MoSi2N4 单层：一种具有优异力学、热学、电子、光学和光催化性质的新型二维材料
材料科学
2021-05-24 v1 计算物理
摘要
最近，MoSi2N4 的二维（2D）形式已被成功制备 [Hong et al., Sci. 369, 670 (2020)]。受这些近期实验结果的启发，本文采用杂化密度泛函理论（HSE06-DFT）研究了其结构、力学、热学、电子、光学和光催化性质。声子能带色散计算揭示了 MoSi2N4 单层结构的动力学稳定性。此外，力学研究证实了 MoSi2N4 单层的稳定性。与石墨烯的相应值相比，我们发现杨氏模量降低了 30%，而泊松比增加了 30%。另外，其功函数与黑磷烯和 MoS2 单层非常相似。电子结构研究表明 MoSi2N4 单层为间接带隙半导体。我们确定的 HSE06（GGA）带隙为 2.35（1.79）eV，分别为实验带隙（1.99 eV）的高估（低估）值。热电研究表明 MoSi2N4 单层具有良好的热电性能，其在高温下的品质因数略大于 1。基于 HSE06 构建的 RPA 方法的光学分析表明，MoSi2N4 单层在面内偏振下的第一吸收峰位于光谱的可见光范围，即它是推进光电子纳米器件的有前途候选者。光催化研究表明 MoSi2N4 单层可成为用于水分解以及 CO2 还原的有前途光催化剂。总之，迷人的 MoSi2N4 单层因其独特的物理性质而成为许多应用中有前途的二维材料。
引用
@article{arxiv.2009.04267,
title = {MoSi2N4 single-layer: a novel two-dimensional material with outstanding mechanical, thermal, electronic, optical, and photocatalytic properties},
author = {A. Bafekry and M. Faraji and Do M. Hoat and M. M. Fadlallah and M. Shahrokhi and F. Shojaei and D. Gogova and M. Ghergherehchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.04267},
year = {2021}
}