CrSe_2 和 CrTe_2 单层材料作为高效空气污染物纳米传感器
材料科学
2025-12-17 v1
摘要
纳米传感器在环境监测、工业安全和公共健康中发挥着关键作用，通过检测 CO、NO、SO_2 和 CH_4 等特定危险气体的迹象。本研究采用密度泛函理论（DFT）计算，考察了铬二硒（CrSe_2）和铬二硫（CrTe_2）单层材料通过气体吸附引起的结构和电子响应。吸附能分析表明，Te 空位诱导的 CrTe_2（VTe-CrTe_2）对能量为 -1.52、-1.79 和 -1.61 eV 时与 CO、NO 和 SO_2 的结合最强。类似地，CrSe_2 的值分别为 -1.13、-1.17、-0.90 和 -1.12 eV 对应 CO、NO、SO_2 和 CH_2，表明其适合可逆传感。本研究还考察了 Ge、Sb 和 Sn 掺杂对 CrSe_2 和 CrTe_2 单层材料感知机制的影响。态密度（DOS）分析显示，在 VTe-CrTe_2 和 Sb/Sn 掺杂的 CrTe_2 中，费米能级附近出现显著电子变化，确认了其增强的感知能力。电荷密度差分析表明，CrTe_2 经历更强的电荷转移效应。电势和工作函数的变化进一步表明了 CrTe_2 的较高灵敏度，尤其是在其缺陷和掺杂形态下，确认了其作为气体感应材料的优越性。
引用
@article{arxiv.2512.13843,
title = {CrSe_2 and CrTe_2 Monolayers as Efficient Air Pollutants Nanosensors},
author = {Hakkim Vovusha and Puspamitra Panigrahi and Yash Pal and Muhammad J. A. Shiddiky and Massimiliano Di Ventra and Hoonkyung Lee and Tanveer Hussain},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.13843},
year = {2025}
}
备注
23 pages, 11 figures