Thông tin chung:

Ngày nhận bài: 17/11/2019
Ngày nhận bài sửa: 26/02/2020

Ngày duyệt đăng: 29/04/2020

Title:

Adsorption of gas molecules on sawtooth Penta-graphene nanoribbon

Từ khóa:

Dãy nano Penta-graphene dạng răng cưa, hấp phụ, phương pháp nguyên lý ban đầu, sensor khí

Keywords:

Adsorption, first principles methods, gas sensor, sawtooth Penta-graphene nanoribbon

ABSTRACT

The adsorption of gas molecules (CO, CO₂, and NH₃) on Sawtooth Penta-Graphene Nanoribbon (SSPGNR) has studied by using first principles methods. The adsorption geometries, adsorption energies, charge transfer, density of states, and electron difference density are obtained. It was found that the adsorption of CO and CO₂ on SSPGNR shows chemical adsorption properties, meanwhile the adsorption of NH₃ shows physical adsorption properties. The current voltage (I–V) characteristics have also been investigated using non-equilibrium green’s function (NEGF) approach. The results indicate that the gas molecules have little effect on modifying the conductance of SSPGNR. A comparison about absorption capacity NH₃ on SSPGNR at possible absorption sites has been implemented. Quantum transport calculations further indicate that NH₃ molecules can be detected by the SSPGNR-based sensor.

TÓM TẮT

Hiện tượng hấp phụ các phân tử khí (CO, CO₂ và NH₃) trên Sawtooth Penta-Graphene Nanoribbon (SSPGNR) đã được nghiên cứu bằng phương pháp nguyên lý ban đầu. Nghiên cứu đã xây dựng cấu hình hấp phụ, tính toán năng lượng hấp phụ, sự chuyển điện tích, mật độ trạng thái và sự sai khác mật độ điện tử. Nghiên cứu chỉ rằng sự hấp phụ phân tử khí CO và CO₂ trên SSPGNR thể hiện đặc tính hấp phụ hóa học, trong khi đó SSPGNR hấp phụ NH₃ thể hiện đặc tính hấp phụ vật lý. Đặc tính Volt-Ampere (I-V) được nghiên cứu dựa trên hình thức luận hàm Green không cân bằng. Kết quả cho thấy các phân tử khí hấp thụ có ảnh hưởng đến độ dẫn của hệ nhưng không nhiều. Đặc tính vận chuyển điện tử của NH₃ khi hấp phụ trên SSPGNR tại nhiều vị trí khả dĩ khác nhau cũng được khảo sát. Đặc tính vận chuyển điện tử chỉ ra rằng phân tử khí NH₃ có thể dò bởi cảm biến khi dựa trên vật liệu SSPGNR.

Trích dẫn: Nguyễn Thành Tiên, Trần Yến Mi và Lê Võ Phương Thuận, 2020. Nghiên cứu hiện tượng hấp phụ phân tử khí trên dãy nano Penta-graphene dạng răng cưa. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 56(2A): 21-29.