Gas sensing properties of a two-dimensional graphene/h-BN multi-heterostructure toward H2O, NH3 and NO2: A first principles study

石墨烯 异质结 材料科学 吸附 量子隧道 分子 化学物理 兴奋剂 纳米材料 工作职能 密度泛函理论 载流子 纳米技术 光电子学 计算化学 化学 物理化学 物理 图层(电子) 量子力学
作者
Naser Hakimi Raad,Negin Manavizadeh,Irmgard Frank,Ebrahim Nadimi
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier]
卷期号:565: 150454-150454 被引量:71
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2021.150454
摘要

Abstract Two dimensional nanomaterials are promising for gas sensing applications due to their large surface to volume ratio. Recent studies show that the sensitivity of pristine graphene, the most prominent two-dimensional material, can be improved by several methods such as doping, decoration and combination with other two-dimensional materials. In the present work a two-dimensional graphene/h-BN multi-heterostructure, in the form of G/h-BN/G/h-BN/G, is proposed for gas sensing applications, which is expected to outperform pristine graphene devices. The adsorption energies and charge transfer for H2O, NH3 and NO2 molecules are investigated at the density functional level of theory. The presence of two insulating h-BN layers induces potential barriers for charge carriers and changes the current mechanism to the quantum tunneling regime, which is highly sensitive to the modulation of the potential barrier due to the adsorbed molecules. A first principles method based on non-equilibrium Green’s function formalism is employed for the calculation of the device current in various environments. The proposed device shows little sensitivity toward H2O but it is very sensitive toward NH3 and NO2. Moreover, NO2 adsorption increases the device current, while NH3 adsorption reduces the current, a property which can result in a selective sensing of these two gas molecules.
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
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
晨雨初听完成签到,获得积分10
刚刚
感动的初柔完成签到,获得积分10
刚刚
嗖一诶完成签到,获得积分10
1秒前
V——V5555发布了新的文献求助10
1秒前
mihumihu发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
琳子里完成签到 ,获得积分10
1秒前
DDF发布了新的文献求助10
1秒前
kiki完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
深情安青应助gilderf采纳,获得10
3秒前
Decade完成签到,获得积分10
3秒前
小妮子发布了新的文献求助10
4秒前
Yuuki完成签到,获得积分10
4秒前
yunzhouni完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
Janel发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
南山幼儿园一把手完成签到 ,获得积分10
6秒前
无心的起眸完成签到,获得积分10
6秒前
coolboy111发布了新的文献求助10
6秒前
牙牙完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
研友_8yX0xZ发布了新的文献求助10
7秒前
shamy夫妇完成签到,获得积分10
7秒前
薛定谔的加菲猫完成签到,获得积分10
7秒前
小蘑菇应助吧嗒采纳,获得10
7秒前
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
蕴蕴霸霸完成签到 ,获得积分10
8秒前
TT完成签到,获得积分20
8秒前
CNS冲完成签到,获得积分10
9秒前
cmuzf发布了新的文献求助30
9秒前
10秒前
kiki发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
从k到英国情人 1700
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5773917
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5614922
关于积分的说明 15433615
捐赠科研通 4906397
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2640203
邀请新用户注册赠送积分活动 1588043
关于科研通互助平台的介绍 1543047