Metal Dichalcogenide Nanomeshes: Structural, Electronic and Magnetic Properties

2021 ◽  
Author(s):  
Mohamed Helal ◽  
H. M. El-Sayed ◽  
Ahmed A Maarouf ◽  
Mohamed Fadlallah
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Magnetic Properties ◽  
Transition Metal ◽  
Structural Stability ◽  
Density Functional ◽  
Transition Metal Dichalcogenides ◽  
Two Dimensional ◽  
Functional Theory ◽  
Electronic And Magnetic Properties ◽  
Metal Dichalcogenides

Motivated by the successful preparation of two-dimensional transition metal dichalcogenides (2D- TMDs) nanomeshes in the last three years, we use density functional theory (DFT) to study the structural stability, mechanical,...

Flexoelectricity in atomic monolayers from first principles

Nanoscale ◽  
2020 ◽  
Author(s):  
Shashikant Kumar ◽  
David Codony ◽  
Irene Arias ◽  
Phanish Suryanarayana
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Transition Metal ◽  
Ab Initio ◽  
First Principles ◽  
Density Functional ◽  
Transition Metal Dichalcogenides ◽  
Functional Theory ◽  
Group Iii ◽  
Flexoelectric Effect ◽  
Metal Dichalcogenides

We study the flexoelectric effect in fifty-four select atomic monolayers using ab initio Density Functional Theory (DFT). Specifically, considering representative materials from each of Group III monochalcogenides, transition metal dichalcogenides...

Width-dependent structural stability and magnetic properties of monolayer zigzag MoS2 nanoribbons

2017 ◽  
Vol 31 (03) ◽  
pp. 1750017 ◽  
Author(s):  
Yan-Ni Wen ◽  
Peng-Fei Gao ◽  
Xi Chen ◽  
Ming-Gang Xia ◽  
Yang Zhang ◽  
...  
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Magnetic Properties ◽  
Structural Stability ◽  
Magnetic Moment ◽  
First Principles ◽  
Density Functional ◽  
Electronic States ◽  
Two Dimensional ◽  
Functional Theory ◽  
Proportional Relationship

First-principles study based on density functional theory has been employed to investigate width-dependent structural stability and magnetic properties of monolayer zigzag MoS2 nanoribbons (ZZ-MoS2 NRs). The width N = 4–6 (the numbers of zigzag Mo–S chains along the ribbon length) are considered. The results show that all studied ZZ-MoS2 NRs are less stable than two-dimensional MoS2 monolayer, exhibiting that a broader width ribbon behaves better structural stability and an inversely proportional relationship between the structural stability (or the ribbon with) and boundary S–Mo interaction. Electronic states imply that all ZZ-MoS2 NRs exhibit magnetic properties, regardless of their widths. Total magnetic moment increases with the increasing width N, which is mainly ascribed to the decreasing S–Mo interaction of the two zigzag edges. In order to confirm this reason, a uniaxial tension strain is applied to ZZ-MoS2 NRs. It has been found that, with the increasing tension strain, the bond length of boundary S–Mo increases, at the same time, the magnetic moment increases also. Our results suggest the rational applications of ZZ-MoS2 NRs in nanoelectronics and spintronics.

Transition-metal doping induces the transition of electronic and magnetic properties in armchair MoS2 nanoribbons

2017 ◽  
Vol 19 (36) ◽  
pp. 24594-24604 ◽  
Author(s):  
Jing Pan ◽  
Rui Wang ◽  
Xiaoyu Zhou ◽  
Jiansheng Zhong ◽  
Xiaoyong Xu ◽  
...  
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Magnetic Properties ◽  
Electronic Structure ◽  
Transition Metal ◽  
Density Functional ◽  
Transition Metal Doping ◽  
Hydrogen Passivation ◽  
Metal Doping ◽  
Functional Theory ◽  
Electronic And Magnetic Properties

The electronic structure, magnetic properties and stability of transition-metal (TM) doped armchair MoS2 nanoribbons (AMoS2NRs) with full hydrogen passivation have been investigated using density functional theory.

