The structure and electronic properties of fluorinated graphene

Аннотация. Графен обладает целым рядом уникальных свойств, чем и привлекает вниманиемногих исследователей. Кроме фундаментального интереса, связанного с «релятивистским» поведением носителей заряда, графен перспективен как материал для приборов нано-,оптоэлектроники и плазмоники. Когда мы говорим о достоинствах приборов на основе графена, в литературе везде упоминаются: высокая подвижность электронов, возможность эффективного управления электрическими и оптическими свойствами с помощью внешнего напряжения. Эффективность в данном случае обусловлена низкой плотностью электронных состояний, которая определяется линейной зависимостью энергетического спектра от волнового вектора. Основным препятствием к применению графена в электронике является отсутствие запрещенной зоны между валентной зоной и зоной проводимости. Химическая модификация графеновых слоев имеет большое значение для разработки новых материалов, поскольку она не только открывает щель между валентной зоной и зоной проводимости, но и позволяет контролировать ее ширину. Поэтому одной из областей исследований таких систем является химическая функционализация, а именно адсорбирование атомами фтора графена. В данной работе мы изучили структурные и электронные свойства фторированного графена в зависимости от концентрации атомов фтора и от их местоположения в кристаллической решетке, используя вычисления из первых принципов, основанные на теории функционала плотности. Результаты показывают, что электронныесвойства фторированного графена сильно зависят от степени фторирования и местоположения атомов в кристаллической решетке.