Logo BSU

Please use this identifier to cite or link to this item: https://elib.bsu.by/handle/123456789/304055
Title: Two schemes for producing molecular ions on a bent graphene layers
Other Titles: Две схемы получения молекулярных ионов на изогнутых листах графена / Н. А. Поклонский, С. В. Раткевич, С. А. Вырко, А. Т. Власов
Authors: Poklonski, N. A.
Ratkevich, S. V.
Vyrko, S. A.
Vlassov, A. T.
Keywords: ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Физика
Issue Date: 2023
Publisher: Минск : БГУ
Citation: Журнал Белорусского государственного университета. Физика = Journal of the Belarusian State University. Physics. – 2023. – № 3. – С. 57-64
Abstract: A brief review of methods for producing molecular ions is given, on the basis of which two original schemes for generation of a flow of negatively and positively charged ions from a flow of electrically neutral molecules scattered on electrically conductive bent graphene layers are proposed. When graphene layers are bent, the densities of p-electrons of carbon atoms are redistributed, and a deformation-induced electric dipole moment appears in the direction perpendicular to the bent surface. The presented schemes differ in the mutual arrangement of the bent graphene layers relative to the flow of molecules. Quantum chemical calculations using the PM7 semiempirical method provide estimates of the electron affinity and ionisation energy (potential) of a number of molecules (C60, O2, H2O, CO2, etc.) suitable for production of molecular ions from them according to the proposed schemes. If a molecule is scattered on a negatively charged graphene side, then due to the transfer of an electron from graphene to the molecule, the molecule acquires a negative charge. If a molecule is scattered on a positively charged graphene side, then due to the transfer of an electron from the molecule to graphene, the molecule acquires a positive charge. To obtain molecular ions, it is necessary to select molecules with values of electron affinity (to obtain negative ions) or ionisation energy (to obtain positive ions) close to the work function of graphene (≈ 4.3 eV).
Abstract (in another language): Приведен краткий обзор методов получения молекулярных ионов, на основе которого предложены две оригинальные схемы генерации потока отрицательно и положительно заряженных ионов из потока электрически нейтральных молекул, рассеивающихся на электропроводящих изогнутых листах графена. При изгибе листов графена происходит перераспределение плотностей p-электронов атомов углерода, и в направлении, перпендикулярном к изогнутой поверхности, появляется индуцированный деформацией электрический дипольный момент. Представленные схемы отличаются взаимным расположением изогнутых листов графена относительно потока молекул. На основе квантово-химических расчетов полуэмпирическим методом PM7 даны оценки сродства к электрону и энергии (потенциала) ионизации ряда молекул (C60, O2, H2O, CO2 и др.), пригодных для получения из них молекулярных ионов по предложенным схемам. Если рассеяние молекулы происходит на отрицательно заряженной стороне графена, то за счет перехода электрона от графена к молекуле она приобретает отрицательный заряд. Если рассеяние молекулы происходит на положительно заряженной стороне графена, то за счет перехода электрона от молекулы к графену молекула приобретает положительный заряд. Для получения молекулярных ионов необходимо выбирать молекулы со значениями сродства к электрону (для получения отрицательных ионов) или энергии ионизации (для получения положительных ионов), близкими к величине работы выхода электрона из графена (≈ 4,3 эВ).
URI: https://elib.bsu.by/handle/123456789/304055
ISSN: 2520-2243
Sponsorship: This work was supported by the Belarusian Republican Foundation for Fundamental Research (grant No. F23RNF-049). = Работа выполнена при поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (грант № Ф23РНФ-049).
Licence: info:eu-repo/semantics/openAccess
Appears in Collections:2023, №3

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
57-64.pdf857,64 kBAdobe PDFView/Open
Show full item record Google Scholar



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.