Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2024, выпуск 3 » Статья стр. 426
<<<>>>
Электрофизические свойства тонких пленок перфорированного графена, функционализированного карбонильными группами
Российский научный фонд, Президентская программа исследовательских проектов, реализуемых ведущими учёными, в том числе молодыми учёными, № 23-72-01122
Барков П.В. 1, Слепченков М.М. 1, Глухова О.Е. 1,2
1Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
2Первый государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, Москва, Россия
Email: barkovssu@mail.ru, slepchenkovm@mail.ru, glukhovaoe@info.sgu.ru
Поступила в редакцию: 24 января 2024 г.
В окончательной редакции: 24 января 2024 г.
Принята к печати: 24 января 2024 г.
Выставление онлайн: 29 февраля 2024 г.
PDF версия
В рамках теории функционала плотности в приближении сильной связи проведено исследование влияния карбонильных групп на электрофизические свойства тонких пленок перфорированного графена с почти круглыми отверстиями диаметром 1.2 nm с шириной шейки, изменяющей в диапазоне 0.7-2 nm. Присоединение функциональных групп осуществлялось на атомы по краям отверстия на основе анализа карты распределений парциальных зарядов по Малликену. Установлено явление перетекания заряда с карбонильных групп на перфорированный графен в процессе их взаимодействия. Выявлены закономерности изменения удельной электропроводности исследуемых пленок с увеличением ширины шейки в направлении "зигзаг" и в направлении "кресло" гексагональной решетки графена. Показано, что удельная электропроводность изменяется скачкообразно с увеличением ширины шейки вдоль направления "зигзаг" и демонстрирует близкий к линейному рост с увеличением ширины шейки вдоль направления "кресло". Обнаружено наличие анизотропии электропроводности в пленках перфорированного графена при выборе направления квантового транспорта электронов. Ключевые слова: удельная электропроводность, теория функционала плотности в приближении сильной связи, ширина шейки, парциальный заряд, анизотропия.
  1. Y. Lin, Y. Liao, Zh. Chen, J.W. Connell. Mater. Res. Lett., 5, 209 (2017). DOI: 10.1080/21663831.2016.1271047
  2. J. Bai, X. Zhong, S. Jiang, X. Duan. Nature Nanotechnol., 5, 190 (2010). DOI: 10.1038/nnano.2010.8
  3. M. Kim, N.S. Safron, E. Han, M.S. Arnold, P. Gopalan. Nano Lett., 10, 1125 (2010). DOI: 10.1021/nl9032318
  4. T.H. Han, Y.-K. Huang, A.T.L. Tan, V.P. Dravid, J. Huang. J. American Chem. Society, 133, 15264 (2011). DOI: 10.1021/ja205693t
  5. X. Zhao, C.M. Hayner, M.C. Kung, H.H. Kung. Adv. Energy Mater., 1, 1079 (2011). DOI: 10.1002/aenm.201100426
  6. X. Han, M.R. Funk, F. Shen, Y.-C. Chen, Y. Li, C.J. Campbell, J. Dai, X. Yang, J.-W. Kim, Y. Liao, J.W. Connell, V. Barone, Z. Chen, Y. Lin, L. Hu. ACS Nano, 8, 8255 (2014). DOI: 10.1021/nn502635y
