【摘 要】
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传统能源的过度使用加速了地球环境的恶化和地球资源的短缺。因此,寻找新型替代材料成为全人类共同面对的亟待解决的问题。二硫化钼(MoS2)的可调的带隙和优越的稳定性使其在
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传统能源的过度使用加速了地球环境的恶化和地球资源的短缺。因此,寻找新型替代材料成为全人类共同面对的亟待解决的问题。二硫化钼(MoS2)的可调的带隙和优越的稳定性使其在新型电子和光电设备中有广泛的应用前景,例如染敏太阳能电池,超级电容器,锂离子电池,析氢反应等。虽然MoS2单层的制备已被广泛报道,但可控制备仍存在困难。基于第一性原理密度泛函理论计算,我们采用了一种使用羟基吸附的改性方法,该方法最近证明了二硫化钼(MoS2)单层的可控生长。这种新的生长方法阻碍了第二层MoS2层的沉积,然而羟基的吸附行为及其作用还没有得到充分的研究。通过本研究,我首先探讨了羟基自由基(OH)对单层MoS2的吸附行为,并简要讨论了其对能量和电子结构的影响。单层的MoS2排斥带电荷的OH-,而中性的羟基自由基的吸附则在能量上占优势;对应的吸附能分别为0.09 eV和-1.35 eV。羟基自由基在MoS2上的扩散势垒为0.52 eV,说明分子可以快速扩散。其次,研究表明,对于多个0H吸附,OH解离和H20形成协同反应的情形比吸附两个OH的情形每两个OH吸附能低2.5 eV,进而形成0和OH的混合吸附构型。此外,我们还发现,OH的吸附产生了中间间隙状态,有利于重建MoS2边缘。
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