揭示氧气和臭氧在 C2N 单层上的反应活性：一项第一性原理研究
材料科学
2024-03-20 v1
摘要
环境氧化过程对于决定二维（2D）材料的物理和化学性质至关重要。其影响对于这些材料在环境条件下工作的纳米尺度器件的实际应用具有重要意义。本研究深入探讨了 O2 和 O3 暴露对 C2N 单层结构和电子特性的影响，重点关注吸附和解离反应的动力学。采用第一性原理密度泛函理论计算结合爬坡弹性带（Climbing Image Nudged Elastic Band）计算，我们观察到 C2N 单层表现出抗氧化的特性，其证据是能量势垒分别为 0.05 eV 和 0.56 eV。这些过程伴随着环氧（C-O-C）基团的形成。此外，解离机制涉及从单层到分子的电荷转移。值得注意的是，由于强烈的 C-O 杂化，解离后的构型显示出比原始 C2N 单层更高的带隙。这些发现表明 C2N 单层对氧气/臭氧暴露具有鲁棒性，确保了包含这些材料的器件的稳定性。
引用
@article{arxiv.2403.12454,
title = {Unveiling the Reactivity of Oxygen and Ozone on C2N Monolayer: A First-Principles Study},
author = {Soumendra Kumar Das and Lokanath Patra and Prasanjit Samal and Pratap Kumar Sahoo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.12454},
year = {2024}
}