PHYSICS

Half-metallic dichalcogenide doped with a transition metal for selective gas adsorption

[Полуметаллический дихалькогенид, легированный переходным металлом для селективной адсорбции газа]

A. I. Ayesh

Department of Physics and Materials Sciences, College of Arts and Sciences, Qatar University, P.O. Box 2713, Doha, Qatar

Аннотация: В этой работе изучается полуметаллическое преобразование структуры дихалькогенида MoSeS при легировании переходным металлом. Кроме того, исследуется влияние легирования на его адсорбционную способность для газов CO, CO$_2$, NO и NO$_2$, H$_2$, H$_2$O, H$_2$S и NH$_3$. Эти газы рассматриваются из-за их влияния на парниковый эффект, а также на изменение климата. Теория функционала плотности (DFT) и расчеты из первых принципов используются для оценки влияния легирования Fe структуры MoSeS на энергию адсорбции $(E_a)$ и длину $(d)$, заряд, перемещенный между молекулами газа и структурой $(\Delta q)$, а также плотность состояний (DOS). Результаты показывают, что легирование Fe структуры MoSeS приводит к значительным корректировкам ширины запрещенной зоны, так что структура может быть преобразована из полупроводниковой в металлическую или полуметаллическую. Газы NO, NO$_2$ и O$_2$ демонстрируют благоприятную адсорбцию на легированной структуре с максимальной адсорбционной емкостью для NO. Кроме того, легированная структура демонстрирует селективную адсорбцию для газов с различными энергиями адсорбции. Легирование дихалькогенида MoSeS переходным металлом Fe является подходящим способом для регулировки его запрещенной зоны вместе с его селективностью для адсорбции газа.

Ключевые слова: переходный металл; дихалькогениды; DFT; первые принципы; MoSeS; адсорбция газа.

Поступила в редакцию: 21.06.2025
Исправленный вариант: 26.06.2025
Принята в печать: 07.07.2025

Язык публикации: английский

DOI: 10.17586/2220-8054-2025-16-4-450-459

Реферативные базы данных:

•