QuantumATK亮点文章:路易斯酸碱化学实现二维金属硫化物的表面功能化(Nature Nanotechnology, 2016)

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准确控制二维材料的电子表面态可以改善其通用性,拓宽其在电子和传感领域的应用。基于这个目的,用化学法对表面进行功能化已经被用于调节二维材料的电子属性。到目前为止,化学功能化主要依赖于晶格缺陷和物理吸附等方法,但是这些方法不可避免的会改变原子层的拓扑性质。

来自莱斯大学和加州大学圣巴巴拉分校的研究者报道了他们利用二维金属硫化物中的孤对电子和不会改变主体结构的路易斯酸碱反应实现功能化。n型InSe原子层和Ti4+反应构成平面的p型[Ti4+n(InSe)]配位化合物。通过这种策略,在不用异质结生长核器件制备过程的情况下,作者在二维InSe上制备了平面p-n结,其整流和光电性质得到了提升。本文使用路易斯酸碱化学作为链接分子和二维原子层的桥梁的方法可以用于制备验证原理的染料敏化的光敏器件。

在本文的电子态模拟部分,除InSe等的孤对电子参数是通过Quantum Espresso代码实现计算的之外,InSe和InSe复合物的能带结构及布居、几何结构优化、电子轨道和InSe复合物的本征态计算都是使用 QuantumATK中的DFT方法实现的。

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原文链接:doi:10.1038/nnano.2015.323