  7. Y. Xu, Z. Lin, X. Zhong, X. Huang, N.O. Weiss, Y. Huang, X. Duan. Nature Commun., 5, 4554 (2014). DOI: 10.1038/ncomms5554
  8. H. Sahin, S. Ciraci. Phys. Rev. B, 84, 035452 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevB.84.035452
  9. G. Tang, Z. Zhang, X. Deng, Z. Fan, Y. Zeng, J. Zhou. Carbon, 76, 348 (2014). DOI: 10.1016/j.carbon.2014.04.086
  10. J. Zhang, W. Zhang, T. Ragab, C. Basaran. Comput. Mater. Sci., 153, 64 (2018). DOI: 10.1016/j.commatsci.2018.06.026
  11. A. Kausar. Polym.-Plast. Technol. Mater., 58, 803 (2019). DOI: 10.1080/25740881.2018.1563111
  12. M. Yarifard, J. Davoodi, H. Rafii-Tabar. Comput. Mater. Sci., 111, 247 (2016). DOI: 10.1016/j.commatsci.2015.09.033
  13. H.X. Yang, M. Chshiev, D.W. Boukhvalov, X. Waintal, S. Roche. Phys. Rev. B., 84, 214404 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevB.84.214404
  14. M.K. Rabchinskii, A.S. Varezhnikov, V.V. Sysoev, M.A. Solomatin, S.A. Ryzhkov, M.V. Baidakova, D.Yu. Stolyarova, V.V. Shnitov, S.S. Pavlov, D.A. Kirilenko, A.V. Shvidchenko, E.Yu. Lobanova, M.V. Gudkov, D.A. Smirnov, V.A. Kislenko, S.V. Pavlov, S.A. Kislenko, N.S. Struchkov, I.I. Bobrinetskiy, A.V. Emelianov, P. Liang, Z. Liu, P.N. Brunkov. Carbon, 172, 236 (2021). DOI: 10.1016/j.carbon.2020.09.087
  15. S.A. Ryzhkov, M.K. Rabchinskii, V.V. Shnitov, M.V. Baidakova, S.I. Pavlov, D.A. Kirilenko, P.N. Brunkov. J. Phys. Conf. Ser., 1695, 012008 (2020). DOI: 10.1088/1742-6596/1695/1/012008
  16. M.K. Rabchinskii, S.D. Saveliev, D.Yu. Stolyarova, M. Brzhezinskaya, D.A. Kirilenko, M.V. Baidakova, S.A. Ryzhkov, V.V. Shnitov, V.V. Sysoev, P.N. Brunkov.  Carbon, 182, 593 (2021). DOI: 10.1016/j.carbon.2021.06.057
  17. V.V. Shnitov, M.K. Rabchinskii, M. Brzhezinskaya, D.Yu. Stolyarova, S.V. Pavlov, M.V. Baidakova, A.V. Shvidchenko, V.A. Kislenko, S.A. Kislenko, P.N. Brunkov. Small, 17, 2104316 (2021). DOI: 10.1002/smll.202104316
  18. A. Winter, Y. Ekinci, A. Golzhauser, A. Turchanin. 2D Materials, 6, 021002 (2019). DOI: 10.1088/2053-1583/ab0014
  19. C. Carpenter, A.M. Christmann, L. Hu, I. Fampiou, A.R. Muniz, A. Ramasubramaniam, D. Maroudas. Appl. Phys. Lett., 104, 141911 (2014). DOI: 10.1063/1.4871304
  20. J. Park, V. Prakash. J. Appl. Phys., 116, 014303 (2014). DOI: 10.1063/1.4885055
  21. H.-J. Qian, G. Eres, S. Irle. Molecular Simulation, 43, 1269 (2017). DOI: 10.1080/08927022.2017.1328555
  22. M.M. Slepchenkov, D.S. Shmygin, G. Zhang, O.E. Glukhova. Carbon, 165, 139 (2020). DOI: 10.1016/j.carbon.2020.04.069
  23. V.V. Shunaev, O.E. Glukhova. Materials, 13, 5219 (2020). DOI: 10.3390/ma13225219
  24. W. Shim, Y. Kwon, S. Jeon, W.-R. Yu. Scientific Reports, 5, 16568 (2015). DOI: 10.1038/srep16568
