CeO_(2)与MoTe_(2)异质结室温气体传感机制研究

作     者：冯玉明 杨雪玲 徐佳元 井宇杰 张肖雨 张立斋 Feng Yuming;Yang Xueling;Xu Jiayuan;Jing Yujie;Zhang Xiaoyu;Zhang Lizhai

作者机构：陕西理工大学材料科学与工程学院陕西723001 陕西理工大学体育学院陕西723001 

出 版 物：《当代化工研究》 (Modern Chemical Research)

年 卷 期：2023年第23期

页      面：179-181页

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：2022年陕西省科技厅青年项目“CeO_(2)高能量晶面与Ti_(3)C_(2)T_(x)异质结构可控构筑及其室温气敏传感特性研究”(项目编号:2023-JC-QN-0476) 2023年陕西省教育厅一般专项项目“CeO_(2)与Nb_(2)CT_(x)MXene异质界面调控及其室温气敏传感特性研究”(项目编号:23JK0375) 2022年陕西理工大学人才启动项目“可见光增强CeO_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)异质结室温气体传感特性及其传感机制研究”(项目编号:SLGRCQD2207) 2022年中国大学生创新创业大赛项目“‘电子鼻’高性能智能室温气体传感材料研究”(项目编号:S202210720084) 

主　　题：CeO_(2) MoTe_(2) 异质结 功函数 态密度 吸附能 

摘      要：第一性原理计算是基于量子力学理论求解薛定谔方程得到材料的结构及电学性能。本文构建了CeO_(2){111}晶面与MoTe_(2)异质结构,运用第一性原理计算,研究了CeO_(2){111}晶面与MoTe_(2)异质界面电荷转移,电子结构及其对NO_(2)气体的吸附特性。结果表明,CeO_(2)的功函数大于MoTe_(2)的功函数。在形成异质结的过程中,MoTe_(2)表面的电子转移到CeO_(2)表面,在CeO_(2)表面形成电子的累积层。CeO_(2)与MoTe_(2)异质结禁带宽度仅为0.12eV,在室温价带上的电子很容易跃迁到导带,成为自由电子,提高导电性。与H_(2)S、NH_(3)、SO_(2)、C_(2)H_(5)OH和CH_(3)CHO相对比,CeO_(2)对NO_(2)气体的吸附能更负。因此,CeO_(2)适合用来做NO_(2)气体的传感材料。其次,CeO_(2)与MoTe_(2)异质结对NO_(2)气体的吸附能绝对值远远大于CeO_(2)和MoTe_(2)对NO_(2)气体的吸附能绝对值。因此,构建CeO_(2)与二维材料异质结,可以有效增强气体传感材料对NO_(2)气体的吸附能,从而增强其室温气体传感特性。