Adsorption of gas molecules on Cu impurities embedded monolayer MoS2: A first- principles study

单层 吸附 分子 材料科学 Atom(片上系统) 化学物理 空位缺陷 化学 密度泛函理论 催化作用 物理化学 过渡金属 计算化学 纳米技术 结晶学 有机化学 嵌入式系统 计算机科学
作者
Bin Zhao,C.Y. Li,L.L. Liu,Bo Zhou,Q. K. Zhang,Zhiquan Chen,Zhilie Tang
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier BV]
卷期号:382: 280-287 被引量:148
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2016.04.158
摘要

Abstract Adsorption of small gas molecules (O2, NO, NO2 and NH3) on transition-metal Cu atom embedded monolayer MoS2 was investigated by first-principles calculations based on the density-functional theory (DFT). The embedded Cu atom is strongly constrained on the sulfur vacancy of monolayer MoS2 with a high diffusion barrier. The stable adsorption geometry, charge transfer and electronic structures of these gas molecules on monolayer MoS2 embedded with transition-metal Cu atom are discussed in detail. It is found that the monolayer MoS2 with embedded Cu atom can effectively capture these gas molecules with high adsorption energy. The NH3 molecule acts as electron donor after adsorption, which is different from the other gas molecules (O2, NO, and NO2). The results suggest that MoS2-Cu system may be promising for future applications in gas molecules sensing and catalysis, which is similar to those of the transition-metal embedded graphene.
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