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Engineering graphene by oxidation: a first-principles study

机译：通过氧化工程石墨烯：第一性原理研究

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Graphene epoxide, with oxygen atoms lining up on pristine graphene sheets, is investigated theoretically here using first-principles calculations. Two distinct phases-metastable clamped and stable unzipped structures-are observed consistent with experimental observations. In the clamped structure, oxygen atoms form a regular lattice on the graphene sheet. In the unzipped phase, an epoxy group breaks the lower sp(2) bond and modifies the mechanical and electronic properties of graphene remarkably. The foldable epoxy ring structure reduces its Young's modulus by 42.4%, while leaving the tensile strength almost unchanged. The perturbation of epoxidation on the band structures depends on the density and symmetry of oxidation. These results pave the way for oxidation-based engineering of graphene-related materials.
机译：在理论上，使用第一性原理研究了氧原子排列在原始石墨烯片上的石墨烯环氧化物。观察到两个截然不同的阶段-稳定的夹持结构和稳定的非压缩结构-与实验结果一致。在钳位结构中，氧原子在石墨烯片上形成规则晶格。在未压缩相中，环氧基打破了较低的sp（2）键并显着改变了石墨烯的机械和电子性能。可折叠的环氧环结构将其杨氏模量降低了42.4％，而拉伸强度几乎保持不变。环氧化对能带结构的扰动取决于氧化的密度和对称性。这些结果为石墨烯相关材料的基于氧化的工程铺平了道路。

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