【摘要】 研究了在衬底、分子偶极层以及两者组合存在的情况下，层数对功函数的影响。

研究了在衬底、分子偶极层以及两者组合存在的情况下，层数对功函数的影响。几层石墨烯的功函数几乎与层数无关，只有单层石墨烯和多层石墨烯之间的差异约为60 meV。在给电荷衬底存在的情况下，发现电荷分布在远离衬底处呈指数衰减，这直接反映在少层石墨烯的功函数中。偶极层仅当放置在衬底和几层石墨烯之间时，通过改变两者之间的电荷转移来改变功函数。用第一性原理计算和在真空中Si/SiO2衬底支撑的几层石墨烯薄片上的实验研究了各种因素对少层石墨烯功函数的影响。我们得到了单层和多层(⩾2层)石墨烯之间的理论差异(∼60meV)，这一点在独立的∼样品(0.09±0.01 eV)上得到了实验证实。我们的计算还表明，惰性模型衬底(Ne层)的存在大大减小了这种差异。根据计算，带电衬底(Na层)的存在导致了FLG WF与层数的强烈依赖关系，最多可达5层。PDOS分析表明，这种WF变化与最外层(即远离衬底)上的电荷直接相关。在真空条件下，对Si/SiO2衬底上的FLG样品也观察到了类似的行为，这表明存在来自SiO2衬底的电荷掺杂。计算还表明，偶极子层的存在，如有序水层的存在，并不直接影响FLG的WF。只有当偶极层被放置在FLG和给予电荷的衬底之间时，WF才会改变，因为偶极层可以显著地改变(屏蔽)电荷掺杂。通过将FLG样品放在湿度为15%的氮气大气中，我们能够实验表明，由于这种电荷筛选，WF的变化大小减少了。

 

[1] Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, Jiang D, Zhang Y, Dubonos S V, Grigorieva I V and Firsov A A 2004 Science 306 666

[2] Castro Neto A H, Guinea F, Peres N M R, Novoselov K S and Geim A K 2009 Rev. Mod. Phys. 81 109

[3] Geim A K and Novoselov K S 2007 Nat. Mater. 6 183

 

科学指南针通过互联网技术建立更可靠的服务标准，全国31个办事处，19个城市拥有自营实验室，最好的设备、最专业的老师为您服务。