The electronic and magnetic properties of h-BN/MoS2 heterostructures intercalated with 3d transition metal atoms

2021 ◽  
Vol 23 (1) ◽  
pp. 506-513
Author(s):  
Fei Liu ◽  
Yujie Liao ◽  
Yanbing Wu ◽  
Zongyu Huang ◽  
Huating Liu ◽  
...  
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Magnetic Properties ◽  
Transition Metal ◽  
Density Functional ◽  
Density Functional Theory Calculations ◽  
Functional Theory ◽  
Electronic And Magnetic Properties ◽  
Metal Atoms ◽  
Transition Metal Atoms

We performed density functional theory calculations to investigate the electronic and magnetic properties of h-BN/MoS2 heterostructures intercalated with 3d transition-metal (TM) atoms, including V, Cr, Mn, Fe, Co, and Ni atoms.

scholarly journals Υδρογόνο σε νανοδομημένα υλικά με βάση τον άνθρακα

2015 ◽  
Author(s):  
Αριστέα Μανιαδάκη
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Transition Metal ◽  
Hydrogen Evolution ◽  
Nanostructured Materials ◽  
Hydrogen Evolution Reaction ◽  
Density Functional ◽  
Transition Metal Dichalcogenides ◽  
Functional Theory ◽  
Metal Dichalcogenides ◽  
Carbon Based

Τα νανοδομημένα υλικά με βάση τον άνθρακα (Carbon-based Nanostructured Materials - CNMs)παρουσιάζουν θεμελιώδες ενδιαφέρον και είναι καλοί υποψήφιοι για πολυάριθμες εφαρμογές στην΄παραγωγή, αποθήκευση και χρήση του υδρογόνου σε εφαρμογές καθαρής ενέργειας. Εκτεταμένες έρευνες στους νανοσωλήνες άνθρακα, στα φουλερένια και στο γραφένιο έχουν βελτιώσει δραματικά τις γνώσεις μας σχετικά με τα υλικά αυτά. Ωστόσο, μια πληθώρα απο άλλα CNMs προσφέρουν ευκαιρίες για τεχνολογική πρόοδο ενώ ταυτόχρονα παρουσιάζουν επιστημονικές προκλήσεις.Υπάρχουν σημαντικές ενδείξεις οτι πολύπλοκες νανοδομές, νανοπορώδεις και άτακτες μορφές άνθρακα, με ή χωρίς άλλες χημικές υποκαταστάσεις, προσροφούν υδρογόνο πιο αποτελεσματικά. Δυσκολίες στον έλεγχο των συνθηκών σύνθεσης, στον χαρακτηρισμό, καθώς και η πολυπλοκότητα αυτών των υλικών, καθιστούν αναγκαία την λεπτομερή θεωρητική μελέτη τους.Μεταξύ αυτών των CNMs, η μεικτή φάση από άμορφο άνθρακα (a-C) με νανοκρυστάλλους διαμαντιού (n-D) είναι λιγότερη μελετημένη και χαρακτηρισμένη, με πολλές από τις ιδιότητές της να παραμένουν αδιερεύνητες. Πραγματοποιούμε ατομιστικές προσομοιώσεις με εμπειρικά δυναμικά προκειμένου να δημιουργήσουμε αρκετά δείγματα a-C - n-D με διαφορετικά μεγέθη n-D και διαφορετικές πυκνότητες aC, καθώς επίσης και δείγματα υπερ-νανοκρυσταλλικού διαμαντιού (UNCD) με διάφορα μεγέθη κόκκων.Αναλύουμε τη δομή, τη σταθερότητα και τις μηχανικες ιδότητες των νανο-σύνθετωναυτών υλικών και τα αποτελέσματά μας συγκρίνονται καλά με το πείραμα και προηγούμενες προσομοιώσεις. Επιπλέον, μελετάμε τις δυναμικές τους ιδιότητες και διαπιστώνουμε οτι κάποια έντονα χαρακτηριστικά των δονητικών τους φασμάτων μπορούν να παρατηρηθούν σε πειράματα. Τέλος, διερευνάται η επίδραση του υδρογόνου στις δομικές και μηχανικές ιδιότητες των υλικών αυτών.Διερευνούμε επίσης CNMs για προσρόφηση και εκρόφηση υδρογόνου. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι τα διχαλκογενίδια μεταβατικών μετάλλων (Transition Metal Dichalcogenides - TMDs) MX2 (M= Mo, W; X = S, Se, Te) είναι ανερχόμενοι υποψήφιοι για την αντικατάσταση του Pt ως καταλύτες στη διαδικασία διάσπασης του νερού. Εστιάζουμε στο μέρος αυτής της διαδικασίας που αφορά στην αντίδραση έκλυσης υδρογόνου (Hydrogen Evolution Reaction - HER) και στο πώς το υδρογόνο (Η) αλληλεπιδρά με τα TMDs. Συγκεκριμένα, εκτελούμε υπολογισμούς θεωρίας συναρτησιακού πυκνότητας (Density Functional Theory - DFT) για ελεύθερες νανοδομές MoS2 ή τοποθετημένες σε υπόστρωμα γραφενίου. Αυτές οι νανοδομές MoS2 καθώς και τα υβριδικά συστήματα MoS2/γραφενίου διερευνώνται για τη σταθερότητά τους. Οι υπολογισμοί μας σχετικά με τη προσρόφηση του H στα υβριδικά συστήματα MoS2/γραφενίου δείχνουν ότι η επίδραση του γραφενίου στη διαδικασία της προσρόφησης H σε νανοδομές MoS2 είναι αρκετά σημαντική.Η μηχανική παραμόρφωση (τάση) των υβριδικών συστημάτων MoS2/γραφενίου, η οποία είναι εγγενής λόγω της πλεγματικής αναντιστοιχίας, παίζει σημαντικό ρόλο στις ιδιότητές τους. Αυτό οδηγεί σε θεωρητική διερεύνηση των δομικών, ηλεκτρονικών και διηλεκτρικών ιδιοτήτων των μονοστρωματικών TMDs υπό διάφορα είδη παραμόρφωσης. Βρίσκουμε ότι τα ηλεκτρονικά ενεργειακά χάσματα μειώνονται ενώ η διηλεκτρική σταθερά αυξάνεται για μεγαλύτερα χαλκογενή. Τα άμεσα χάσματα των δομών ισορροπίας συχνά μετατρέπονται σε έμμεσα υπό την επίδραση κάποιων ειδών παραμόρφωσης. Αναλύονται επίσης οι επιδράσεις της παραμόρφωσης και η απώλεια συμμετρίας στην δομή των ενεργειακών ζωνών. Τα αποτελέσματα της DFT σχετικά με την επίδραση της παραμόρφωσης στις διηλεκτρικές ιδιότητες εξηγούνται θεωρητικά χρησιμοποιώντας μόνο δομικές παραμέτρους και τη διηλεκτρική σταθερά ισορροπίας.

