二维材料WTe_2用于气体传感器的性能研究 |
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引用本文: | 艾雯,胡小会,潘林,陈长春,王一峰,沈晓冬.二维材料WTe_2用于气体传感器的性能研究[J].物理学报,2019(19). |
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作者姓名: | 艾雯 胡小会 潘林 陈长春 王一峰 沈晓冬 |
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作者单位: | 南京工业大学材料科学与工程学院;南京工业大学江苏省先进无机功能复合材料协同创新中心 |
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摘 要: | 二维过渡金属硫族化合物由于具有大的比表面积、高的载流子迁移率以及快速响应等特性,在高性能气体传感器应用方面具有显著优势.本文通过密度泛函理论计算,研究了CO,CO_2,NH_3,NO,NO_2气体分子在单层WTe_2表面的吸附构型、吸附能、电荷转移、电学及磁学特性.结果表明,N基气体分子的吸附能小于C基气体分子的吸附能,说明WTe_2对N基气体分子的吸附更敏感.电荷分析结果表明,NH_3气体分子吸附在WTe_2表面时表现为给电子体,而其他四种气体分子都表现为得电子体.能带结构方面,与CO,CO_2,NH_3气体分子相比,磁性气体分子NO和NO_2的吸附在费米能级附近引入了杂质能带,杂质能带主要来源于O原子和N原子的p轨道.此外,NO和NO_2气体分子分别诱导了0.99μB和0.80μB的磁矩.本文的研究结果为实验上制备基于WTe_2的超灵敏气体传感器提供理论指导.
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