Active Asymmetric Electron-Transfer Effect on the Enhanced Piezoelectricity in MoTO (T = S, Se, or Te) Monolayers and Bilayers

压电 单层 电负性 双层 材料科学 凝聚态物理 压电系数 电子 纳米发生器 化学物理 纳米技术 化学 物理 复合材料 量子力学 有机化学 生物化学
作者
Yun-Qin Li,Xinyu Wang,Shiyu Zhu,Dai-Song Tang,Qiwen He,Xiao-Chun Wang
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:13 (41): 9654-9663 被引量:14
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.2c02660
摘要

Development of piezoelectric materials is limited partly due to the incompleteness of internal mechanism and the lack of vertical piezoelectricity. Herein, we theoretically identify the stable MoTO (T = S, Se, or Te) monolayers and bilayers. When two elements are given but another element can be changed, the larger the electronegativity difference ratio Rratio is, the stronger the piezoelectricity will be. Vertical piezoelectric coefficient d33 of the MoTeO bilayer reaches 38.907 pm/V, which is 12 times larger than that of the bulk GaN. The "active asymmetric electron-transfer" strategy mainly contributes to the spontaneous remarkable piezoelectricity of MoTO. Importantly, we proposed the new method for calculating the piezoelectric coefficients of two-dimensional (2D) materials, which corresponds to the fact that 2D materials have a certain thickness. This study not only provides novel extraordinary candidates for energy conversion and touch-sensor nanodevices but also promotes a deeper understanding of piezoelectricity of 2D materials.
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