Hole defects and nitrogen doping in graphene: Implication for supercapacitor applications

ACS Applied Materials and Interfaces

Volumn 5, Issue 21, 2013, Pages 11184-11193

  Luo, Gaixia ^a,b   Liu, Lizhao ^a   Zhang, Junfeng ^a   Li, Guobao ^a   Wang, Baolin ^b   Zhao, Jijun ^a,c  

^a DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (China)

^b YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (China)

^c INSTITUTE OF GEOLOGY AND GEOPHYSICS   (China)

Author keywords

doping; graphene; hole; supercapacitors

Indexed keywords

CHARGE ACCUMULATION; ELECTRICAL CONDUCTANCE; FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; HOLE; NON-EQUILIBRIUM GREEN'S FUNCTION; SUPER CAPACITOR; SUPERCAPACITOR APPLICATION; TRANSMISSION COEFFICIENTS;

CALCULATIONS; CAPACITORS; DOPING (ADDITIVES); GRAPHITE ELECTRODES; MECHANICAL PROPERTIES; NITROGEN;

GRAPHENE;

EID: 84887601032     PISSN: 19448244     EISSN: 19448252     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/am403427h     Document Type: Article

References (76)

1. Simon, P.; Gogotsi, Y. Nat. Mater. 2008, 7, 845-854
2. Qu, D. J. Power Sources 2002, 109, 403-411
3. Xing, W.; Qiao, S.; Ding, R.; Li, F.; Lu, G.; Yan, Z.; Cheng, H. Carbon 2006, 44, 216-224
4. Portet, C.; Yushin, G.; Gogotsi, Y. Carbon 2007, 45, 2511-2518
5. Zhang, L. L.; Zhao, X. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 2520-2531
6. Tang, Q.; Zhou, Z.; Chen, Z. Nanoscale 2013, 5, 4541-4583
7. Zhang, L. L.; Zhou, R.; Zhao, X. J. Mater. Chem. 2010, 20, 5983-5992
8. Cheng, Q.; Tang, J.; Shiny, N.; Qin, L. J. Power Sources 2013, 241, 423-428
9. Suk, J. W.; Piner, R. D.; An, J.; Ruoff, R. S. ACS Nano 2010, 4, 6557-6564
10. Liu, L.; Zhang, J.; Zhao, J.; Liu, F. Nanoscale 2012, 4, 5910-5916
11. Stoller, M. D.; Park, S.; Zhu, Y.; An, J.; Ruoff, R. S. Nano Lett. 2008, 8, 3498-3502
12. Wang, X.; Li, X.; Zhang, L.; Yoon, Y.; Weber, P. K.; Wang, H.; Guo, J.; Dai, H. Science 2009, 324, 768-771
13. Zhu, Y.; Murali, S.; Stoller, M. D.; Ganesh, K.; Cai, W.; Ferreira, P. J.; Pirkle, A.; Wallace, R. M.; Cychosz, K. A.; Thommes, M. Science 2011, 332, 1537-1541
14. Zhang, L.; Yang, X.; Zhang, F.; Long, G.; Zhang, T.; Leng, K.; Zhang, Y.; Huang, Y.; Ma, Y.; Zhang, M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5921-5929
15. Jeong, H. M.; Lee, J. W.; Shin, W. H.; Choi, Y. J.; Shin, H. J.; Kang, J. K.; Choi, J. W. Nano Lett. 2011, 11, 2472-2477
16. Qiu, Y.; Zhang, X.; Yang, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 12554-12558
17. Shao, Y.; Zhang, S.; Engelhard, M. H.; Li, G.; Shao, G.; Wang, Y.; Liu, J.; Aksay, I. A.; Lin, Y. J. Mater. Chem. 2010, 20, 7491-7496
18. Hassan, F. M.; Chabot, V.; Li, J.; Kim, B. K.; Ricardez-Sandoval, L.; Yu, A. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 2904-2912
19. Sun, L.; Wang, L.; Tian, C.; Tan, T.; Xie, Y.; Shi, K.; Li, M.; Fu, H. RSC Adv. 2012, 2, 4498-4506
20. Jin, Z.; Yao, J.; Kittrell, C.; Tour, J. M. ACS Nano 2011, 5, 4112-4117
21. Panchakarla, L.; Subrahmanyam, K.; Saha, S.; Govindaraj, A.; Krishnamurthy, H.; Waghmare, U.; Rao, C. Adv. Mater. 2009, 21, 4726-4730
22. Li, X.; Wang, H.; Robinson, J. T.; Sanchez, H.; Diankov, G.; Dai, H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15939-15944
23. Wei, L.; Sevilla, M.; Fuertes, A. B.; Mokaya, R.; Yushin, G. Adv. Energy Mater. 2011, 1, 356-361
24. Mukherjee, S.; Kaloni, T. J. Nanopart. Res. 2012, 14, 1-5
25. Jalili, S.; Vaziri, R. Mol. Phys. 2011, 109, 687-694
26. Deifallah, M.; McMillan, P. F.; Cora, F. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5447-5453
27. Cervantes-Sodi, F.; Csanyi, G.; Piscanec, S.; Ferrari, A. Phys. Rev. B 2008, 77, 165427(1-13)
28. Li, Y.; Zhou, Z.; Shen, P.; Chen, Z. ACS Nano 2009, 3, 1952-1958
29. Yan, H.; Xu, B.; Shi, S.; Ouyang, C. J. Appl. Phys. 2012, 112, 104316(1-5)
30. Wu, D.; Li, Y.; Zhou, Z. Theor. Chem. Acc. 2011, 130, 209-213
31. Ma, C.; Shao, X.; Cao, D. J. Mater. Chem. 2012, 22, 8911-8915
32. Golberg, D.; Bando, Y.; Huang, Y.; Terao, T.; Mitome, M.; Tang, C.; Zhi, C. ACS Nano 2010, 4, 2979-2993
33. Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15-50
34. Blöchl, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953-17979
35. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, 558-561
36. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
37. Lee, H. Y.; Goodenough, J. B. J. Solid State Chem. 1999, 144, 220-223
38. Reddy, R. N.; Reddy, R. G. J. Power Sources 2006, 156, 700-704
39. Henkelman, G.; Arnaldsson, A.; Jónsson, H. Comput. Mater. Sci. 2006, 36, 354-360
40. Henkelman, G.; Uberuaga, B. P.; Jónsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9901-9904
41. Taylor, J.; Guo, H.; Wang, J. Phys. Rev. B 2001, 63, 245407(1-13)
42. Wang, J.; Guo, H. Phys. Rev. B 2009, 79, 045119(1-5)
43. Koskinen, P.; Malola, S.; Häkkinen, H. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 115502(1-4)
44. Gao, J.; Zhao, J.; Ding, F. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6204-6209
45. Wassmann, T.; Seitsonen, A. P.; Saitta, A. M.; Lazzeri, M.; Mauri, F. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 96402(1-4)
46. Guo, B.; Liu, Q.; Chen, E.; Zhu, H.; Fang, L.; Gong, J. R. Nano Lett. 2010, 10, 4975-4980
47. Bruce, P. G.; Hardwick, L. J.; Abraham, K. MRS Bull. 2011, 36, 506-512
48. Raymundo-Pinero, E.; Kierzek, K.; Machnikowski, J.; Beguin, F. Carbon 2006, 44, 2498-2507
49. Chmiola, J.; Yushin, G.; Gogotsi, Y.; Portet, C.; Simon, P.; Taberna, P. L. Science 2006, 313, 1760-1763
50. Vineyard, G. H. J. Phys. Chem. Solids 1957, 3, 121-127
51. Shannon, R. Acta Crystallogr. Sect. A 1976, 32, 751-767
52. Salitra, G.; Soffer, A.; Eliad, L.; Cohen, Y.; Aurbach, D. J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 2486-2493
53. Alvarez-Idaboy, J. R.; Mora-Diez, N.; Vivier-Bunge, A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3715-3720
54. Villà, J.; González-Lafont, A.; Lluch, J. M.; Corchado, J. C.; Espinosa-García, J. J. Chem. Phys. 1997, 107, 7266-7274
55. Cunningham, D.; Vogel, W.; Haruta, M. Catal. Lett. 1999, 63, 43-47
56. Xiao, J.; Staniszewski, J.; Gillespie, J. Mater. Sci. Eng., A 2010, 527, 715-723
57. Zhang, L.; Zhang, F.; Yang, X.; Long, G.; Wu, Y.; Zhang, T.; Leng, K.; Huang, Y.; Ma, Y.; Yu, A. C.; Yongsheng Sci. Rep. 2013, 3, 01408(1-9)
58. Richey, F. W.; Dyatkin, B.; Gogotsi, Y.; Elabd, Y. A. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12818-12826
59. Chen, Z.; Wen, J.; Yan, C.; Rice, L.; Sohn, H.; Shen, M.; Cai, M.; Dunn, B.; Lu, Y. Adv. Energy Mater. 2011, 1, 551-556
60. Fan, Z.; Liu, Y.; Yan, J.; Ning, G.; Wang, Q.; Wei, T.; Zhi, L.; Wei, F. Adv. Energy Mater. 2012, 2, 419-424
61. Wang, D. W.; Li, F.; Liu, M.; Lu, G. Q.; Cheng, H. M. Angew. Chem. 2008, 120, 379-382
62. Delley, B. J. Chem. Phys. 1990, 92, 508-517
63. Delley, B. J. Chem. Phys. 2000, 113, 7756-7764
64. Simon, P.; Gogotsi, Y. Acc. Chem. Res. 2012, 46, 1094-1103
65. Klamt, A.; Schüürmann, G. J. Chem. Soc. 1993, 2, 799-805
66. Nielsen, O.; Martin, R. M. Phys. Rev. Lett 1983, 50, 697-700
67. Nielsen, O.; Martin, R. M. Phys. Rev. B 1985, 32, 3780-3791
68. Zhang, J.; Zhao, J.; Lu, J. ACS Nano 2012, 6, 2704-2711
69. Lee, C.; Wei, X.; Kysar, J. W.; Hone, J. Science 2008, 321, 385-388
70. Ito, A.; Okamoto, S. IMECS 2012, 1, 320-325
71. Stankovich, S.; Dikin, D. A.; Piner, R. D.; Kohlhaas, K. A.; Kleinhammes, A.; Jia, Y.; Wu, Y.; Nguyen, S. B. T.; Ruoff, R. S. Carbon 2007, 45, 1558-1565
72. Niwa, H.; Horiba, K.; Harada, Y.; Oshima, M.; Ikeda, T.; Terakura, K.; Ozaki, J.-i.; Miyata, S. J. Power Sources 2009, 187, 93-97
73. Scrosati, B. J. Electrochem. Soc. 1992, 139, 2776-2781
74. Xiong, S. J.; Xiong, Y. Phys. Rev. B 2007, 76, 214204(1-10)
75. Ortiz Medina, J.; García Betancourt, M. L.; Jia, X.; Martínez Gordillo, R.; Pelagio Flores, M. A.; Swanson, D.; Elías, A. L.; Gutiérrez, H. R.; Gracia Espino, E.; Meunier, V. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 3755-3762
76. Jiang, B.; Tian, C.; Wang, L.; Sun, L.; Chen, C.; Nong, X.; Qiao, Y.; Fu, H. Appl. Surf. Sci. 2012, 258, 3438-3443