Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

First principles study of photocatalytic activity in ZnO-Janus van der Waals heterostructures

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21230%2F24%3A00378417" target="_blank" >RIV/68407700:21230/24:00378417 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.1039/d4cp03691c" target="_blank" >https://doi.org/10.1039/d4cp03691c</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1039/d4cp03691c" target="_blank" >10.1039/d4cp03691c</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    First principles study of photocatalytic activity in ZnO-Janus van der Waals heterostructures

  • Popis výsledku v původním jazyce

    The design of type-II van der Waals (vdW) heterostructures is regarded as a promising route to produce green hydrogen via photocatalytic water splitting. To this aim, we propose novel vertically stacked vdW heterostructures based on ZnO and Janus VXY (X = Br, Cl, Y = Se, and Te) phases, and investigate their optoelectronic properties and photocatalytic performance by means of density functional theory simulations. The thermal stability of the heterostructures is confirmed by ab initio molecular dynamics simulations at 300 K. The HSE06 calculated band structures show that a specific stacking of ZnO-VBrSe and ZnO-VClSe exhibits an indirect band gap with type-II band alignment, while all other stackings exhibit a direct band gap with type-I band alignment. The type-II band alignment, along with the difference in the work function and the electrostatic potential between the ZnO and VXY monolayer, will result in a built-in electric field direct from the ZnO monolayer to the VXY monolayer which is crucial for photogenerated charge separation, and prevents the charge recombinations. The optical absorption coefficient alpha of all the considered ZnO-VXY heterostructures displays the first excitonic peak in the energy range required for photocatalysis applications. Based on the band edge potential analysis, all the studied systems are capable of starting an oxygen evolution reaction spontaneously, while some external stimuli will be required to initiate the hydrogen evolution reaction. The reported results suggest that the proposed ZnO-VXY vdW heterostructures have great potential for photocatalysis and optoelectronic device applications.

  • Název v anglickém jazyce

    First principles study of photocatalytic activity in ZnO-Janus van der Waals heterostructures

  • Popis výsledku anglicky

    The design of type-II van der Waals (vdW) heterostructures is regarded as a promising route to produce green hydrogen via photocatalytic water splitting. To this aim, we propose novel vertically stacked vdW heterostructures based on ZnO and Janus VXY (X = Br, Cl, Y = Se, and Te) phases, and investigate their optoelectronic properties and photocatalytic performance by means of density functional theory simulations. The thermal stability of the heterostructures is confirmed by ab initio molecular dynamics simulations at 300 K. The HSE06 calculated band structures show that a specific stacking of ZnO-VBrSe and ZnO-VClSe exhibits an indirect band gap with type-II band alignment, while all other stackings exhibit a direct band gap with type-I band alignment. The type-II band alignment, along with the difference in the work function and the electrostatic potential between the ZnO and VXY monolayer, will result in a built-in electric field direct from the ZnO monolayer to the VXY monolayer which is crucial for photogenerated charge separation, and prevents the charge recombinations. The optical absorption coefficient alpha of all the considered ZnO-VXY heterostructures displays the first excitonic peak in the energy range required for photocatalysis applications. Based on the band edge potential analysis, all the studied systems are capable of starting an oxygen evolution reaction spontaneously, while some external stimuli will be required to initiate the hydrogen evolution reaction. The reported results suggest that the proposed ZnO-VXY vdW heterostructures have great potential for photocatalysis and optoelectronic device applications.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    20506 - Coating and films

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

    2024

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Physical Chemistry Chemical Physics

  • ISSN

    1463-9076

  • e-ISSN

    1463-9084

  • Svazek periodika

    26

  • Číslo periodika v rámci svazku

    47

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    15

  • Strana od-do

    29283-29297

  • Kód UT WoS článku

    001358741000001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85209759758