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J-GLOBAL ID：201702252619896217   整理番号：17A0626198

単層4族モノカルコゲナイドの酸化耐性

Oxidation Resistance of Monolayer Group-IV Monochalcogenides

著者 (4件)： GUO Yu (Dalian Univ. Technol., Dalian, CHN) ,  ZHOU Si (Dalian Univ. Technol., Dalian, CHN) ,  BAI Yizhen (Dalian Univ. Technol., Dalian, CHN) ,  ZHAO Jijun (Dalian Univ. Technol., Dalian, CHN)
資料名： ACS Applied Materials & Interfaces  (ACS Applied Materials & Interfaces)
巻： 9  号： 13  ページ： 12013-12020  発行年： 2017年04月05日 
JST資料番号： W2329A  ISSN： 1944-8244  CODEN： AAMICK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,第1原理計算により単層4族モノカルコゲナイド(GeS,GeSe,SnS,およびSnSe)の酸化挙動を調べた。ホスホレンとアルセネンの酸化挙動と比較して,単層4族モノカルコゲナイドはホスホレンとアルセネンの約2倍である1.26~1.60eVの,酸素の化学吸着の活性化エネルギーを持ち,湿度下や無水環境下で優れた耐酸化性を持つことを見出した。単層の第4族モノカルコゲナイドおよび第5族のホスホレン類似体の明確な酸化挙動は,結合特性の違いに由来する。単層の第4族モノカルコゲナイドは4族原子と6族原子間の分極した共有結合からなり,ホスホレンの孤立電子対を持つP-P結合と比較して吸着酸素分子との相互作用と電荷移動が起きにくい。そのため,単層の第4族モノカルコゲナイドは酸素分子の解離と化学吸着の活性化エネルギーが大きく酸化耐性が高い。適度な量の酸素原子が化学吸着しても,単層4族モノカルコゲナイドの電子バンド構造は著しく変える事ことはない。ホスホレンは空気中の酸素に対して脆弱であり,これはその用途にとって大きな障害となっている。本研究の結果は,ホスオレンに替り,酸化耐性が高く資源豊富な2D単層4族モノカルコゲナイドを用いることで,高性能で安定な次世代の2Dエレクトロニクスとオプトエレクトロニクスがもたらされる可能性を示唆している。

シソーラス用語： *単一層 ,  *カルコゲン化物 ,  *ゲルマニウム化合物 ,  *硫化物 ,  *セレン化物 ,  *スズ化合物 ,  ゲルマニウム ,  スズ ,  *耐酸化性 ,  黒リン ,  ナノシート ,  ヒ素 ,  電子技術 ,  オプトエレクトロニクス ,  酸素 ,  二原子分子 ,  化学吸着 ,  バンド構造
準シソーラス用語： *モノレイヤ ,  *硫化ゲルマニウム ,  *セレン化ゲルマニウム ,  *硫化スズ ,  *セレン化スズ ,  フォスフォレン ,  アルセネン ,  エレクトロニクス ,  酸素分子 ,  電子バンド構造

分類 (2件)： その他の無機化合物の薄膜  (BK14060A) ,  固-気界面一般  (CB12041H)

タイトルに関連する用語 (3件)： 単層 ,  カルコゲナイド ,  酸化耐性