II型Weyl半金属Mo掺杂的WTe2：尿素胶体还原法制备及其拓扑表面态的理论验证——用于能量转换应用

《Small》：Type-II Weyl Semimetal Mo-Doped WTe2: Urea Colloid Reduction Synthesis and Theoretical Confirmation of Topological Surface States for Energy Conversion Applications

制备了纯拓扑Weyl半金属纳米结构用于高效电子传输。通过尿素辅助还原惯性气相沉积法成功合成WTe2、MoTe2及W1-xMoxTe2，其中掺杂的W0.93Mo0.07Te2作为对电极在IRR中功率转换效率达8.96%，优于铂电极；在HER中过电位仅143 mV，显著优于其他Weyl半金属。DFT计算证实其拓扑性质，为量子材料研究提供新方法。

　　

摘要

本文介绍了一种通过纯拓扑Weyl半金属与纳米结构的结合，实现高效电子传输的新方法。该方法采用尿素辅助的惰性气体沉积技术，成功合成了三种II型Weyl半金属：WTe₂、MoTe₂和W_1-xMo_xTe₂，并对其进行了性能表征。由于Weyl半金属W_1-xMo_xTe₂具有较高的载流子迁移率和稳定的拓扑表面态，作为对电极时表现出优异的电催化性能和稳定性。通过密度泛函理论（DFT）计算，系统研究了Mo掺杂对三碘化物还原反应（IRR）和氢气析出反应（HER）的影响。结果表明，掺杂后体系的拓扑性质仍然得以保持。在IRR反应中，W_0.93Mo_0.07Te₂的功率转换效率达到了8.96%，优于传统的铂电极（7.22%）。当W_0.93Mo_0.07Te₂作为HER的电催化剂时，在电流密度为10 mA cm^?2时其过电位仅为143 mV，显著优于其他Weyl半金属。本文提出了一种制备Weyl半金属的新方法，为多功能拓扑量子材料的研究开辟了新的方向。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

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