表面基团对Ti_(3)C_(2)T_(x)吸附NO性能影响的第一性原理研究

作     者：邱毅 邹江峰 马智炜 罗强 刘忠华 陈洋 代逸飞 QIU Yi;ZOU Jiangfeng;MA Zhiwei;LUO Qiang;LIU Zhonghua;CHEN Yang;DAI Yifei

作者机构：西南石油大学理学院成都610500 西南石油大学电气信息学院成都610500 西南石油大学信息学院四川南充637001 西华师范大学电子信息工程学院四川南充637000 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2024年第38卷第5期

页      面：138-142页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(51875091) 2021年南充市-西南石油大学市校科技战略合作项目(SXHZ008) 

主　　题：二维材料 Ti_(3)C_(2)T_(x) NO吸附 密度泛函理论 电子性质 

摘      要：本工作基于密度泛函理论的第一性原理方法,构建了Ti_(3)C_(2)O_(2)、Ti_(3)C_(2)O1.5(OH)0.5、Ti_(3)C_(2)O(OH)、Ti_(3)C_(2)O1.5F0.5和Ti_(3)C_(2)OF五种模型,从几何结构、电荷转移以及电子性质等方面研究了基团种类和比例对Ti_(3)C_(2)T_(x)吸附NO的影响。结果表明:相较于Ti_(3)C_(2)O_(2),含低比例-OH和-F基团的Ti_(3)C_(2)T_(x)对NO的吸附能更大,电荷转移更弱,不利于其探测NO,与实验结果一致;但随着-OH和-F比例的提高,吸附能分别减小和增大,电荷转移分别增强和减弱,表明高比例的-OH有利于Ti_(3)C_(2)T_(x)探测NO,而高比例的-F是不利的;同时,在吸附NO后,Ti_(3)C_(2)O_(2)在费米能级附近的能带极值曲率变小,电子有效质量增大,表明-O基团有利于Ti_(3)C_(2)T_(x)探测NO。在几何弛豫过程中NO分子总是以N原子靠近衬底,吸附距离均较小,而且最近邻原子的电子轨道出现杂化,电子的聚集和消散位于两端,表明最近邻原子间成键较弱且偏离子性。此计算结果可以为Ti_(3)C_(2)T_(x)探测和屏蔽NO提供理论指导,同时为Ti_(3)C_(2)T_(x)的表面改性提供思路。