Electronic structure transformation induced by dual-metal orbital hybridization in RexMn1-xS2 monolayer for hydrogen evolution reaction
Electronic structure transformation induced by dual-metal orbital hybridization in RexMn1-xS2 monolayer for hydrogen evolution reaction
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RexMn1-xS2单层中双金属轨道杂化诱导的电子结构转变用于析氢反应
DOI：
10.1016/j.surfin.2021.101671
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发表时间：
2021-12
影响因子：
6.2
通讯作者：
Lizhe Liu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yun Shan;Tinghui Li;Lizhe Liu
二维材料的电子结构转变对其物理化学特性起着至关重要的作用。本文基于密度泛函理论，提出了双金属轨道杂化策略来揭示rexmn1 - xs2单分子层的电子结构跃迁。计算表明，双金属原子杂化使其由直接性质转变为间接性质。更有趣的是，Mn和Re原子之间的轨道相互作用可以有效地降低载流子的有效质量和功函数，从而导致良好的析氢反应（HER）。结果表明，吸附在表面位置的氢的吉布斯自由能趋于零，表现出良好的HER催化活性。此外，我们的系统还考虑了结构变形对电子结构转换的贡献，为后续的实验研究提供了有益的指导。
Electronic structure transformation of two-dimensional materials plays a critical role in determining their physical and chemical characteristics. Herein, the dual-metal orbital hybridization strategy is proposed to disclose the electronic structure transition in RexMn1-xS2monolayer based on the density function theory. The calculations disclose that the dual-metal atomic hybridization makes it transforms into indirect semiconductor from direct feature. More interestingly, the orbital interaction between Mn and Re atoms can efficiently reduce carrier effective mass and work function, leading to an excellent hydrogen evolution reaction (HER). As a result, the Gibbs free energy of hydrogen adsorbed onto surface site tends to zero, demonstrating a good HER catalytic activity. In addition, the contribution of structural deformation onto electronic structure transformation is also considered into our system to provide a useful guidance for follow-up experimental study.
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J. G. Roch;G. Froehlicher;N. Leisgang;P. Makk;Kenji Watanabe;T. Taniguchi;R. Warburton