基于砷的三元 Janus 单层材料用于高效热电与光催化应用
材料科学
2023-05-22 v1
摘要
当今为应对环境污染与能源危机，对高效且可持续的能源资源需求巨大。本工作中，我们利用第一性原理计算考察了新型二维 Janus AsTeX（X = Cl、Br 和 I）单层材料，并探索其潜在的能量转换应用。我们论证了 AsTeX（X = Cl、Br 和 I）单层材料的热学、能量、动力学与力学稳定性。Janus AsTeX（X = Cl、Br 和 I）单层为间接带隙半导体，具有高载流子迁移率与优异的可见光光学吸收。我们的发现表明，基于包含多种散射机制的半经典玻尔兹曼输运理论，Janus AsTeCl 与 AsTeBr 单层展现出低晶格热导率与优异的电子输运性质。此外，水的氧化还原电位被 AsTeCl 与 AsTeBr 单层的能带排列充分包覆。光照下水的分解过程可在 Janus AsTeBr 单层上自发进行，而 Janus AsTeCl 单层上仅需极小外电势（0.26–0.29 eV）即可触发水分解过程。这些单层超过 10% 的 STH 效率表明其在氢的商业化生产中的潜在实际应用。因而，我们的研究证明这些单层在能量转换领域具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.2305.11494,
title = {As-based ternary Janus monolayers for efficient thermoelectric and photocatalytic applications},
author = {Poonam Chauhan and Jaspreet Singh and Ashok Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.11494},
year = {2023}
}
备注
31 pages, 10 figures, Journal of Materials Chemistry A, 2023