黑磷的应变工程：作为光催化剂的潜在应用
材料科学
2014-11-25 v1
摘要
黑磷因其意外的高载流子迁移率以及独特的各向异性光电和电子特性而引起了广泛关注。在本工作中，基于密度泛函理论计算，我们揭示了应变工程黑磷在水分解制氢应用中的光催化剂潜力。晶格动力学计算证明了此类人工材料在不同应变下的稳定性。黑磷晶格在压缩应变下不稳定且可能坍塌，而在拉伸应变下则表现出非常好的稳定性。通过从头算分子动力学模拟进一步研究了黑磷在液态水中的稳定性。使用无参数杂化泛函计算评估了黑磷的带隙可从环境条件下的 1.54 eV 调节至拉伸应变下的 1.82 eV。在特定 pH 值下适当的带隙和能带边缘排列表明，黑磷作为可见光水分解的高效光催化剂具有潜在应用价值。我们发现，通过计算光吸收光谱，应变黑磷在可见光照射下表现出显著改善的光催化性能。吸附 H2O 的负分解能表明，无论有无应变，黑磷上的水分解在能量上均是有利的。
引用
@article{arxiv.1410.7123,
title = {Strain Engineering for Phosphorene: The Potential Application as a Photocatalyst},
author = {Baisheng Sa and Yan-Ling Li and Jingshan Qi and Rajeev Ahuja and Zhimei Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.7123},
year = {2014}
}
备注
31 pages, 3 Tables, and 10 figures. Just accepted by J. Phys. Chem. C