Computational exploration and screening of novel Janus MA2Z4 (M = Sc-Zn, Y-Ag, Hf-Au; A=Si, Ge; Z=N, P) monolayers and potential application as a photocatalyst

单层 杰纳斯 材料科学 石墨烯 光催化 可见光谱 吸收(声学) 电导率 光电效应 带隙 载流子 光电子学 纳米技术 分析化学(期刊) 化学 物理化学 有机化学 复合材料 催化作用
作者
Weibin Zhang,Woochul Yang,Yingkai Liu,Zhiyong Liu,Fuchun Zhang
出处
期刊:Frontiers of Physics in China [Higher Education Press]
卷期号:17 (6) 被引量:29
标识
DOI:10.1007/s11467-022-1199-5
摘要

By high-throughput calculations, 13 thermally and environmentally stable Janus MA2Z4 monolayers were screened from 104 types of candidates. The 13 stable monolayers have very high charge carrier concentrations (×1015 cm-2), which are better than those of the well-known graphene and TaS2. Because of their excellent conductivity, the 6 monolayers with band gaps less than 0.5 eV are identified as potential electrode materials for hydrogen evolution reaction applications. For potential applications as photoelectric or photocatalytic materials, bandgaps (Eg-HSE) higher than 0.5 eV remained, which resulted in 7 potential candidates. Based on optical absorption analysis in the visible-light range, H-HfSiGeP4 and H-MoSiGeP4 have higher absorption ability and optical conductivity, which is quite impressive for optoelectronic, solar cell device, and photocatalysis applications. Additionally, the transmittance coefficient of Janus MA2Z4 monolayers is approximately 70%–80% in the visible-light range, which implies that these monolayers show good light transmittance. For potential applications as photocatalysts, the redox potential and charge effective mass analysis indicate that H-HfSiGeP4, H-MoSiGeP4, T-ScSiGeN4, and T-ZrSiGeN4 are suitable photocatalysts for CO2 reduction reactions. Using high-throughput identification, 13 types of new and stable Janus MA2Z4 monolayers were explored, and the basic properties and potential applications were investigated, which can reduce the time for experiments and provide basic data for the material genome initiative.
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
隐形的皮卡丘完成签到 ,获得积分10
1秒前
3秒前
5秒前
希望天下0贩的0应助Cyrus采纳,获得10
6秒前
wanci应助聪明的惜芹采纳,获得10
7秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
8秒前
英俊的铭应助jianhua采纳,获得10
10秒前
滕黎云发布了新的文献求助10
10秒前
12秒前
俭朴的身影完成签到,获得积分10
12秒前
Stringgggg完成签到,获得积分10
14秒前
猫捡球完成签到,获得积分10
15秒前
慕青应助乐观的星月采纳,获得10
15秒前
比大家发布了新的文献求助10
15秒前
传奇3应助火星上惜蕊采纳,获得10
17秒前
Victor完成签到,获得积分10
17秒前
确幸发布了新的文献求助10
18秒前
pluto应助山鬼采纳,获得20
18秒前
青椒肉丝完成签到,获得积分10
19秒前
小卷粉发布了新的文献求助10
21秒前
长腿小猪完成签到,获得积分20
22秒前
鲲鹏戏龙完成签到,获得积分10
23秒前
燕燕于飞发布了新的文献求助10
23秒前
科研通AI2S应助xmhxpz采纳,获得10
23秒前
24秒前
汉堡包应助滕黎云采纳,获得10
24秒前
英姑应助滕黎云采纳,获得10
24秒前
袁大头发布了新的文献求助10
27秒前
jhanfglin完成签到,获得积分10
28秒前
脑洞疼应助Song0558采纳,获得10
28秒前
长腿小猪发布了新的文献求助10
32秒前
34秒前
34秒前
大内书包发布了新的文献求助10
38秒前
zhenliu发布了新的文献求助10
38秒前
星星完成签到 ,获得积分10
43秒前
ZHH发布了新的文献求助10
44秒前
搜集达人应助修崖采纳,获得10
46秒前
Andy完成签到,获得积分10
50秒前
50秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
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 3780127
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325442
关于积分的说明 10223131
捐赠科研通 3040629
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668938
邀请新用户注册赠送积分活动 798857
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758623