New Janus structure photocatalyst having widely tunable electronic and optical properties with strain engineering

材料科学 杰纳斯 分解水 带隙 密度泛函理论 半导体 混合功能 光电子学 光催化 接受者 光催化分解水 直接和间接带隙 单层 纳米技术 凝聚态物理 计算化学 化学 催化作用 物理 生物化学
作者
Sri Kasi Matta,Ting Liao,Salvy P. Russo
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier BV]
卷期号:155: 142-147 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2022.12.076
摘要

Photoelectrochemical water splitting using solar energy, generating oxygen and hydrogen is one of the clean fuel production processes. Inspired by surface-dependent characteristics of Janus structures, a newly designed Janus monolayer Silicon Phosphorous Arsenide (SiPAs) was analyzed with Density Functional Theory (DFT) methods. Hybrid exchange-correlation functional (HSE06) combined with Wannier90-based analysis for electronic and optical properties of SiPAs reveals that it can act as a photocatalyst. SiPAs show an indirect bandgap of 1.88 eV, absorbing visible light range is 350 to 500 nm. The phonon spectrum confirms dynamic stability. The exciton binding energy is computed with GW/BSE methods. The electronic band edge positions are at -5.75 and -4.43 eV, perfectly straddling the water redox potentials. Interestingly the strain application modifies the bandgap and also non-homogenously widens the absorption band. A novel range of photocatalyst designs with Group IV-V elements with great promise for water-splitting, photovoltaic, and narrow bandgap semiconductor (optoelectronics) applications may be feasible.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI5应助景绝义采纳,获得10
刚刚
Jasper应助adeno采纳,获得20
刚刚
共享精神应助zyf采纳,获得10
刚刚
2秒前
森诺完成签到 ,获得积分10
2秒前
turbohero完成签到,获得积分10
2秒前
啦啦啦啦啦完成签到 ,获得积分10
3秒前
陈圆关注了科研通微信公众号
3秒前
孝顺的班发布了新的文献求助10
3秒前
jianglili完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
白告羊羽完成签到 ,获得积分10
5秒前
牛牛牛完成签到,获得积分10
6秒前
LXinY完成签到 ,获得积分10
6秒前
沁晨发布了新的文献求助10
7秒前
南浔发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
qianyuan发布了新的文献求助10
9秒前
要减肥的雨琴完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
小蘑菇应助setsail0816采纳,获得10
11秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
JrPaleo101应助科研通管家采纳,获得30
11秒前
好的番茄loconte完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
田様应助哈哈采纳,获得10
12秒前
MY完成签到,获得积分10
12秒前
樂酉完成签到,获得积分10
12秒前
领导范儿应助培a采纳,获得10
13秒前
13秒前
要减肥的雨琴关注了科研通微信公众号
13秒前
13秒前
老豆芽24完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
为十发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
Encyclopedia of Mathematical Physics 2nd edition 888
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Hydropower Nation Dams, Energy, and Political Changes in Twentieth-Century China 500
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
协和专家大医说:医话肿瘤 400
Pharmacological profile of sulodexide 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3805231
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3350217
关于积分的说明 10347937
捐赠科研通 3066112
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1683536
邀请新用户注册赠送积分活动 809047
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 765205