Experimental and theoretical band alignment study of MPS3 (M = Mn, Fe, Co, Ni) for designing tailored 2D heterostructures
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60461373%3A22310%2F25%3A43931894" target="_blank" >RIV/60461373:22310/25:43931894 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://www.nature.com/articles/s41699-025-00578-w" target="_blank" >https://www.nature.com/articles/s41699-025-00578-w</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1038/s41699-025-00578-w" target="_blank" >10.1038/s41699-025-00578-w</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Experimental and theoretical band alignment study of MPS3 (M = Mn, Fe, Co, Ni) for designing tailored 2D heterostructures
Popis výsledku v původním jazyce
Van der Waals crystals offer opportunities to engineer material properties by stacking diverse 2D layers into heterostructures. Charge redistribution at these interfaces, governed by band alignment and Fermi levels, enables control over optical, electronic, and magnetic behavior. In this study, we investigated the band alignment and excitation spectra of exfoliated MPS3 (M = Mn, Fe, Co, Ni) using X-ray and UV photoelectron spectroscopy, optical absorption, and DFT + U calculations. Ionization potentials from 5.4 eV (FePS3) to 6.2 eV (NiPS3) were determined. The resulting band diagrams differentiate localized d states from hybridized p-d states, offering insights for designing functional heterostructures. Selective occupation of unoccupied 3d states provides a pathway to tune magnetic order. Theoretical results show that MnPS3 is well-aligned for both hydrogen and oxygen evolution reactions (HER and OER), while other MPS3 are promising for OER. MnPS3/NiPS3 heterostructure exhibits optimal band alignment for efficient water splitting across a broad pH range.
Název v anglickém jazyce
Experimental and theoretical band alignment study of MPS3 (M = Mn, Fe, Co, Ni) for designing tailored 2D heterostructures
Popis výsledku anglicky
Van der Waals crystals offer opportunities to engineer material properties by stacking diverse 2D layers into heterostructures. Charge redistribution at these interfaces, governed by band alignment and Fermi levels, enables control over optical, electronic, and magnetic behavior. In this study, we investigated the band alignment and excitation spectra of exfoliated MPS3 (M = Mn, Fe, Co, Ni) using X-ray and UV photoelectron spectroscopy, optical absorption, and DFT + U calculations. Ionization potentials from 5.4 eV (FePS3) to 6.2 eV (NiPS3) were determined. The resulting band diagrams differentiate localized d states from hybridized p-d states, offering insights for designing functional heterostructures. Selective occupation of unoccupied 3d states provides a pathway to tune magnetic order. Theoretical results show that MnPS3 is well-aligned for both hydrogen and oxygen evolution reactions (HER and OER), while other MPS3 are promising for OER. MnPS3/NiPS3 heterostructure exhibits optimal band alignment for efficient water splitting across a broad pH range.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10402 - Inorganic and nuclear chemistry
Návaznosti výsledku
Projekt
Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2025
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
npj 2D Materials and Applications
ISSN
2397-7132
e-ISSN
2397-7132
Svazek periodika
9
Číslo periodika v rámci svazku
1
Stát vydavatele periodika
DE - Spolková republika Německo
Počet stran výsledku
9
Strana od-do
nestránkováno
Kód UT WoS článku
001521137100002
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-105009715025