scholarly journals Effect of Stone–Wales defects and transition-metal dopants on arsenene: a DFT study

RSC Advances ◽  
2019 ◽  
Vol 9 (33) ◽  
pp. 19048-19056 ◽  
Author(s):  
Jialin Li ◽  
Qingxiao Zhou ◽  
Weiwei Ju ◽  
Qian Zhang ◽  
Yanling Liu
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Magnetic Properties ◽  
Transition Metal ◽  
Density Functional ◽  
Dft Study ◽  
Functional Theory ◽  
Electronic And Magnetic Properties

The structural, electronic, and magnetic properties of 3d transition metal (TM) atom (Sc, V, Cr, Mn, Co, and Cu) doped Stone–Wales (SW) defect arsenene were systematically investigated by density functional theory (DFT).

scholarly journals Molecular Adsorption of NH3 and NO2 on Zr and Hf Dichalcogenides (S, Se, Te) Monolayers: A Density Functional Theory Study

Nanomaterials ◽  
2020 ◽  
Vol 10 (6) ◽  
pp. 1215
Author(s):  
Shimeles Shumi Raya ◽  
Abu Saad Ansari ◽  
Bonggeun Shong
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Density Functional ◽  
Transition Metal Dichalcogenides ◽  
Dielectric Materials ◽  
Molecular Adsorption ◽  
Two Dimensional ◽  
Functional Theory ◽  
Molecular Adsorbates ◽  
Semiconducting Properties ◽  
Metal Dichalcogenides

Due to their atomic thicknesses and semiconducting properties, two-dimensional transition metal dichalcogenides (TMDCs) are gaining increasing research interest. Among them, Hf- and Zr-based TMDCs demonstrate the unique advantage that their oxides (HfO2 and ZrO2) are excellent dielectric materials. One possible method to precisely tune the material properties of two-dimensional atomically thin nanomaterials is to adsorb molecules on their surfaces as non-bonded dopants. In the present work, the molecular adsorption of NO2 and NH3 on the two-dimensional trigonal prismatic (1H) and octahedral (1T) phases of Hf and Zr dichalcogenides (S, Se, Te) is studied using dispersion-corrected periodic density functional theory (DFT) calculations. The adsorption configuration, energy, and charge-transfer properties during molecular adsorption are investigated. In addition, the effects of the molecular dopants (NH3 and NO2) on the electronic structure of the materials are studied. It was observed that the adsorbed NH3 donates electrons to the conduction band of the Hf (Zr) dichalcogenides, while NO2 receives electrons from the valance band. Furthermore, the NO2 dopant affects than NH3 significantly. The resulting band structure of the molecularly doped Zr and Hf dichalcogenides are modulated by the molecular adsorbates. This study explores, not only the properties of the two-dimensional 1H and 1T phases of Hf and Zr dichalcogenides (S, Se, Te), but also tunes their electronic properties by adsorbing non-bonded dopants.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document