A topological nodal surface carbon honeycomb for sodium-ion battery anode

石墨烯 拓扑(电路) 材料科学 阳极 离子 价(化学) 互易晶格 哈密顿量(控制论) 蜂窝结构 分子物理学 纳米技术 化学 物理 光学 复合材料 数学 量子力学 电极 组合数学 衍射 数学优化
作者
Dongyuan Ni,Wei Sun,Shang Gao,Qian Wang
出处
期刊:Carbon [Elsevier BV]
卷期号:216: 118555-118555 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2023.118555
摘要

Motivated by the successful synthesis of three-dimensional (3D) graphene monoliths, we propose a 3D carbon honeycomb structure, tC40, composed of graphene-nanoribbons linked with 5-5-8 defects based on first-principles calculations. This structure is not only dynamically, thermally, and mechanically stable, but also possesses interesting electronic properties, including the multiple topological nodal surfaces on the high-symmetry plane k3=0 with double and quadruple degeneracies of bands in the reciprocal space, and the nontrivial surface states connecting different topological nodal surfaces parallel to the z-axis. By using the k·p model, we further show that, unlike previously reported nodal surfaces, the energy dispersion of the quadruply degenerated nodal surface is proportional to the k32, while the Hamiltonian of the doubly degenerated nodal surface is formed by the essential degeneracy of the valence and conduction bands. In addition, we explore the application of this nodal surface carbon as an anode material for sodium-ion batteries (SIBs), and find that tC40 exhibits good performance with a high reversible capacity of 186 mAh·g−1, a low sodium ion migration barrier of 0.1 eV, and a small charging/discharging volume change of 0.79 %. This work expands the family of topological carbon materials and their applications in SIBs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
rhyme发布了新的文献求助10
刚刚
lyd发布了新的文献求助10
刚刚
qwp完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
lenetivy发布了新的文献求助10
刚刚
2秒前
yyyyyyyyjx完成签到,获得积分20
3秒前
云轩发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
GX完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
小蘑菇应助畅快凡柔采纳,获得10
6秒前
巫马尔槐发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Gzh_NJ完成签到,获得积分10
7秒前
小蘑菇应助Greyson采纳,获得10
7秒前
7秒前
华仔应助比巴卜溪采纳,获得10
8秒前
8秒前
mbf发布了新的文献求助10
9秒前
殷勤的花瓣完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
科研通AI2S应助顺顺采纳,获得10
10秒前
10秒前
12秒前
12秒前
WHTTTTT发布了新的文献求助10
13秒前
动听的襄发布了新的文献求助10
13秒前
嗯呢发布了新的文献求助10
14秒前
BaronR完成签到,获得积分10
14秒前
法号胡来完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
田様应助梦将军采纳,获得10
15秒前
酷波er应助爱笑的月亮采纳,获得10
15秒前
15秒前
科研通AI6.2应助QAQ采纳,获得10
16秒前
球球发布了新的文献求助10
16秒前
乾y完成签到 ,获得积分10
17秒前
掏粪男孩发布了新的文献求助10
17秒前
JamesPei应助黄上权采纳,获得10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Entre Praga y Madrid: los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Russian Politics Today: Stability and Fragility (2nd Edition) 500
Death Without End: Korea and the Thanatographics of War 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6084845
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7914780
关于积分的说明 16372689
捐赠科研通 5219208
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2790339
邀请新用户注册赠送积分活动 1773547
关于科研通互助平台的介绍 1649529