分会

第二十六分会：电子结构理论及其应用

摘要

二维有序硼掺杂石墨烯材料在信息、能源催化和转化等领域展现出了非常巨大的应用前景，然而该类材料的大面积可控生长还存在很多挑战。主要原因在于二维有序硼掺杂石墨烯材料根据组分的不同比例存在多种物相，如BC3和BC5等，在成核和连续生长过程中，这些相之间存在竞争并可能会发生相分离现象，影响材料的整体性能。对此，我们通过计算模拟建立了表面催化外延生长二维有序硼掺杂石墨烯材料的原子尺度模型，系统地探究了BC3和BC5在不同外延衬底上的选择性生长机制。通过考虑二维有序硼掺杂石墨烯结构与外延衬底的表面作用和对称性匹配等因素，成功建立了相应的热力学相图。计算表明，通过选择合适的衬底可以在不同的原料化学势窗口下实现二维有序硼掺杂石墨烯材料不同物相的选择性生长。我们基于标准热化学表进一步将原料化学势与温度、压强等实验参数建立关联，从而得到了二维有序硼掺杂石墨烯材料选择性生长的理想实验条件，为可控制备大面积二维有序硼掺杂石墨烯材料的实验研究提供了理论依据。

关键词

硼掺杂石墨烯;外延衬底;热力学相图;第一性原理计算

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