بررسی تاثیر نقص بر خواص گسیل الکترون در گرافن

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، گرافن دارای کاربرد بسیار زیادی به عنوان ماده پوشش‌دهنده الکترود برای مبدل‌های انرژی ترمیونی (TEC) است که می‌تواند به طور قابل توجهی توانایی انتشار الکترون الکترود را بهبود بخشد.
مواد مورد استفاده در الکترود در مدت استفاده از TEC در معرض تابش ذرات پرانرژی قرار خواهند گرفت. مطالعات قبلی نشان داده‌اند که انواع عیوب در گرافن بیشتر نقص‌های استون ولز (Stone-Wales)، نقص‌های دوپینگ و جای خالی کربن هستند. ظهور عیوب بر خواص جذب فلزات قلیایی و قلیایی خاکی روی سطح گرافن در شکاف الکترود تأثیر می‌گذارد و سپس خواص انتشار الکترون پوشش گرافنی را تغییر می‌دهد.
در این مطالعه، محققان سازوکار تأثیر داخلی نقص در خواص گرافن را تجزیه و تحلیل کردند. آن‌ها رفتار‌های جذب و مهاجرت فلزات قلیایی و قلیایی خاکی را بر روی سطح گرافن معیوب در مقیاس اتمی با استفاده از محاسبات DFT مورد مطالعه قرار دادند.
به گفته دانشمندان، «انتشار فلز در نزدیکی نقص استون ولز و جای خالی کربن به‌شدت مانع از حرکت الکترون‌ها می‌شود.»
مشخص شد که عملکرد‌های کاری گرافن با نقص استون ولز، نقص خالی کربن و مواد ناخالص به طور قابل توجهی افزایش یافته است که بیشتر به کاهش احتمال تشکیل دوقطبی و افزایش انرژی منسجم فلز نسبت داده می‌شود.
یافته‌های بنیادین ارائه شده در این طرح یک راهنمای نظری برای کاربرد مواد پوشش‌دهی شده با گرافن در TEC ارائه می‌کنند.

گروه تحقیقاتی به رهبری پروفسور یو جی و جیانگ ژیژونگ از مؤسسه علوم فیزیکی هیفی آکادمی علوم چین، یافته‌های خود را در Applied Surface Science منتشر کرده‌اند.