用于能量收集的摩擦压电纳米发电机：第一性原理研究
材料科学
2024-04-22 v1 应用物理
摘要
二维过渡金属二硫化物 (TMDs) 因其独特的电学、光学、机械和化学性质而成为各种应用极具前景的候选材料。此外，由 TMDs 与金属、氧化物和导电材料组成的异质结构因其卓越的电子性质而引起了广泛的研究兴趣。在本研究中，我们利用密度泛函理论研究了这些与将摩擦压电效应应用于创造新型纳米发电机相关的电子和输运性质：这是一种具有广阔前景的跨学科方法。研究结果表明，在 MoS/IrO、MoS/TiO、MoS/WTe 和 MoTe/WS 异质结构中，施加应变下层间电荷转移的增强以及对费米能级的轨道贡献是值得注意的。此外，电子输运性质的非平衡格林函数计算为这些材料在不同条件下的行为提供了有价值的见解。虽然 MoS/IrO 和 MoS/TiO 异质双层由于随着电压增加表现出大电流流的趋势而不适用，但 MoS/WTe 和 MoTe/WS 等其他异质双层由于能够防止电压降而显示出前景。所提出的利用 TMD 双层的压缩应变产生摩擦压电效应用于纳米发电机的创新概念，有望为开发高效和可持续的能量收集装置做出贡献。
引用
@article{arxiv.2404.12869,
title = {Tribo-piezoelectric Nanogenerators for Energy Harvesting: a first-principles study},
author = {Jemal Yimer Damte and Jiri Houskaa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.12869},
year = {2024}
}
备注
6 pages, 6 figures