级电容器电极材料方面有很大的应用前景。基于第一性原理的密度泛函理论研究,本文模拟计算了Au、Al、Ti金属原子及B、N、S非金属原子吸附锗烯的量子电容。结果表明吸附后的锗烯材料的量子电容得到明显改善,提高了总界面电容,改进了超8级电容器能量密度低的问题。 展开更多

关键词 锗烯 超级电容器 量子电容 第一性原理

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硅烯的密度泛函理论研究

16

作者 李占超 王思奇 +2 位作者 李卓 司雪 杨光敏 《科学技术创新》 2021年第35期157-159,共3页

硅烯丰富的物理性质使它成为超级电容器电极材料的理想选择。本文通过密度泛函理论研究模拟计算了B、N、P、S掺杂硅烯体系的量子电容。结果显示,共掺杂明显改善了硅烯的量子电容,使总界面电容得到了提高,使超级电容器能量密度低的问题... 硅烯丰富的物理性质使它成为超级电容器电极材料的理想选择。本文通过密度泛函理论研究模拟计算了B、N、P、S掺杂硅烯体系的量子电容。结果显示,共掺杂明显改善了硅烯的量子电容,使总界面电容得到了提高,使超级电容器能量密度低的问题得到改善。 展开更多

关键词 硅烯 量子电容 密度泛函理论 超级电容器

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锗烯基电极材料的第一性原理研究

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作者 李占超 李卓 +2 位作者 王思奇 司雪 杨光敏 《科学技术创新》 2021年第33期1-3,共3页

近年来在超级电容器领域中的研究证明,锗烯在作电极材料方面具有良好的应用前景,本文基于第一性原理的密度泛函理论,模拟计算了Au、Ag、Cu、Al、Ti原子分别掺杂单空位锗烯的量子电容。结果表明掺杂后的锗烯材料的量子电容得到明显改善,... 近年来在超级电容器领域中的研究证明,锗烯在作电极材料方面具有良好的应用前景,本文基于第一性原理的密度泛函理论,模拟计算了Au、Ag、Cu、Al、Ti原子分别掺杂单空位锗烯的量子电容。结果表明掺杂后的锗烯材料的量子电容得到明显改善,提高了总界面电容,改进了超级电容器能量密度低的问题。 展开更多

关键词 锗烯 超级电容器 量子电容 第一性原理

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碳纳米管中量子电容研究

18

作者 王光儒 陈闽江 《物理教学》 2015年第2期2-4,共3页

对纳米材料电容器电容的研究中,由于尺寸效应,需要考虑对经典概念的修改和补充。本文介绍了对于由碳纳米管材料作为极板之一的电容器电容特性研究的最新进展。

关键词 碳纳米管 电容特性 量子电容

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超电容储能电极材料的密度泛函理论研究

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作者 徐强 司雪 +1 位作者 佘维汉 杨光敏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期260-267,共8页

由于量子限域效应和态密度的限制,石墨烯、硅烯等二维材料的量子电容在费米能级附近趋近于零.基于密度泛函理论的第一性原理研究发现,掺杂和吸附使石墨烯等二维电极材料的电子结构得以有效的调制,它促进狄拉克点附近局域电子态的形成和... 由于量子限域效应和态密度的限制,石墨烯、硅烯等二维材料的量子电容在费米能级附近趋近于零.基于密度泛函理论的第一性原理研究发现,掺杂和吸附使石墨烯等二维电极材料的电子结构得以有效的调制,它促进狄拉克点附近局域电子态的形成和/或费米能级的移动,从而使量子电容得到了提高.比较Ti(Au,Ag,Cu,Al)和3-B(N,P,S)掺杂单空位石墨烯(硅烯,锗烯)的量子电容,发现3-N掺杂单空位石墨烯和Ti原子吸附单空位硅烯、锗烯的量子电容明显得到了提升,量子电容分别为118.42μF/cm^(2),79.84μF/cm^(2)和76.54μF/cm^(2).另外还研究了3-N掺杂三种烯类的浓度效应,随掺杂浓度的增加,量子电容呈增加趋势.通过研究各掺杂体系的热力学稳定性问题,发现Ti是最稳定的吸附原子,因为Ti和C原子之间可以形成强键.在B,N,P,S掺杂单空位硅烯和锗烯中,S是最稳定的掺杂原子,而对于石墨烯,N掺杂的形成能最低,量子电容最高.上述二维电极材料的理论模拟计算为超级电容器和场效应晶体管中的实际应用做出了探索性的工作. 展开更多

关键词 量子电容 二维电极材料 掺杂 第一性原理

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双层堆叠对石墨烯材料量子电容影响的理论研究

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作者 崔光宇 易宗琳 +2 位作者 苏方远 陈成猛 韩培德 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1062-1072,共11页

石墨烯材料由于比表面积大、导电性能好,被作为正极材料与多孔炭材料一起用于锂离子电容器。石墨烯材料在制备和使用过程中易发生片层堆叠积聚,难以保证单层存在。堆叠会影响材料的电子结构进而影响量子电容。为了考察层间相互作用对石... 石墨烯材料由于比表面积大、导电性能好,被作为正极材料与多孔炭材料一起用于锂离子电容器。石墨烯材料在制备和使用过程中易发生片层堆叠积聚,难以保证单层存在。堆叠会影响材料的电子结构进而影响量子电容。为了考察层间相互作用对石墨烯电子结构和量子电容性能的影响规律,基于密度泛函理论计算,本文系统研究了堆叠对于多种缺陷结构石墨烯材料的量子电容、表面电量等性能的影响。计算发现,由于层间相互作用以及基底层提供了部分电荷,单层石墨烯堆叠后量子电容性能增加,并且相较于完整和表面带有点缺陷的石墨烯,掺N双层石墨烯的量子电容提升幅度较大。同时在层间相互作用影响下,堆叠后拥有相近结构的石墨烯之间的量子电容性能差距减小。对于顶层不含悬挂键和孤对电子的石墨烯片层,发生堆叠后量子电容曲线随电压变化的波动趋势降低。 展开更多

关键词 石墨烯 缺陷 量子电容 态密度 密度泛函理论

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