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J-GLOBAL ID：202102270549395873   整理番号：21A0876401

水分解のための有望な光触媒としての二次元As/BlueP van der Waalsヘテロ構造 DFT研究【JST・京大機械翻訳】

Two-Dimensional As/BlueP van der Waals Hetero-Structure as a Promising Photocatalyst for Water Splitting: A DFT Study

著者 (9件)： Liu Xinyi (Faculty of Physics and Electronic Science, Hubei University, Wuhan 430062, China) ,  Jiang Bei (Faculty of Physics and Electronic Science, Hubei University, Wuhan 430062, China) ,  Liu Yanxin (Faculty of Physics and Electronic Science, Hubei University, Wuhan 430062, China) ,  Liu Lei (Faculty of Physics and Electronic Science, Hubei University, Wuhan 430062, China) ,  Xia Tian (Faculty of Physics and Electronic Science, Hubei University, Wuhan 430062, China) ,  Zhang Xin (Faculty of Physics and Electronic Science, Hubei University, Wuhan 430062, China) ,  Ye Cong (Faculty of Physics and Electronic Science, Hubei University, Wuhan 430062, China) ,  Yu Yunjin (Shenzhen Key Laboratory of Advanced Thin Films and Applications, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China) ,  Wang Bin (Shenzhen Key Laboratory of Advanced Thin Films and Applications, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China)
資料名： Coatings (Web)  (Coatings (Web))
巻： 10  号： 12  ページ： 1160  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7162A  ISSN： 2079-6412  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 異なる二次元(2D)材料を積層することによって,van der Waals(vdW)ヘテロ構造を構築することは,新型で高品質な電子および光電子ナノデバイスを設計するための効果的な方法になった。本研究では,単層アルセネン(As)と単層青色リン(BlueP)を垂直に積層することにより,2D As/BlueP vdWヘテロ構造を設計し,これを,最近実験で実装し,HSE06ハイブリッド交換相関汎関数による標準第一原理計算法を用いて,その構造,電子,および光触媒水分解特性を調べた。数値結果により,As/BlueP vdWヘテロ構造は,室温でも構造的ロバストであることを示した。半導体挙動を示し,伝導バンド最小(CBM)と価電子帯最大(VBM)は,それぞれ青色PとAsによって支配された。典型的なタイプIIバンドアラインメントは,高効率オプトエレクトロニクスと太陽エネルギー変換におけるヘテロ構造の潜在的応用を予測する。さらに,CBMとVBMは酸性環境中の水の酸化還元電位を strし,水分解のための2D光触媒としてのAs/BluePヘテロ構造の可能性を予測した。面内歪が適用されるとき,バンドエッジと,さらに,ヘテロ構造のオプトエレクトロニック特性を,効果的に調整することができた。特に,引張歪が4.5%に等しいとき,光吸収スペクトルは可視光領域で効果的に広がり,それは溶液範囲還元のpH値にもかかわらず,その光触媒効率を大きく改善した。本研究は,As/BluePヘテロ構造が水分解における2D光触媒として潜在的用途を有するという理論的証拠を提供した。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 半導体 ,  *ヒ素 ,  酸化還元電位 ,  伝導バンド ,  オプトエレクトロニクス ,  価電子バンド ,  *二次元 ,  光吸収スペクトル ,  *光触媒 ,  ロバスト性 ,  pH【水素イオン指数】
準シソーラス用語： *ヘテロ構造 ,  ナノデバイス ,  第一原理計算 ,  *水分解 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 2D materials ,  van der Waals hetero-structure ,  photocatalyst ,  water splitting ,  density functional theory

分類 (3件)： 塩  (CD01050V) ,  固-固界面  (CB12060M) ,  原子・分子のクラスタ  (BH09030O)

引用文献 (54件)：

• Steven, C.; Arun, M. Opportunities and challenges for a sustainable energy future. Nature 2012, 488, 294-303.
• Seyed, E.H.; Mazlan, A.W. Hydrogen production from renewable and sustainable energy resources: Promising green energy carrier for clean development. Renew. Sustain. Energy Rev. 2016, 57, 850-866.
• Zhou, Y.N.; Zhu, Y.R.; Chen, X.Y.; Dong, B.; Li, Q.Z.; Chai, Y.M. Carbonebased transition metal sulfides/selenides nanostructures for electrocatalytic water splitting. J. Alloy. Compd. 2021, 852, 156810.
• Philipp, A.; Hummel, P.; Schilling, T.; Feicht, P.; Rosenfeldt, S.; Ertl, M.; Schottle, M.; Lechner, A.M.; Xu, Z.; Gao, C.; et al. Anisotropic thermal transport in spray-coated single-phase two-dimensional materials: Synthetic clay versus graphene oxide. ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 18785-18791.
• Vovusha, H.; Amorim, R.G.; Scheicher, R.H.; Sanyal, B. Controlling the orientation of nucleobases by dipole moment interaction with graphene/h-BN interfaces. RSC Adv. 2018, 8, 6527.

タイトルに関連する用語 (6件)： 水分解 ,  光触媒 ,  VAN ,  ヘテロ構造 ,  DFT ,  研究