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人工晶体学报2025年第06期:通过缺陷和应变工程控制Janus MoSSe的析氢反应

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘劲松;沈露;任龙军;黄希忠;

单位:厦门信息学校汽车与建筑部;皖江工学院土木工程学院;吉大联合精密机械(厦门)有限公司技术中心;

摘要:Janus过渡金属二硫族化合物(TMDs)因独特的不对称结构而展现出优异的电子、光学和催化性能,在纳米催化和热电等领域具有广泛的应用前景。本研究采用第一性原理计算方法,系统研究了具有典型空位缺陷的Janus MoSSe单层的稳定性及其析氢反应(HER)性能。研究结果表明,单层Janus MoSSe在HER过程中的吉布斯自由能显著降低至约0.5 eV,明显低于原始MoSSe和传统MoS_2单层。进一步研究表明,外部应变的引入可有效调控缺陷结构Janus MoSSe的HER性能,其性能提升主要归因于缺陷区域悬空键自适应释放集中应变,从而产生显著的可调谐模式。该研究阐明了应变工程提高MoSSe HER性能的潜在机制,为基于缺陷Janus TMDs的高效HER催化剂的优化设计提供了理论依据。

关键词:过渡金属二硫族化合物;;第一性原理;;析氢反应;;吉布斯自由能;;应变工程;;缺陷结构

基金资助:安徽省高校自然科学研究重点项目(2023AH052486,2023AH052494);; 福建省职业教育研究项目(ZB2023037)