石墨烯吸附Fe原子探測堿基分子.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對生物與物理交叉領(lǐng)域的研究逐漸興起，其中用物理的方法對生物分子進(jìn)行探測的研究備受關(guān)注。本文在第一性原理的基礎(chǔ)上，運(yùn)用密度泛函理論體系下的廣義梯度近似方法展開研究，進(jìn)行了探針的篩選、利用選定的磁性探針探測了NDA分子的四種堿基(腺嘌呤A,胸腺嘧啶T,胞嘧啶C,和鳥嘌呤G)。希望我們的研究工作可以為今后DNA分子的探測提供一種新思路。
　　研究的主要內(nèi)容和結(jié)果概述如下：
　　1、采用第一性原理方法研究了5

2、×5的石墨烯超胞分別吸附多種金屬原子后的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、吸附能、態(tài)密度以及磁矩。計(jì)算結(jié)果表明，在眾多的金屬原子的吸附結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)e原子和石墨烯的復(fù)合結(jié)構(gòu)很適宜作為磁性探針。Fe原子能夠穩(wěn)固地吸附于石墨烯之上，吸附位置為石墨烯的六元環(huán)中心，即為Hollow(H)位，并且該復(fù)合結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出明顯的磁性，磁矩大小約為2.076μB。
　　2、根據(jù)堿基的大小，我們調(diào)整了探針的大小，選擇6×6的石墨烯超胞吸附Fe原子的復(fù)合結(jié)構(gòu)作為探針，并計(jì)算了該復(fù)合結(jié)

3、構(gòu)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、吸附位置、能帶、態(tài)密度以及磁矩，為之后研究探針吸附堿基后的性質(zhì)變化提供了可對照的依據(jù)。
　　3、通過第一性原理方法研究了以石墨烯吸附Fe原子的復(fù)合結(jié)構(gòu)為磁性探針探測四種堿基的可能性，我們計(jì)算了各堿基吸附后的穩(wěn)定位置、吸附能、電子差分密度、能帶、態(tài)密度以及磁性大小。結(jié)果發(fā)現(xiàn)由于四種堿基的結(jié)構(gòu)不同，他們的最穩(wěn)定位置也各不相同，但是四種堿基均能穩(wěn)定的吸附在探針上，正如計(jì)算結(jié)果所顯示的，四種堿基的吸附能最小的也約為1.970