Thông tin chung:

Ngày nhận bài: 03/03/2020
Ngày nhận bài sửa: 21/04/2020

Ngày duyệt đăng: 29/06/2020

Title:

Adsorption of gas molecules on the edge of sawtooth penta-graphene nanoribbons doping with nitrogen

Từ khóa:

Hấp phụ, pha tạp, nguyên lý ban đầu, cảm biến khí, dãy nano penta-graphene

Keywords:

Adsorption, doping,  first principles, gas sensor, penta-graphene nanoribbon

ABSTRACT

Penta-graphene nanoribbons (PGNRs), an one-dimensional (1D) narrow strip of penta-graphene (PG) hold great potential for applications in sensors. In this paper, the adsorption behaviors of CO, CO₂ and NH₃ on the edge of the N-doped Sawtooth Penta-Graphene Nanoribbons (N:SSPGNRs) are investigated by calculating the adsorption energy, charge transfer, adsorption distance, electron density difference, density of states, and partial density of states  from first principles method. It was found that the adsorption of CO and CO₂ on N:SSPGNR edge shows chemical adsorption, meanwhile the adsorption of NH₃ shows physical adsorption. Our results are proposed to predict and understand the CO, CO₂ and NH₃ adsorpted behaviors on N:SSPGNR edge. This is to guide experimental physicists to apply N:SSPGNRs for gas sensor development.

TÓM TẮT

Dãy nano penta-graphene (PGNRs),  một dãy penta-graphene một chiều (1D) có khả năng ứng dụng trong thiết bị cảm biến. Trong bài báo này, đặc tính hấp phụ của CO, CO₂, NH₃ trên biên N:SSPGNR được nghiên cứu bằng cách tính toán năng lượng hấp phụ, sự truyền điện tích, khoảng cách hấp phụ, sự sai khác mật độ điện tử, mật độ trạng thái và mật độ trạng thái riêng bởi phương pháp nguyên lý ban đầu. Chúng tôi thấy rằng sự hấp phụ phân tử khí CO và CO₂ trên biên N:SSPGNR thể hiện đặc tính hấp phụ hóa học, trong khi đó N:SSPGNR hấp phụ NH₃ trên biên thể hiện đặc tính hấp phụ vật lý. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi đưa ra để dự đoán và hiểu đặc tính hấp phụ của CO, CO₂, NH₃ trên N:SSPGNR. Từ đó, giúp các nhà thực nghiệm nghiên cứu phát triển PGNRs ứng dụng cho cảm biến khí thế hệ mới.

Trích dẫn: Nguyễn Thành Tiên, Lê Võ Phương Thuận, Nguyễn Thị Pha và Võ Văn Ớn, 2020. Nghiên cứu hiện tượng hấp phụ phân tử khí trên biên dãy nano penta-graphene dạng răng cưa pha tạp nitrogen. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 56(3A): 29-37.