New Janus structure photocatalyst having widely tunable electronic and optical properties with strain engineering

材料科学 杰纳斯 分解水 带隙 密度泛函理论 半导体 混合功能 光电子学 光催化 接受者 光催化分解水 直接和间接带隙 单层 纳米技术 凝聚态物理 计算化学 化学 催化作用 物理 生物化学
作者
Sri Kasi Matta,Ting Liao,Salvy P. Russo
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier BV]
卷期号:155: 142-147 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2022.12.076
摘要

Photoelectrochemical water splitting using solar energy, generating oxygen and hydrogen is one of the clean fuel production processes. Inspired by surface-dependent characteristics of Janus structures, a newly designed Janus monolayer Silicon Phosphorous Arsenide (SiPAs) was analyzed with Density Functional Theory (DFT) methods. Hybrid exchange-correlation functional (HSE06) combined with Wannier90-based analysis for electronic and optical properties of SiPAs reveals that it can act as a photocatalyst. SiPAs show an indirect bandgap of 1.88 eV, absorbing visible light range is 350 to 500 nm. The phonon spectrum confirms dynamic stability. The exciton binding energy is computed with GW/BSE methods. The electronic band edge positions are at -5.75 and -4.43 eV, perfectly straddling the water redox potentials. Interestingly the strain application modifies the bandgap and also non-homogenously widens the absorption band. A novel range of photocatalyst designs with Group IV-V elements with great promise for water-splitting, photovoltaic, and narrow bandgap semiconductor (optoelectronics) applications may be feasible.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
善良的火完成签到 ,获得积分10
10秒前
优雅夕阳完成签到 ,获得积分10
12秒前
Jasper应助光亮的自行车采纳,获得10
12秒前
miki完成签到,获得积分10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
糖宝完成签到 ,获得积分10
21秒前
KX2024完成签到,获得积分10
24秒前
松松发布了新的文献求助20
27秒前
nusiew完成签到,获得积分10
27秒前
huiluowork完成签到 ,获得积分10
28秒前
陶醉的翠霜完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
冷静如松完成签到 ,获得积分10
35秒前
37秒前
浮云完成签到 ,获得积分10
38秒前
屈岂愈完成签到,获得积分10
39秒前
53秒前
Pupil完成签到,获得积分10
53秒前
偏偏意气用事完成签到,获得积分10
54秒前
安安完成签到,获得积分10
58秒前
cttc完成签到,获得积分10
59秒前
Chnimike完成签到 ,获得积分10
59秒前
1分钟前
红茸茸羊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
年轻千愁完成签到 ,获得积分10
1分钟前
liu完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
Wanyeweiyu完成签到,获得积分10
1分钟前
Fury完成签到 ,获得积分10
1分钟前
风中幻梦完成签到,获得积分10
1分钟前
bigpluto完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
是谁还没睡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
盘尼西林发布了新的文献求助10
1分钟前
zzz完成签到 ,获得积分10
1分钟前
dktrrrr完成签到,获得积分10
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
丘比特应助科研通管家采纳,获得20
1分钟前
1分钟前
ccc完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038066
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575779
关于积分的说明 11373801
捐赠科研通 3305584
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819239
邀请新用户注册赠送积分活动 892655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022