图1。3  不同有机分子在石墨烯上吸附的能量图

    有机分子和石墨烯之间的相互作用相对界面形态更难。作一个更复杂的描述就是，有机分子和石墨烯之间的相互作用可以被分为两类：弱分子-石墨烯作用和强分子-石墨烯作用。[7]

    弱分子-石墨烯作用主要有PTCDA，并五苯，Pc。PTCDA引起人们的兴趣的地方在于，这个砖块状分子具有独特的晶体结构，因而很容易在不同的基底上形成排列良好的薄层。PTCDA和其衍生物是商业化的，光化学稳定的染色颜料，具有很好的热稳定性，允许通过升华技术提纯和分子束外延气相沉积。

    强分子-石墨烯作用主要有TCNQ和F4-TCNQ，TEMPO，苯和其衍生物，4-NPD。TCNQ和F4-TCNQ都是很强的电子受体，电子势分别为3。0[8]和5。2eV[9]。它们都很容易沉积，经常用于电子设备的制造中。

1。2。2  电荷转移

    为了以石墨烯为基础的设备更进一步的发展，控制石墨烯的载流子类型和浓度是最重要的内容。研究发现碱性金属原子能实现n型掺杂，但是杂原子的加入会破坏石墨烯的晶体质量，降低其载流子迁移率。

    有机分子/石墨烯界面由于其独特的电子性能吸引了越来越多的兴趣。这些界面能否在电子设备中应用的关键在于其在设备异质结中控制界面电荷转移的能力。界面电荷转移的控制要求在分子水平界面的化学环境操作，因为吸附分子的排列方向和分子与石墨烯之间的化学键会很大程度上影响界面的电子性能。文献综述

    总得来说[10]，亲电子的分子(TCNE,TCNQ和F4-TCNQ)和亲质子的分子(TDAE和ANTR)在石墨烯上的吸附都通过DFT计算进行了研究。计算结果显示结合能小，而吸附距离大，表明有机分子在石墨烯上的吸附属于物理吸附。大量的分析结果表明在石墨烯和TCNE,TCNQ,F4-TCNQ和TDAE之间有明显的电子传输，而在和ANTR之间却没有。更具体地说，电子是从石墨烯传输到TCNE,TCNQ和F4-TCNQ，从TDAE传输到石墨烯的。另外，态密度的结果也与此保持一致。因此，我们能通过吸附不同种类有机分子，对石墨烯的载流子类型和浓度进行调控。这个新的结果对未来的石墨烯基纳米电子设备有很大意义。

    为了通过电子结构更好地理解键的性能，图1。4展示了各种吸附系统的电子态密度(DOS)。在这里，Kohn-Sham DOS通过使用8×8×1Γ中心的Brillouin区取样进行估计，并且能量特征值被σ=0。1eV宽度的Gaussian覆盖。估算结果显示纯净的石墨烯是零带隙半导体，而且它的费米能跨越了狄拉克点，和其他研究的计算结果一致。与此同时，有机分子存在下的石墨烯的DOS计算结果在费米能级附近显示出明显的分离分子能级。对于TCNE,TCNQ和F4-TCNQ吸附的系统，有机分子的存在导致了狄拉克点朝更高能级微小移动，电子从石墨烯的价带移动到TCNE,TCNQ和F4-TCNQ分子中。对于TDAE吸附系统，TDAE分子的存在导致狄拉克点朝更低的能级微小偏移，电子从TDAE分子移动到石墨烯的导带。对于ANTR吸附系统，狄拉克点没有有意义的变化，这个结果和大量分析结果相合，表明石墨烯和ANTR之间没有电荷传导。同时我们能通过分析吸附系统总的态密度(TDOS)和有机分子的部分态密度(PDOS)研究杂化能级。从图1。4能够看出有机分子和石墨烯之间几乎没有轨道杂化，表明他们之间的相互作用很弱。