Metallic MoN layer and its application as anode for lithium-ion batteries
Metallic MoN layer and its application as anode for lithium-ion batteries
复制标题
金属MoN层及其作为锂离子电池负极的应用
DOI：
10.1088/1361-6528/aaad48
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发表时间：
2018-02
期刊：
影响因子：
3.5
通讯作者：
Quhe Ruge
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang Qiaoxuan;Ma Jiachen;Lei Ming;Quhe Ruge
最近，二维（2D）金属MoN在实验中成功制备。其内在特性仍有待从理论上深入探讨。通过第一性原理计算研究了 MoN 单层的固有性质。发现了最外层 Mo 和 N 表面的独特几何特性。我们预测 N 表面的功函数高达 6.3 eV，这表明 2D MoN 在半导体行业的应用具有巨大价值。我们进一步探索了 2D MoN 作为锂离子电池负极材料的潜力。研究发现，单个Li原子在MoN表面的吸附能可低至-4.04 eV。小扩散势垒（0.41 eV）和高理论最大容量（406 mAh·g−1，包含多层吸附）都意味着2D MoN具有出色的锂离子电池性能。
Recently, two-dimensional (2D) metallic MoN was manufactured successfully in experiment. Its intrinsic properties remain to be explored theoretically, in depth. The intrinsic properties of a MoN monolayer are investigated by first-principles calculations. The distinct geometric properties of the outermost Mo and N surfaces are discovered. We predict an extremely high work function of 6.3 eV of the N surface, which indicates the great value of the 2D MoN for application in the semiconductor industry. We further explore the potential of 2D MoN as anode material for lithium-ion batteries. It is found that the adsorption energy of a single Li atom on an MoN surface can be as low as −4.04 eV. The small diffusion barriers (0.41 eV) and high theoretical maximum capacity (406 mAh · g−1 with the inclusion of multilayer adsorption) all imply an outstanding lithium-ion battery performance by 2D MoN.
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