Study of polycyclic aromatic hydrocarbons adsorbed on graphene using density functional theory with empirical dispersion correction

文献情報

出版日 2010-04-09
DOI 10.1039/C000370K
インパクトファクター 3.676
著者

Olga V. Ershova, Timothy C. Lillestolen, Elena Bichoutskaia


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要旨

The interaction of polycyclic aromatic hydrocarbon molecules with hydrogen-terminated graphene is studied using density functional theory with empirical dispersion correction. The effective potential energy surfaces for the interaction of benzene, C6H6, naphthalene, C10H8, coronene, C24H12, and ovalene, C32H14, with hydrogen-terminated graphene are calculated as functions of the molecular displacement along the substrate. The potential energy surfaces are also described analytically using the lowest harmonics of the Fourier expansion. It is shown that inclusion of the dispersive interaction, which is the most important contribution to the binding of these weakly bound systems, does not change the shape of the interaction energy surfaces or the value of the barriers to the motion of polycyclic aromatic hydrocarbon molecules on graphene. The potential energy surfaces are used in the estimation of the friction forces acting on the molecules along the direction of motion. These results underpin the modelling, using density functional theory, of electromechanical devices based on the relative vibrations of graphene layers and telescoping carbon nanotubes.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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