طيف اتلاف انرژي الكتروني گرافين ، با استفاده از محاسبات برپايه اصول اوليه

Electron energy loss spectrum of graphane from first-principles calculations

در اين مطالعه ، طيف اتلاف انرژي الكتروني نزديك ساختار لبه (ELNES) براي اتم هاي كربن در ايزومرهاي chair و tricycle از گرافين هيدروژندار (گرافين) در چارچوب نظريه تابعي چگالي ( DFT) و روش FPLAPW بررسي و با نتايج متناظر در گرافيت و گرافين مقايسه شده است. اين طيف شامل ساختارهايي ناشي از نتقال از اوربيتال 1s به حالات π*, σ* و هيبريداسيوني از اين حالات است. به دليل حضور هيدروژن، اختلاف انرژي بين ساختارهاي σ و π در گرافين هيدروژن دار نسبت به گرافيت و گرافين كاهش مييابد. استفاده از تقريب حفره - مغزه براي طيف ELNES همه تركيبات ضروري و موجب همگرايي نتايج مذكور است.

In this study, the energy loss near edge structure (ELNES) of carbon atoms in chair and tricycle conformers of hydrogenated graphene, namely ‘graphane’, has been calculated in the density functional theory using FPLAPW method, and then, it has been compared with that of graphite and graphene. Using ELNES from chair conformer, the carbon K-edge was found to have a few main features including electron transition from 1s orbital of carbon atom to π*, σ*, and a hybridization of these two states. The energy difference between π* and σ* features of graphane conformers was decreased relative to it in graphite and graphene. The inclusion of coreholes and super-cells is essential for accurate reproduction of features in the ELNES spectra of the all structures.