<i>In Situ</i> Transport Measurements and Band Gap Formation of Fluorinated Graphene

Zhao, Rong; Jayasingha, Ruwantha; Sherehiy, Andriy; Dharmasena, Ruchira; Akhtar, M. Shaheer; Jasiński, Jacek B.; Wu, Shiyu; Henner, V. K.; Суманасекера, Гамини

doi:10.1021/acs.jpcc.5b06111

Cited by 21 publications

(21 citation statements)

References 31 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The energies of all points corresponding to majority channel of midgap states are located at least 43 meV below the Fermi level. Comparing the band structure of A and ABA 1 shows that the band gap in single-sided FG with uncompensated sublattices increases slowly with fluorine density, and the band gap we obtain is of the same order of magnitude as experiment (80 meV) [18].…”

Section: Electronic Properties Of Adatoms On Graphenesupporting

confidence: 73%

“…The small band gap of single-sided FG in Ref. [18] does not disagree with the optical transparency of single-sided fluorinated graphene saturated at %25 concentration, since these are probably two different concentrations and configurations.…”

Section: Electronic Properties Of Adatoms On Graphenementioning

confidence: 77%

“…On the other hand, electrical properties of large area few-layer graphene, subjected to plasma-induced fluorination from one side, show strong localization, which emerges as fluorination progresses. In addition, the initial metallic behavior of graphene changes to insulating, with the highest band gap of ∼80 meV for the most fluorinated structure [18]. The small band gap of single-sided FG in Ref.…”

Section: Electronic Properties Of Adatoms On Graphenementioning

confidence: 93%

See 2 more Smart Citations

The physics of single-side fluorination of graphene: DFT and DFT + U studies

Marsusi

Drummond

Verstraete

2019

Carbon

View full text Add to dashboard Cite

We present density functional theory (DFT) calculations of the electronic and magnetic properties of fluorine adatoms on a single side of a graphene monolayer. By extrapolating the results, the binding energy of a single fluorine adatom on graphene in the dilute limit is calculated. Our results confirm that the finite-size error in the binding energy scales inversely with the cube of the linear size of the simulation cell. We establish relationships between stability and C-F bond nature, diffusion of fluorine adatoms and total magnetization in different configurations of adatoms. For single-side fluorination, sp 2.33 is the maximum p-content rehybridization found in the C-F bond. We show that semilocal DFT cannot predict correctly the magnetic properties of fluorinated graphene and a higher level theory, such as DFT+U is needed. The results indicate a tendency of graphene to reduce the imbalance between adsorption on the two sublattices, and therefore total magnetization, through low-energy-barrier pathways on a time scale of ~10 ps at room temperature. The thermodynamically favored arrangements are those with the smallest total magnetization. Indeed, the electronic structure is intimately related to the magnetic properties and changes from semi-metallic to p-type half-metallic or semiconducting features, depending on the adatoms arrangement.

show abstract

Section: Electronic Properties Of Adatoms On Graphenesupporting

confidence: 73%

Section: Electronic Properties Of Adatoms On Graphenementioning

confidence: 77%

Section: Electronic Properties Of Adatoms On Graphenementioning

confidence: 93%

See 1 more Smart Citation

The physics of single-side fluorination of graphene: DFT and DFT + U studies

Marsusi

Drummond

Verstraete

2019

Carbon

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Образцы имеют графеноподобную структуру как до, так и после удаления никеля, т. е. структура образцов сохраняется после травления, при этом температура отжига не оказывает сильного влия-ния на эти процессы. Данный факт позволяет проводить дополнительную обработку образцов, например функ-ционализацию [31,32] в различных атмосферах. Спектр состоит из четырех основных полос, ∼ 1300 (D пик), 1600 (G пик), 2700 (2D пик) и 2900 (D + G пик) cm −1 .…”

Section: рисunclassified

Синтез Полых Углеродных Нанооболочек И Их Применение Для Суперконденсаторов

Рудаков¹,

Сосунов²,

Пономарев³

et al. 2018

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Работа посвящена исследованию особенностей синтеза, описанию структуры и применению полых углеродных нанооболочек размером 3−5 nm. Синтез полых углеродных нанооболочек проводили методом термолиза смеси ацетата никеля и лимонной кислоты в температурном интервале 500−700• C. В ходе химической реакции происходит образование зародышей никеля размером ∼ 3−5 nm, отделенных друг от друга углеродными слоями. При температуре отжига 600• C образуется наиболее упорядоченная, плотно-упакованная структура, равномерно распределенная по всему объему образца. В результате вытравливания никеля азотной кислотой были получены полые углеродные нанооболочки с высокой удельной площадью поверхности (∼ 1200 m 2 /g) и однородной структурой. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния света показано, что графеноподобная структура углеродных нанооболочек до и после вытравливания никеля сохраняется, а их дефектность не увеличивается, что позволяет подвергать их новой обработке (функционализации) с целью получения дополнительных физических свойств. Полученные углеродные на-нооболочки использовали в качестве активного материала электродов для суперконденсатора. Проведенные электрохимические измерения показали, что удельная емкость суперконденсатора не опускается ниже 100 F/g при плотности тока 600 mA/g после 800 циклов зарядки/разрядки. ВведениеУглерод может существовать в различных аллотроп-ных модификациях и обладать набором уникальных фи-зических свойств. Разнообразие модификаций углерода обусловлено его способностью иметь химические связи разных типов.Углеродные материалы широко применяются в ме-дицине, химии и энергетике [1]. Возможности приме-нения в разных областях науки и техники привели к необходимости исследования структуры, физических и химических свойств углеродных материалов [2-4]. Известно, что углерод с графитовой структурой, где хорошо развита кристаллическая фаза, имеет ряд пре-имуществ по сравнению с аморфным углеродом из-за высокой электрической проводимости, термической стабильности и слабого окисления [5].В последние годы значительный успех был достиг-нут в получении сферических графитовых наноматери-алов. Данный класс наноматериалов включает в себя фуллерены и углеродные нанооболочки (УНО), однако фуллерены в отличие от УНО существуют главным образом в виде отдельных наноструктур. Графитовые УНО образуют трехмерную пеноподобную структуру с большой удельной площадью поверхности. Таким обра-зом, УНО наиболее предпочтительны для применения в доставке лекарственных препаратов [6-8], разделении газов [9], в топливных элементах [10-12] и для очистки воды [13]. Наиболее перспективно применение УНО в качестве материала для изготовления электродов в суперконденсаторах и литий-ионных батареях высокой емкости, которые демонстрируют стабильность характе-ристик при многократной перезарядке [14][15][16][17][18].Существуют разные методы получения углеродных наноматериалов (нанотрубок, наносфер, нановолокон, наночастиц), такие как лазерное испарение [19][20][21][22], химическое осаждение из газовой фазы [23,24], элек-тродуговой ра...

show abstract

“…High quality fluorinated graphene offers a great potential for modulating various properties by controlling the microstructures such as layer, size and surface chemistry. In this chapter, we report the insitu monitoring of electrical properties of graphene during plasma induced fluorination followed by ex-situ property measurements [121].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Plasma based synthesis and surface modification of graphene.

Zhao¹

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

In Situ Transport Measurements and Band Gap Formation of Fluorinated Graphene

Cited by 21 publications

References 31 publications

The physics of single-side fluorination of graphene: DFT and DFT + U studies

The physics of single-side fluorination of graphene: DFT and DFT + U studies

Синтез Полых Углеродных Нанооболочек И Их Применение Для Суперконденсаторов

Plasma based synthesis and surface modification of graphene.

Contact Info

Product

Resources

About