The electronic properties of defective sawtooth penta-graphene nanoribbons
,
,
and
Article Sidebar
Full Text: 
PDF
Abstract
In this paper, the electronic properties of defective Sawtooth Penta-Graphene Nanoribbons (DSSPGNRs) were investigated by calculating the binding energy, band structure, and density of states from first principles method. The types of defects considered here are monovacancy at either 4-coordinated C1 site or 3-coordinated C2 site and 2C double vacancy. The results showed that DSSPGNR has a significantly reduced band gap compared to the original sample. In which, the band gap of double DSSPGNR is more reducer than the one of single DSSPGNR. These findings are expected to provide important guidelines for the practical applications of penta-graphene.
Tóm tắt
Trong bài báo này, tính chất điện tử của các dãy penta-graphene dạng răng cưa (SSPGNR) sai hỏng dạng khuyết (DSSPGNRs) được nghiên cứu bằng cách tính năng lượng liên kết, cấu trúc vùng điện tử và mật độ trạng thái bởi phương pháp nguyên lý ban đầu. Ba kiểu khuyết được khảo sát trong nghiên cứu này là khuyết đơn nguyên tử C1, C2 và khuyết đồng thời hai nguyên tử C2. Kết quả nghiên cứu cho thấy DSSPGNR có độ rộng vùng cấm giảm đáng kể so với mẫu không khuyết. Trong đó, DSSPGNRs khuyết đồng thời hai nguyên tử C2 có độ rộng vùng cấm giảm nhiều hơn so với DSSPGNRs khuyết đơn nguyên tử. Kết quả nghiên cứu này cung cấp thông tin quan trọng cho việc phát triển ứng dụng penta-graphene trong lĩnh vực vi điện tử.
Article Details
References
Berger, C., Song, Z., Li, T., Li, X., Ogbazghi, A. Y., Feng, R., ... & De Heer, W. A. (2004). Ultrathin epitaxial graphite: 2D electron gas properties and a route toward graphene-based nanoelectronics. The Journal of Physical Chemistry B, 108(52), 19912-19916.
Bolotin, K. I., Sikes, K. J., Jiang, Z., Klima, M., Fudenberg, G., Hone, J., ... & Stormer, H. L. (2008). Ultrahigh electron mobility in suspended graphene. Solid state communications, 146(9-10), 351-355.
Banhart, F., Kotakoski, J., & Krasheninnikov, A. V. (2011). Structural defects in graphene. ACS nano, 5(1), 26-41.
Han, T., Wang, X., Zhang, X., Scarpa, F., & Tang, C. (2021). Mechanics of penta-graphene with vacancy defects under large amplitude tensile and shear loading. Nanotechnology, 32(27), 275706.
Hirata, M., Gotou, T., Horiuchi, S., Fujiwara, M., & Ohba, M. (2004). Thin-film particles of graphite oxide 1:: High-yield synthesis and flexibility of the particles. Carbon, 42(14), 2929-2937.
Kohn, W., & Sham, L. J. (1965). Self-consistent equations including exchange and correlation effects. Physical review, 140(4A), A1133.
Lima, K. A. L., Júnior, M. L. P., Monteiro, F. F., Roncaratti, L. F., & Júnior, L. A. R. (2021). O2 adsorption on defective Penta-Graphene lattices: A DFT study. Chemical Physics Letters, 763, 138229.
Neto, A. C., Guinea, F., Peres, N. M., Novoselov, K. S., & Geim, A. K. (2009). The electronic properties of graphene. Reviews of modern physics, 81(1), 109.
Nguyễn Thành Tiên & Trần Yến Mi. (2020). Nghiên cứu hiện tượng hấp phụ phân tử khí trên dãy nano Penta-graphene dạng răng cưa. Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 56(2), 21-29.
Perdew, J. P., Burke, K., & Ernzerhof, M. (1996). Generalized gradient approximation made simple. Physical review letters, 77(18), 3865.
Tien, N. T., Thao, P. T. B., Phuc, V. T., & Ahuja, R. (2019). Electronic and transport features of sawtooth penta-graphene nanoribbons via substitutional doping. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 114, 113572.
Wang, Z., Dong, F., Shen, B., Zhang, R. J., Zheng, Y. X., Chen, L. Y., & Su, W. S. (2016). Electronic and optical properties of novel carbon allotropes. Carbon, 101, 77-85.
Yu, Z. G., & Zhang, Y. W. (2015). A comparative density functional study on electrical properties of layered penta-graphene. Journal of Applied Physics, 118(16), 165706.
Zhang, S., Zhou, J., Wang, Q., Chen, X., Kawazoe, Y., & Jena, P. (2015). Penta-graphene: A new carbon allotrope. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(8), 2372-2377.