Weyl 半金属作为催化剂
材料科学
2016-08-15 v1
摘要
寻找高效低成本催化剂是催化化学的主要驱动力之一。当前催化剂设计策略聚焦于增加局部催化位点的数量和活性，例如析氢反应（HER）中二硫化钼的边缘位点。此处我们提出并演示了一种超越局部位点优化的不同原理，利用拓扑电子态（材料的全局性质）来促进催化活性。对于 HER，我们在过渡金属单磷化物——NbP、TaP、NbAs 和 TaAs——中发现了优异的催化剂，它们最近被发现有拓扑 Weyl 半金属性质。除自由能考量外，我们探索了金属性、载流子迁移率以及拓扑电子态对这些材料显著 HER 性能的作用。稳健的拓扑表面态与大的室温载流子迁移率（二者均源于 Weyl 半金属的体 Dirac 能带）的结合似乎是良好 HER 催化剂的诀窍。我们的工作为从新兴拓扑材料领域发现新型催化剂提供了指导原则。
引用
@article{arxiv.1608.03783,
title = {Weyl semimetals as catalysts},
author = {Catherine R. Rajamathi and Uttam Gupta and Nitesh Kumar and Hao Yang and Yan Sun and Vicky Süβ and Chandra Shekhar and Marcus Schmidt and Binghai Yan and Stuart Parkin and Claudia Felser and C. N. R. Rao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.03783},
year = {2016}
}
备注
15 pages and 4 figures