  25. Y. Lin, X. Han, C.J. Campbell, J.-W. Kim, B. Zhao, W. Luo, J. Dai, L. Hu, J.W. Connell. Adv. Functional Mater., 25, 2920 (2015). DOI: 10.1002/adfm.201500321
  26. Y-Y. Peng, Y.-M. Liu, J.-K. Chang, C-H. Wu, M.-D. Ger, N.-W. Pu, C.-L. Chang. Carbon, 81, 347 (2015). DOI: 10.1016/j.carbon.2014.09.067
  27. C.-H. Yang, P.-L. Huang, X.-F. Luo, C.-H. Wang, C. Li, Y.-H. Wu, J.-K. Chang. Chem. Sus. Chem., 8, 1779 (2015). DOI: 10.1002/cssc.201500030
  28. S.P. Koenig, L. Wang, J. Pellegrino, J.S. Bunch. Nature Nanotechnol., 7, 728 (2012). DOI: 10.1038/nnano.2012.162
  29. D. Cohen-Tanugi, J.C. Grossman. Nano Lett., 12, 3602 (2012). DOI: 10.1021/nl3012853
  30. S.C. O'Hern, D. Jang, S. Bose, J.-C. Idrobo, Y. Song, T. Laoui, J. Kong, R. Karnik. Nano Lett., 15, 3254 (2015). DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b00456
  31. S.P. Surwade, S.N. Smirnov, I.V. Vlassiouk, R.R. Unocic, G.M. Veith, S. Dai, S.M. Mahurin. Nature Nanotechnol., 10, 459 (2015). DOI: 10.1038/nnano.2015.37
  32. M. Elstner, D. Porezag, G. Jungnickel, J. Elsner, M. Haugk, Th. Frauenheim, S. Suhai, G. Seifert. Phys. Rev. B, 58, 7260 (1998). DOI: 10.1103/PhysRevB.58.7260
  33. B. Aradi, B. Hourahine, Th. Frauenheim. J. Phys. Chem. A, 111, 5678 (2007). DOI: 10.1021/jp070186p
  34. B. Hourahine, B. Aradi, V. Blum, F. Bonafe, A. Buccheri, C. Camacho, C. Cevallos, M.Y. Deshaye, T. Dumitricv a, A. Dominguez, S. Ehlert, M. Elstner, T. van der Heide, J. Hermann, S. Irle, J.J. Kranz, C. Kohler, T. Kowalczyk, T. Kubav r, I.S. Lee, V. Lutsker, R.J. Maurer, S.K. Min, I. Mitchell, C. Negre, T.A. Niehaus, A.M.N. Niklasson, A.J. Page, A. Pecchia, G. Penazzi, M.P. Persson, J. v Rezav c, C.G. Sanchez, M. Sternberg, M. Stohr, F. Stuckenberg, A. Tkatchenko, V.W.-Z. Yu, T. Frauenheim. J. Chem. Phys., 152, 20 (2020). DOI: 10.1063/1.5143190
  35. M. Elstner, G. Seifert. Philos. Trans. R. Soc. A, 372, 20120483 (2014). DOI: 10.1098/rsta.2012.0483
  36. H.J. Monkhorst, J.D. Pack. Phys. Rev. B, 13, 5188 (1976). DOI: 10.1103/PhysRevB.13.5188
  37. S. Datta. Quantum Transport: Atom to Transistor (Cambridge University Press: Cambridge, London, UK, 2005), p. 404
  38. M.K. Rabchinskii, V.V. Shnitov, A.T. Dideikin, A.E. Aleksenskii, S.P. Vul, M.V. Baidakova, I.I. Pronin, D.A. Kirilenko, P.N. Brunkov, J. Weise, S.L. Molodtsov. J. Phys. Chem. C, 12, 28261 (2016). DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b08758
  39. B. Sakkaki, H.R. Saghai, G. Darvish, M. Khatir. Opt. Mater., 122, 111707 (2021). DOI: 10.1016/j.optmat.2021.111707
  40. O.E. Glukhova, P.V. Barkov. Lett. Mater., 12, 392 (2021). DOI: 10.22226/2410-3535-2021-4-392-396

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme