Siirry päänavigointiin Siirry hakuun Siirry pääsisältöön

Seed-Assisted Substitutional Doping of the Late 3d-Transition Metals in Transition Metal Dichalcogenides

  • Enoch Elorm Anthonio
  • , Hang Sik Kim
  • , Balakrishnan Kirubasankar
  • , Jae Woo Kim
  • , Hai Phuong Duong
  • , Hayoung Ko
  • , Sang Hyeok Yang
  • , Hyung Jin Kim
  • , Laud Anim Adofo
  • , Andrew Ben-Smith
  • , Soo Ho Choi
  • , Soo Min Kim
  • , Young Min Kim*
  • , Young Kyu Han*
  • , Ki Kang Kim*
  • *Tämän työn vastaava kirjoittaja

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

Abstrakti

Substitutional doping is essential for tuning the physicochemical properties of 2D transition metal dichalcogenides (TMDs), enabling applications in electronics and catalysis. While early transition metals (TMs) such as Nb and V can be readily incorporated into TMDs lattices, doping with the late 3d TMs such as Ni, Cu, and Zn remains challenging due to their high doping formation energies and low thermodynamic solubility. Here, we present a seed-assisted doping strategy in which Nb serves as an early TM seed dopant to facilitate the incorporation of late 3d TMs during chemical vapor deposition growth. The introduction of Nb seeds significantly enhances doping efficiency in WS2, achieving concentrations up to 4.3 at. % for Ni, 3.4 at. % for Cu, and 1.3 at. % for Zn. These values significantly exceed the doping levels achieved without seed dopants. First-principles calculations reveal that Nb induces sulfur vacancy formation, thereby lowering the doping formation energies for Ni, Cu, and Zn. Furthermore, the doped WS2 exhibits enhanced catalytic performance in the hydrogen evolution reaction. This seed-assisted approach provides a scalable and effective platform for late 3d TM doping in TMDs, including MoS2, expanding their compositional tunability and enabling new functionalities for electronic and catalytic applications.

AlkuperäiskieliEnglanti
Artikkelie31464
Sivumäärä8
JulkaisuAdvanced Functional Materials
Vuosikerta36
Numero36
Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä2026
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - 4 toukok. 2026
OKM-julkaisutyyppiA1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

YK:n kestävän kehityksen tavoitteet

Tämä tuotos edistää seuraavia kestävän kehityksen tavoitteita:

  1. SDG 7 – Edullinen ja puhdas energia
    SDG 7 – Edullinen ja puhdas energia

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Seed-Assisted Substitutional Doping of the Late 3d-Transition Metals in Transition Metal Dichalcogenides'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä