ABSTRACT: The electronic properties

ABSTRACT: The electronic properties of monolayer transition-metal dichalcogenide MX2 (M = Mo and W; X = S and Se) interfaced TiO2(110) composites were investigated by hybrid density functional theory. In the MX2/TiO2(110) composites, MX2 serves as an efficient photosensitizer, and the electron−hole pair can, therefore, be easily generated by visible-light irradiation and be effectively separated by the electron injection from MX2 to TiO2. This mechanism is quite different from the one of the foreign elements doped TiO2, in which the electron is directly excited from the midgap impurity states into the CB of TiO2, leading to an optical absorption edge extending to the visible-light region. Moreover, we reveal that the prerequisite of designing the highly efficient semiconductor−TiO2 photocatalytic composites is to select the proper semiconductor, which holds the band gap of ∼2.0 eV and generates a built-in potential of 0.3−0.5 eV in the composite, as a photosensitizer, which can be also considered as a fundamental criteria to screen the suitable semiconductor and further to design the TiO2-based heterojunction composites for improving visible-light photocatalysis.

Kết quả (Việt) 1:

TÓM TẮT: Các tính chất điện tử của monolayer kim loại chuyển tiếp dichalcogenide MX2 (M = Mo và W; X = S và Se) giao TiO2(110) vật liệu composite đã được điều tra do lai mật độ chức năng thuyết. Trong vật liệu tổng hợp MX2/TiO2(110), MX2 phục vụ như một photosensitizer efficient, và electron−hole cặp có thể, do đó, có một cách dễ dàng được tạo ra bởi bức xạ ánh sáng nhìn thấy và là effectively tách ra bằng cách tiêm electron từ MX2 để TiO2. Cơ chế này là khá different từ một trong các yếu tố ngoại doped TiO2, trong đó các electron là vui mừng trực tiếp từ các tiểu bang midgap tạp chất vào CB TiO2, dẫn đến một cạnh hấp thụ quang mở rộng đến vùng ánh sáng nhìn thấy. Hơn nữa, chúng tôi tiết lộ rằng điều kiện tiên quyết của việc thiết kế các cao efficient semiconductor−TiO2 photocatalytic vật liệu composite là để lựa chọn chất bán dẫn thích hợp, giữ khoảng cách ban nhạc của ∼2.0 eV và tạo ra một tiềm năng tích hợp của 0.3−0.5 eV trong hỗn hợp, như một photosensitizer, mà có thể được cũng coi như là một tiêu chí cơ bản để bán dẫn phù hợp trên màn hình và thêm vào vật liệu composite heterojunction thiết kế dựa trên TiO2 cho việc cải thiện có thể nhìn thấy ánh sáng photocatalysis.

Kết quả (Việt) 2:

TÓM TẮT: Các tính chất điện tử của đơn lớp kim loại chuyển tiếp dichalcogenide MX2 (M = Mo và W; X = S và Se) giao tiếp TiO2 (110) vật liệu tổng hợp được xác định bằng lý thuyết chức năng mật độ lai. Trong MX2 / TiO2 (110) composite, MX2 phục vụ như một cient photosensitizer e ffi, và cặp electron-lỗ trống có thể, do đó, dễ dàng tạo ra bởi bức xạ của ánh sáng và được e ff cách hiệu quả ngăn cách bởi tiêm electron từ MX2 để TiO2. Cơ chế này là khá di ff erent từ một trong những yếu tố nước ngoài pha tạp TiO2, trong đó các electron được kích thích trực tiếp từ các tiểu bang tạp chất midgap vào CB của TiO2, dẫn đến một cạnh hấp thụ quang học mở rộng đến các khu vực có thể nhìn thấy ánh sáng. Hơn nữa, chúng ta tiết lộ rằng các điều kiện tiên quyết của việc thiết kế các vật liệu tổng hợp quang cao e ffi cient bán dẫn TiO2 là chọn bán dẫn thích hợp, nắm giữ khoảng cách ban nhạc của ~2.0 eV và tạo ra một xây dựng trong tiềm năng của 0,3-0,5 eV trong composite, như một photosensitizer, mà cũng có thể được coi là một tiêu chí cơ bản để màn hình bán dẫn phù hợp và tiếp tục để thiết kế các vật liệu tổng hợp dị thể TiO2-dựa cho việc cải thiện xúc tác quang có thể nhìn thấy ánh sáng.