بررسی اثر نقص بر خواص گسیل الکترون در الکترودهای گرافنی

خبرگزاری برنا- گروه علمی و فناوری؛ گرافن دارای پتانسیل 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.

مطالعات قبلی نشان داده‌اند که انواع عیوب در گرافن عمدتاً نقص‌های استون ولز، 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 مکانیسم 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. مشخص شد که عملکردهای کاری گرافن با نقص استون ولز، نقص خالی کربن و مواد ناخالص به طور قابل توجهی افزایش یافته است که عمدتاً به کاهش احتمال تشکیل دوقطبی و افزایش انرژی منسجم فلز نسبت داده می‌شود.

یافته‌های بنیادین ارائه شده در این پروژه یک راهنمای نظری برای کاربرد مواد پوشش‌دهی شده با گرافن در TEC ارائه می‌کنند.