First-Principles High-Throughput Inverse Design of Direct Momentum-Matching Band Alignment van der Waals Heterostructures Utilizing Two-Dimensional Indirect Semiconductors

堆积 异质结 半导体 反向 范德瓦尔斯力 匹配(统计) 带隙 激子 直接和间接带隙 物理 单层 位置和动量空间 量子力学 纳米技术 材料科学 凝聚态物理 光电子学 数学 分子 统计 核磁共振 几何学
作者
Qian Zhang,Y. M. Xiong,Yunzhi Gao,Jiajia Chen,Wei Hu,Jinlong Yang
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:24 (12): 3710-3718 被引量:29
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.4c00042
摘要

Two-dimensional (2D) van der Waals (vdW) heterostructures have attracted widespread attention in photocatalysis. Herein, we employ a novel strategy utilizing first-principles high-throughput inverse design of 2D Z-scheme heterojunctions for photocatalysis. This approach is anchored in high-throughput screening conditions, which are fundamentally based on the characteristics of carrier mechanisms influenced significantly by Z-scheme heterojunctions. A pivotal element of our screening process is the integration of the indirect-to-direct bandgap transition with momentum-matching band alignment in k-space, guiding us to combine two 2D indirect bandgap monolayers into direct Z-scheme heterojunctions characterized by pronounced interlayer excitons. Various stacking modes introduce extra and distinct degrees of freedom that can be useful for tuning the properties of heterostructures, encompassing factors such as components, stacking patterns, and sequences. We demonstrate that various stacking modes can facilitate the indirect-to-direct bandgap transition and the emergence of interlayer excitons. These findings provide exciting opportunities for designing Z-scheme heterojunctions in photocatalysis.
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
传奇3应助自挂东南枝采纳,获得10
刚刚
1秒前
kassy完成签到 ,获得积分10
1秒前
Yan发布了新的文献求助10
2秒前
单若风发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Caicai完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
充电宝应助wu采纳,获得10
3秒前
科研通AI6.1应助汝桢采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
慕青应助123456采纳,获得10
4秒前
郭禹霄完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
田様应助有魅力访曼采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
你比从前快乐完成签到,获得积分10
5秒前
黑虎发布了新的文献求助30
6秒前
汉堡包应助史小菜采纳,获得30
7秒前
叶痕TNT发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
Verity应助Yan采纳,获得10
7秒前
超级铅笔发布了新的文献求助10
8秒前
kukuyu完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
Hello应助Qiiii采纳,获得10
10秒前
10秒前
彩色甜瓜发布了新的文献求助10
10秒前
am发布了新的文献求助10
10秒前
丘比特应助yjstar采纳,获得10
10秒前
生动的莆完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6462449
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8270506
关于积分的说明 17630729
捐赠科研通 5533837
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2906746
邀请新用户注册赠送积分活动 1883600
关于科研通互助平台的介绍 1730136