五角形octagon-ペンタゴンの欠陥グラフェンと有機ドナー/アクセプター分子との相互作用を明らかにする：理論的研究

欠陥エンジニアリングと非共有相互作用戦略により、グラフェンの光電子機能を劇的に調整できます。本明細書では、ペンタゴン・オクタゴン・ペンタゴン（5-8-5）欠陥グラフェン（DG）と吸収分子、テトラティアフルベレン（TTF）、パフルオロナフタレン（FNA）、テトラシアノキノジメタン（TCNQ）と吸収分子間の非共有相互作用の本質的なメカニズムを理論的に調査した。2,3,5,6-テトラフルオロ-7,7,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,.状態の行動、バンド構造、密度。すべての計算は、分散補正（DFT-D）を含む密度機能理論を使用して実行されました。計算された結果は、FグループではなくTCNQおよびF4TCNQのシアノ（CN）グループ（電子撤退グループ）がDGから効果的に電子を獲得し、DGとの波動関数オーバーラップを介してはるかに強力な相互作用を示すことを示しています。 - 共有相互作用距離、大きな相互作用エネルギー、および面外のテラヘルツ周波数振動の赤方偏移、フェルミレベルの近くのバンドを変化させ、赤外線（IR）光吸収を大幅に向上させます。（300〜1200 nm）より広い吸収を提供するこのようなIR吸光度の強化は、太陽エネルギー変換の潜在的な用途での光収穫に役立ちます。

Defect engineering and the non-covalent interaction strategy allow for dramatically tuning the optoelectronic features of graphene. Herein, we theoretically investigated the intrinsic mechanism of non-covalent interactions between pentagon-octagon-pentagon (5-8-5) defect graphene (DG) and absorbed molecules, tetrathiafulvalene (TTF), perfluoronaphthalene (FNa), tetracyanoquinodimethane (TCNQ) and 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (F4TCNQ), through geometry, distance, interaction energy, Mulliken charge distribution, terahertz frequency vibration, visualization of the interactions, charge density difference, electronic transition behaviour, band structure and density of state. All the calculations were performed using density functional theory including a dispersion correction (DFT-D). The calculated results indicate that the cyano- (CN) group (electron withdraw group) in TCNQ and F4TCNQ, rather than the F group, gain the electron from DG effectively and exhibit much stronger interactions via wavefunction overlap with DG, leading to a short non-covalent interaction distance, a large interaction energy and a red-shift of out-of-plane terahertz frequency vibration, changing the bands near the Fermi level and enhancing the infrared (IR) light absorption significantly. The enhancement of such IR absorbance offering a broader absorption (from 300 to 1200 nm) will benefit light harvesting in potential applications of solar energy conversion.