[發明專利]一種α-石墨炔量子點的電子性能的改性方法

在審

• 申請號: 202010118366.4
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111341388A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 贠江妮;郭銘芷;滿振武;楊錦;樊浩東;安煥
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00;G16C60/00;C01B32/21;C09K11/65;B82Y20/00
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 胡昌國

本發明公開了一種α?石墨炔量子點的電子性能的改性方法，包括如下步驟：1)、構建不同邊界以及不同大小的石墨炔量子點模型，并將其優化為不同邊界的三角形石墨炔量子點；2)、使用優化后的三角形石墨炔量子點，計算所述三角形石墨炔量子點的單點能和磁性狀態。本發明實施例提供α?石墨炔量子點的電子性能的改性方法，為α?石墨炔量子點改性的程度做了定性和定量的分析。

技術領域

本發明涉及一種改性方法，尤其涉及一種α-石墨炔量子點的電子性能的改性方法。

背景技術

石墨炔是即是用炔鍵代替石墨烯中的碳碳單鍵的又一種全碳二維材料，因而人們對這種材料寄予厚望，對石墨炔的性質也進行了深入而廣泛的研究。迄今為止，已經發現了三種石墨炔，分別命名為α-，β-和γ-石墨炔。而α-石墨炔由于在構型上呈現六元苯環的拓撲結構，在電子結構在呈現與石墨烯能帶結構相同的狄拉克錐結構，并且具有更大的共軛體系而吸引科學家們的目光。但是與石墨烯相同的是，α-石墨炔也是零帶隙的狄拉克錐結構，大大的限制了α-石墨炔的應用。為了使α-石墨炔應用在電子器件中，人們使用了許多辦法來改變石墨炔的帶隙。而在此前對石墨烯進行研究時發現，將石墨烯切割成不同形狀的零維石墨烯量子點時，能帶結構將會有不同程度的變化。其中比較有趣的是，將其切割成正三角鋸齒形石墨烯量子點時，石墨烯不僅僅從金屬轉向為半導體，更重要的一點是能帶發生了自旋劈裂。因此，對于石墨炔量子點來說，是否也會有一樣的現象出現，成為了人們研究的重點課題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種α-石墨炔量子點的電子性能的改性方法，為α-石墨炔量子點改性的程度做了定性和定量的分析。

本發明提供了一種α-石墨炔量子點的電子性能的改性方法，包括如下步驟：

1)、構建不同邊界以及不同大小的石墨炔量子點模型，并將其優化為不同邊界的三角形石墨炔量子點；

2)、使用優化后的三角形石墨炔量子點，計算所述三角形石墨炔量子點的單點能和磁性狀態。

優選的，所述步驟1)中，采用基于密度泛函理論的第一性原理計算的量子力學模擬軟件構建所述石墨炔量子點模型；

優選的，所述三角形石墨炔量子點包括：鋸齒形邊界的三角形石墨炔量子點和扶手椅型邊界的三角形石墨炔量子點。

優選的，所述石墨炔量子點為α-石墨炔量子點；所述三角形石墨炔量子點為三角形α-石墨炔量子點。

優選的，所述優化過程為：利用基于第一性原理的密度泛函理論的量子力學模擬軟件中的Dmol3模塊，對三角形α-石墨炔量子點進行幾何優化和性質計算，選擇GGA-PBE的交換關聯泛函，選擇幾何結構優化任務。

優選的，所述步驟1)中，包括：計算出石墨炔量子點的電子自旋性質以及多重自旋度與體系能量之間的關系；

采用非限定性多重自旋度的方法，并選取體系能量最低的多重自旋度進行單點能計算進而分析體系的磁性。

優選的，所述步驟2)中，包括：使用Material Studio17.1中的Dmol3模塊計算步驟1)中優化后的三角形α-石墨炔量子點。

優選的，所述步驟2)中，具體包括計算不同大小量子點模型的能級，差分電荷，電荷密度，布局數以及光學性質。

本發明的有益效果：

1.本發明提供α-石墨炔量子點的電子性能的改性方法，為α-石墨炔量子點改性的程度做了定性和定量的分析，具體的，本發明實施例對α-石墨炔量子點的結合能、電子結構、態密度、電子波函數和mulliken布局數做了分析。

2.本發明實施例避免了對α-石墨炔量子點的完整性的破壞；計算成本較低、操作簡單、準確性高、應用廣泛且重復性好。