First-principles studies of adsorption behavior for graphene nanosheet on Al-doped BiF3(111) surfaces
First-principles studies of adsorption behavior for graphene nanosheet on Al-doped BiF3(111) surfaces
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Al掺杂BiF3(111)表面石墨烯纳米片吸附行为的第一性原理研究
DOI：
10.1016/j.matchemphys.2016.02.015
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发表时间：
2016-04
影响因子：
4.6
通讯作者：
Xianyou Wang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhenhua Yang;Shuncheng Tan;Zhijuan Zhang;Yunqing Huang;Xianyou Wang
我们利用第一性原理计算研究了BiF_3（111）表面的表面性质。计算的表面能表明，F终止的BiF 3（111）表面（BiF 3（111）-F）比Bi终止的BiF 3（111）表面（BiF 3（111）-Bi）更稳定.研究了Al在BiF_3（111）-F表面上的3种典型吸附位：顶位、桥位和空位。平均形成能表明Al吸附位都是热力学稳定的，顶位是Al吸附的最有利位。此外，我们还进一步探索了通过取代表面Al原子来促进石墨烯纳米片（GNS）在BiF 3（111）-F表面吸附行为的可能性。计算结果表明，Al掺杂可以增强GNS与BiF_3（111）-F表面的结合，这是由于F_2 p、Al_3 p和C_2 p轨道之间的强杂化作用。此外，GNS涂层还可以提高BiF 3（111）-F表面的电导率。
We have carried out first-principles calculations to study surface properties of BiF3(111) surface. Calculated surface energies indicate that BiF3(111) surface with F termination (BiF3(111)-F) is more stable than BiF3(111) surface with Bi termination (BiF3(111)-Bi). Three typical adsorption sites for Al on the BiF3(111)-F surface, such as top site, bridge site and hollow site, were investigated. Average formation energies per Al adatom indicate Al adsorption sites are all thermodynamically stable and the top site is the most favorable site of Al adsorption. Besides, we have further searched the possibility of promoting adsorption behavior for graphene nanosheet (GNS) on the BiF3(111)-F surface via replacing surface Al atoms. Calculated results suggest that Al doping can enhance the binding of GNS with BiF3(111)-F surface by strong hybridization among F 2p, Al 3p and C 2p orbits. Moreover, GNS coating can also improve the conductivity of BiF3(111)-F surface.
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