Non-covalent Functionalization of Pristine and Defective WSe2 by Electron Donor and Acceptor Molecules

表面改性 共价键 分子 接受者 电子 材料科学 电子受体 化学 纳米技术 光化学 有机化学 物理 物理化学 凝聚态物理 量子力学
作者
Amine Slassi,Adam Gali,Jérôme Cornil,Anton Pershin
出处
期刊:ACS applied electronic materials [American Chemical Society]
卷期号:5 (3): 1660-1669
标识
DOI:10.1021/acsaelm.2c01718
摘要

Two-dimensional transition-metal dichalcogenide (2D-TMD) monolayers have recently attracted growing interest, thanks to their excellent optoelectronic properties, especially a moderate direct band gap in the visible spectral range and an extremely strong light–matter interaction. Herein, by means of density functional theory (DFT) and ab initio molecular dynamics (AIMD), we systematically investigate the chemical doping of the WSe2 monolayer upon non-covalent attachment of electron donor and acceptor molecules, namely, fullerenes (C20, C26, and C60), tetrathiafulvalene (TTF), 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (TCNQ), and 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ). Our results confirm that the physisorbed molecules stack on WSe2 via a weak van der Waals interaction; this precludes any significant damage in the basal-plane structure of the monolayer. In turn, the modifications in the carrier density in the WSe2 monolayer due to organic dopants result in a change of the work function by up to 0.41 eV. By performing AIMD calculations, we show that the effect is more pronounced upon increasing the coverage density of physisorbed TTF and TCNQ molecules. The impact of Se-vacancy (VSe) defects on the electronic properties of the WSe2 monolayer and thermodynamic stability of physisorption (including the molecular density) is also considered. Interestingly, the molecules demonstrate an ability to modulate the degree of spatial localization of VSe trap states. Moreover, the shift of the Fermi level upon molecular adsorption also enables further stabilization of charged defect states associated to a VSe vacancy. The pronounced effect of molecular adsorption on the VSe defect behavior in WSe2 might open the door for potential engineering of defect states in 2D TMDs.

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
JThuo完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
传奇3的应助被地学韦丰吉司长采纳,获得20
2秒前
2秒前
ven完成签到,获得积分10
3秒前
syh发布了新的文献求助10
4秒前
FashionBoy的应助被JXF采纳,获得10
7秒前
7秒前
自觉的万言完成签到,获得积分10
9秒前
程至印关注了科研通微信公众号
9秒前
初见发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
bkagyin的应助被寒冷老五采纳,获得10
10秒前
rayan完成签到 ,获得积分10
13秒前
皇甫完成签到,获得积分10
15秒前
脑洞疼的应助被孤独的观测者采纳,获得10
15秒前
Zhou的应助被大道无形采纳,获得10
15秒前
16秒前
16秒前
19秒前
lucky完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
JXF发布了新的文献求助10
20秒前
Criswangh17完成签到,获得积分10
21秒前
崔泽发布了新的文献求助10
22秒前
syh完成签到,获得积分20
22秒前
上官若男的应助被科研狗采纳,获得10
23秒前
大个的应助被杨雪采纳,获得10
24秒前
汉堡包的应助被SevaC采纳,获得10
24秒前
25秒前
shelemi发布了新的文献求助10
25秒前
秧秧完成签到 ,获得积分10
27秒前
初见完成签到,获得积分10
29秒前
天真的棒棒糖完成签到,获得积分20
30秒前
XuyanWang发布了新的文献求助10
30秒前
君澔发布了新的文献求助10
30秒前
小马甲的应助被Criswangh17采纳,获得10
31秒前
旺哥发布了新的文献求助10
31秒前
科研通AI6.4的应助被wendy采纳,获得10
32秒前
34秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7790913
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9328344
关于积分的说明 20422353
捐赠科研通 7380400
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3323228
关于科研通互助平台的介绍 2471036
邀请新用户注册赠送积分活动 2340093