氧原子在氟化石墨烯上扩散的第一性原理计算

摘要：

石墨烯的氟化是改善石墨烯涂层腐蚀防护能力的有效方法之一.本文使用NEB过渡态搜索方法研究了O原子在完全氟化石墨烯(CF)和部分氟化石墨烯(C4F)上的扩散和穿透行为,分析F原子对石墨烯薄膜抗腐蚀能力的影响.计算结果显示,F原子的吸附能有效抑制O原子在石墨烯上的扩散,C4F上O原子的表面扩散能垒显著提高,CF内O原子的水平扩散能垒更是高达2.69 eV.而且F原子的增加使得C原子层对O原子穿透的阻隔能力减小,在CF中,O原子的穿透主要受到F原子层的阻隔.此外采用第一性原理计算方法计算了纯石墨烯、CF和C4F薄膜与Cu(111)表面的界面粘附功以及电子结构.计算表明,相比于纯石墨烯,CF和C4F能更好地与基底结合,界面粘附功随着F原子的吸附浓度增大而提高.Cu/C4F和Cu/CF界面的电荷转移均增加,其中Cu/C4F界面的电荷转移更多,C4F与Cu(111)表面的部分Cu原子生成C u—C键.

关键词：氟化石墨烯、腐蚀、扩散能垒、第一性原理计算

所属期刊栏目：72

分类号：O641;TG174;O485.3

资助基金：国家自然科学基金;云浮市科技计划项目;云浮市科技计划项目;资助的课题

在线出版日期：2023-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：228-237