Surface Functionalization of 2D MXenes: Trends in Distribution, Composition, and Electronic Properties

Rina Ibragimova, Paul Erhart, Patrick Rinke, Hannu Pekka Komsa*

*Tämän työn vastaava kirjoittaja

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

23 Sitaatiot (Scopus)
58 Lataukset (Pure)

Abstrakti

Using a multiscale computational scheme, we study the trends in distribution and composition of the surface functional groups -O, -OH, and -F on two-dimensional (2D) transition metal carbides and nitrides (MXenes). We consider Ti2N, Ti4N3, Nb2C, Nb4C3, Ti2C, and Ti3C2 to explore MXenes with different chemistry and different number of atomic layers. Using a combination of cluster expansion, Monte Carlo, and density functional theory methods, we study the distribution and composition of functional groups at experimentally relevant conditions. We show that mixtures of functional groups are favorable on all studied MXene surfaces. The distribution of functional groups appears to be largely independent of the type of metal, carbon, or nitrogen species and/or number of atomic layers in the MXene. We further show that some properties (e.g., the work function) strongly depend on the surface composition, while others, for example, the electric conductivity, exhibit only a weak dependence.

AlkuperäiskieliEnglanti
Sivut2377-2384
Sivumäärä8
JulkaisuJournal of Physical Chemistry Letters
Vuosikerta12
Numero9
Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä2021
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - 11 maalisk. 2021
OKM-julkaisutyyppiA1 Julkaistu artikkeli, soviteltu

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Surface Functionalization of 2D MXenes: Trends in Distribution, Composition, and Electronic Properties'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä