Er掺杂对In2O3(001)表面对H2S、NO2和CO检测性能的影响：一项密度泛函理论（DFT）研究

《Physical Chemistry Chemical Physics》：Effect of Er doping on the In2O3(001) surface for H2S, NO2, and CO detection: a DFT study

Er掺杂增强In?O?(001)表面对NO?的选择性吸附，DOS和Bader电荷分析显示掺杂表面与NO?的电子耦合增强，吸附能从-0.37 eV升至-0.61 eV，而H?S和CO的吸附被抑制。

　　

利用密度泛函理论（DFT）计算，严格研究了铒（Er）掺杂对In₂O₃(001)表面对H₂S、NO₂和CO气体检测性能的影响。基于吸附能、Bader电荷转移和态密度（DOS）的分析表明，Er掺杂能够选择性增强表面与NO₂的化学反应性。关键结果显示NO₂的结合强度显著提高：在原始表面上吸附能为?0.37 eV，而在Er掺杂表面上吸附能提升至?0.61 eV。这种更强的化学吸附作用得益于NO₂从表面夺取电子的能力增强，其电荷转移量从原始表面的?0.38 e增加到Er掺杂表面的?0.46 e。此外，TDOS和PDOS分析证实，在NO₂吸附到掺杂表面后，费米能级附近出现了新的强电子态，表明电子耦合更加紧密。相反，Er掺杂减弱了与其他测试气体的相互作用。对于H₂S，吸附能从?0.53 eV降低到?0.42 eV，电荷转移量从+0.40 e急剧下降到+0.09 e。CO的吸附作用仍然较弱，其吸附能从?0.25 eV略微降低到?0.19 eV。这些发现表明，Er掺杂的In₂O₃(001)表面表现出更高的选择性，使其成为选择性检测NO₂的理想候选材料。