关于WS2,WSe2和WTe2单层氧化易感性的第一原则研究
Ashima Rawat1, Lokanath Patra2, Ravindra Pandey1
1Department of Physics, Michigan Technological University, Houghton, MI, 49931, USA. arawat2@mtu.edu.
Nanoscale
|March 26, 2024
概括
像WS2,WSe2和WTe2这样的二维过渡金属二化物单层显示出出色的环境稳定性. 它们抵御氧气分子和原子氧的氧化,确保它们适用于电子和能源设备.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面科学是一门学科.
- 计算化学的计算化学
背景情况:
- 双维 (2D) 过渡金属二二原化单层对于先进的电子,光子和储能应用至关重要.
- 它们的环境稳定性,特别是对抗氧气暴露,对于设备的寿命和性能至关重要.
研究的目的:
- 调查WS2,WSe2和WTe2单层对各种形式的氧气暴露的敏感性.
- 了解吸附机制以及氧化后由此产生的结构和电子变化.
主要方法:
- 用密度函数理论计算对范德瓦尔斯相互作用进行了校正.
- 模拟分析了单层上原子氧,O2和O3分子的吸附.
- 过渡路径计算确定了氧化过程中的能量障碍.
主要成果:
- O2和O3分子的物理吸收弱,保持单层结构和电子特性.
- 原子氧化学吸收器具有显著的电荷转移.
- 氧气接近的高能量屏障解释了光诱导的氧化.
- WS2 的氧化改变了其电子结构,减少了带间隙.
结论:
- WS2,WSe2和WTe2单层对氧气暴露具有显著的弹性.
- 这些二维材料在含有氧气的环境中是稳定的,支持它们在实际设备中的使用.


