铁修饰二碲化钼吸附氮化物的气敏特性研究

作     者：张鹏军 陈国祥 安国 刘迎港 ZHANG Pengjun;CHEN Guoxiang;AN Guo;LIU Yinggang

作者机构：西安石油大学理学院西安710065 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2023年第37卷第12期

页      面：65-70页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 080501[工学-材料物理与化学] 0837[工学-安全科学与工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(12004301) 陕西省科学技术项目基金(2014JXX-70) 西安石油大学研究生创新与实践能力培养项目基金(YCS21112084)。 

主　　题：二碲化钼 修饰 气体吸附及传感 氮化物 第一性原理计算 

摘      要：本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了毒害性气体NO、NO_(2)和NH_(3)在铁修饰MoTe_(2)(Fe-MoTe_(2))单分子层上的吸附和传感行为,探究其作为电阻型化学气体传感器的潜力。首先,研究了Fe修饰在单层MoTe_(2)上最稳定的几何构型和电子行为。结果表明,Fe原子掺杂剂可以稳定地吸附在单层MoTe_(2)表面TMo处,修饰后体系的带隙减小并且电子密度增加,产生2.00μB磁矩。其次,Fe-MoTe_(2)对NO、NO_(2)和NH_(3)气体的吸附能分别达到了-3.13 eV、-2.27 eV和-1.19 eV,总态密度图(DOS)以及分波态密度图(PDOS)的分析验证了Fe原子修饰对气体吸附性能的影响。能带结构和差分电荷密度分析为Fe-MoTe_(2)作为电阻型化学气体传感器提供了基本传感机理。最后,灵敏度分析表明Fe-MoTe_(2)对NO_(2)有非常好的响应(99.0%),对NO和NH_(3)也有较好的响应。恢复行为表明Fe-MoTe_(2)有作为NH_(3)气体传感器和NO、NO_(2)气体清除剂或存储材料的潜力。本工作为探索单层Fe-MoTe_(2)作为传感材料或气体吸附材料提供了理论支持,扩展了基于TMDs的气体传感器在环境监测和治理领域中的应用。