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Au掺杂CNT吸附NO的第一性原理研究
The first principles study of NO adsorption on Au-doped CNT
摘要点击 83  全文点击 18  投稿时间:2017-06-15  修订日期:2017-07-27
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DOI编号  
中文关键词   碳纳米管  气敏材料  过渡金属  掺杂  第一性原理
英文关键词   CNT  gas sensing material  transition metal  doping  the first principles
基金项目   国家自然科学基金(51472074);国家自然科学基金(51172062);河北省引进海外高层次人才“百人计划”(E2012100005);华北理工大学研究生创新项目(2017S26)
作者单位E-mail
刘扬 华北理工大学机械工程学院 1440249212@qq.com 
安立宝 华北理工大学机械工程学院 lan@ncst.edu.cn 
龚亮 华北理工大学机械工程学院  
中文摘要
    碳纳米管(CNT)对于气体有超强的敏感性,可用于制备基于CNT的有害气体传感器。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理研究Au掺杂CNT对NO和O2的吸附特性。对吸附能、最终吸附距离、电荷转移量、态密度等的分析显示,Au掺杂使得CNT与NO间的交互作用明显增强,其中N原子端靠近CNT交互作用更强。禁带宽度和电荷密度分析表明,相比于NO分子中O原子端或者O2吸附,NO分子中N原子端与CNT发生交互作用会使体系导电性变化更为明显。说明Au掺杂能够很好地屏蔽空气中O2对CNT导电性的影响,Au掺杂CNT作为NO气敏材料是可行的。
英文摘要
    Carbon nanotubes (CNTs) are very sensitive to gases, and therefore can be used to fabricate CNT-based poisonous gas sensors. In this paper, the adsorption properties of NO on Au-doped CNTs were investigated using the first principles on the basis of density functional theory. By analyzing the adsorption energy, final adsorption distance, transfer charge, and density of states, it was found that doping Au could enhance the interaction between CNTs with NO, and the adsorption at the N-atom end is much stronger. The analysis of forbidden band width and charge density shows that, compared with the adsorption at the O-atom end of NO or O2, the electrical conductivity of Au-doped CNTs has a much more significant change after NO adsorption at the N-atom end, which indicates that doping Au could screen the effect of O2 in air on the electrical conductivity of CNT. Therefore, taking Au-doped CNTs as NO sensing material is feasible.

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