光触媒水分解のための遷移金属ドープWSe_2単分子層の第一原理研究【JST・京大機械翻訳】

Wu Celine; Luo Xuan

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202208688615881 整理番号：22P0022633

光触媒水分解のための遷移金属ドープWSe_2単分子層の第一原理研究【JST・京大機械翻訳】

First Principles Investigation of Transition Metal Doped WSe$_{2}$ Monolayer for Photocatalytic Water Splitting

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発行年： 2022年01月02日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年01月02日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

光触媒水分解は,限られた化石燃料の代替として有望な再生可能エネルギー源である。太陽エネルギーから水素燃料への変換の有効性は主に材料に依存する。以前に,研究者はWS_2やPdSe_2のような異なるTMDを研究した。これらの材料は,強い吸着安定性およびHERに対する有望な能力のような特定の観点でよく機能するが,それらのバンドギャップはまだ理想的ではない。本論文では,ヘテロ構造光触媒で現在使用されている新しいTMD材料WSe_2を研究した。著者らの知る限り,これは光触媒水分解のための潜在的光触媒として遷移金属ドープWSe_2を用いた最初の評価である。第一原理計算を用いて,Cr,Mo,TaおよびReドープWSe_2と同様に,純粋なWSe_2のバンドギャップおよび他の光触媒能力を評価した。以前に研究されたTMD材料と比較して,著者らの新しく研究された材料(プリスチン,Moドープ,およびTaドープWSe_2)の3つは,より望ましいバンドギャップを示し,それは理想的(1.23eV)に近い。この材料のバンド端位置も,H ̄+/H_2の理想的な還元電位とO_2/H_2Oの酸化電位に近い。さらに,MoとTaドープWSe_2単分子層は発熱過程を受け,安定な単分子層を示した。3つの選択した材料のうち,元のWSe_2は最も強い水吸着能力を示した。著者らの結果は,水分解のための潜在的光触媒として,元のMoドープおよびCrドープWSe_2を実証した。【JST・京大機械翻訳】

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塩 , 半導体薄膜 , 電気化学反応 , 半導体のルミネセンス , 半導体結晶の電子構造

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