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石墨烯的氟化是改善石墨烯涂层腐蚀防护能力的有效方法之一. 本文使用NEB过渡态搜索方法研究了O原子在完全氟化石墨烯(CF)和部分氟化石墨烯(C4F)上的扩散和穿透行为, 分析F原子对石墨烯薄膜抗腐蚀能力的影响. 计算结果显示, F原子的吸附能有效抑制O原子在石墨烯上的扩散, C4F上O原子的表面扩散能垒显著提高, CF内O原子的水平扩散能垒更是高达2.69 eV. 而且F原子的增加使得C原子层对O原子穿透的阻隔能力减小, 在CF中, O原子的穿透主要受到F原子层的阻隔. 此外采用第一性原理计算方法计算了纯石墨烯、CF和C4F薄膜与Cu(111)表面的界面粘附功以及电子结构. 计算表明, 相比于纯石墨烯, CF和C4F能更好地与基底结合, 界面粘附功随着F原子的吸附浓度增大而提高. Cu/C4F和Cu/CF界面的电荷转移均增加, 其中Cu/C4F界面的电荷转移更多, C4F与Cu(111)表面的部分Cu原子生成Cu—C键.

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《氧原子在氟化石墨烯上扩散的第一性原理计算》

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文件号：296229

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