碱（土）金属/双层α-硼烯纳米复合体的结构和功函性质的理论研究

郑冰; 王喆; 何静; 张姣; 戚文博; 张梦圆; 于海涛

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功函可调硼烯基电极材料可有效提升载流子的迁移效率,因此对于最大化器件的能量转换效率及性能至关重要.基于第一性原理密度泛函理论,研究了碱（土）金属吸附双层α-硼烯（M/DBBP; M=Li～Cs; Be～Ba）纳米复合材料的几何、稳定性、电子结构和功函随M电离能（IP）的变化规律.结果表明,所研究的10个M/DBBP体系均是热、动力学稳定的. M/DBBP体系的M—B键长、结合能、吸附原子与DBBP之间的电子转移和功函均与吸附原子IP呈（近）线性关系.由于Li和Be的尺寸非常小,其大幅增加的M—B成键区域导致Li/DBBP和Be/DBBP的结合能偏离了与其吸附原子IP之间的线性关系.由于Ca/DBBP中层间区域形成了独特的多中心键,使得Ca/DBBP的层间相互作用强度显著高于其余9个体系. M/DBBP保持了金属性,碱（土）金属原子与DBBP之间的成键方式均为离子键.此外,吸附原子向基体转移的电荷数和诱导偶极矩均随吸附原子IP的减小而增加,是碱（土）金属/DBBP功函降低的主要原因.本研究揭示了M/DBBP复合体的几何、稳定性、电子结构和功函的变化规律,为深入认识上述科学问题,以及实验上设计功函可调的硼烯基电极材料提供理论依据.

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来源
《化学学报》 |2023年第10期|1357-1370|共14页
作者
郑冰; 王喆; 何静; 张姣; 戚文博; 张梦圆; 于海涛;
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作者单位

黑龙江大学化学化工与材料学院功能无机材料化学教育部重点实验室;

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正文语种 chi
中图分类 TB383.1;
关键词
双层硼烯; 功函; 吸附; 电子结构; 结合能;

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