硝酸掺杂对Li在石墨烯表面吸附,迁移行为影响的第一性原理研究

谭心^1,2，未雪原¹，刘尧尧^1,3，刘志鑫¹，陈路华¹

1. 内蒙古科技大学机械工程学院2. 东北大学机械工程与自动化学院3. 山东钢铁集团日照有限公司

摘 要：为了研究硝酸掺杂对Li吸附在石墨烯表面的影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了Li在本征石墨烯表面及硝酸掺杂的石墨烯表面的吸附性质、电学性质及迁移行为。结果表明,硝酸掺杂后,Li原子在石墨烯表面的最稳定吸附由H位变为B位;硝酸处理使Li原子在石墨烯表面吸附更稳定,在H位、B位、T位吸附的吸附能分别增大了2.176,2.816,2.747eV。Li原子吸附在NO₃^--石墨烯体系表面后,存在3方面的电荷转移:Li→石墨烯,石墨烯→NO₃^-,Li→NO₃^-;Li原子在NO₃^--石墨烯体系表面的吸附既有N型掺杂,也有P型掺杂。硝酸掺杂降低了Li原子在石墨烯表面的迁移激活能,使Li原子在NO₃^--石墨烯表面更容易迁移。

关键词：第一性原理;石墨烯;硝酸掺杂;吸附;迁移;