QuantumATK 因其在材料电子态、输运性质和分子动力学性质等方面有丰富的模拟工具箱,特别适合研究这类气敏材料和器件特性,包括: 检测分子在材料上的吸附和脱附 使用过渡态搜索或分子动力学方法研究 吸附导致的电输运特性变化 构造器件构型,直接计算体系电流变化与影响因素 相关机理的探讨 丰富的电子态投影、电荷分析、结构分析等手段,帮助理解机理 Biaxila 应变调控 C5N 基二维器件高各向异性气敏性能:第一性原理研究 二维氮化碳材料因其丰富的元素资源、高物理化学稳定性和优异的电子性能,被广泛应用于器件制备、气体吸附与分离等诸多领域。本文采用密度泛函理论和非平衡格林函数方法,研究了 C5N 基结构的电子结构、输运特性和气体灵敏度。结果表明,电子输运表现出明显的各向异性,其中扶手椅型方向的电子输运比锯齿型形方向的电子输运更具导电性。值得注意的是,两个方向都存在负微分电阻效应。此外,还研究了吸附在 C5N 单层上的无机分子(NO、CO、NO2、SO2 和 NH3)的输运和传感特性。结果表明,CO、SO2 和 NH3 以物理吸附的形式存在于C5N表面,而 NO 和NO2 则以化学吸附的形式粘附在 C5N 表面。设计的C5N 气敏传感器对 NO 和 NO2 分子表现出很高的灵敏度,在 0.1 V 偏压下对 NO2 的灵敏度达到81%。最后研究了应变对气敏器件吸附性能的影响。研究表明,在扶手椅方向施加 -4% 的应变可以明显增加 NO 和 NO2 的电流,显著提高气敏器件的性能。无论是对器件施加应变还是气体吸附,C5N 材料始终保持明显的各向异性。本研究表明 C5N 是一种高度各向异性和灵敏性的二维材料,在电子特性和气体传感领域有着广阔的应用潜力。 Li, H., Liu, Z., Liu, G., Yang, N., Wu, […]