MoSSe Janus 单层作为用于 NO2 和 NO 气体传感的有前景的二维材料
材料科学
2020-01-08 v1
摘要
利用密度泛函理论研究了基于过渡金属硫族化合物的 Janus MoSSe 单层上对 H2S、NH3、NO2 和 NO 有毒气体的传感机制。将原始及含缺陷的 MoSSe 层作为吸附研究的主体材料。研究了三类缺陷:(i) 钼空位、(ii) 硒空位和 (iii) 硫/硒空位,以理解它们对这些气体分子电子性质和传感的影响。计算了形成能以预测这些缺陷的稳定性,注意到硒空位在其他缺陷中最稳定。从吸附能、垂直高度、电荷差分密度、Bader 电荷分析、电子和磁性质方面评估了气体分子的吸附。原始 Janus MoSSe 单层上 H2S、NH3、NO2 和 NO 分子的最大吸附能分别约为 -0.156eV、-0.203eV、-0.252eV 和 -0.117eV。硒和硫/硒缺陷显著改善了气体分子的传感。NO2 气体分子解离并在含硒和硫/硒缺陷的 MoSSe Janus 单层上形成氧掺杂的 NO 吸附。对于含 Se 和 S/Se 缺陷的 MoSSe 层,吸附能分别约为 -3.360eV 和 -3.404eV。此外,NO2 分子的吸附诱导了约 1μB 的磁矩。相比之下,NO 分子在含硒和硫/硒缺陷的 Janus MoSSe 单层表面表现为化学吸附,而 H2S 和 NH3 分子表现为物理吸附,其吸附能分别在 -0.146 至 -0.238 eV 和 -0.140 至 -0.281 eV 范围内。H2S、NH3、NO2 和 NO 分子在原始及缺陷单层上的吸附表明,硒和硫/硒空位缺陷对 NO2 和 NO 气体分子的吸附更为显著。
引用
@article{arxiv.1812.08547,
title = {MoSSe Janus monolayer as a promising two dimensional material for NO2 and NO gas sensor applications},
author = {Rajneesh Chaurasiya and Ambesh Dixit},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.08547},
year = {2020}
}
备注
40 Pages, 14 Figures, Submitted to Sensors and Actuators B: Chemical