过渡金属(Sc/Ti/V)修饰MoSTe纳米片对硝基苯和吡啶分子的吸附行为：第一性原理比较研究

本文推荐：该研究通过密度泛函理论(DFT)系统分析了Sc/Ti/V修饰的Janus型MoSTe纳米片对C6H5NO2和C5H5N分子的吸附特性，证实V-MoSTe体系具有最优异的电荷转移能力（CDD）和功函数调控特性，为开发新型TMDCs基气体传感器提供了理论依据。

　　

Highlight
本研究亮点在于揭示了钒(V)修饰的MoSTe纳米片对有机硝基苯和吡啶分子展现出显著增强的吸附能力，其界面电荷积累效应（通过CDD分析证实）和电子能带调控特性使其成为极具潜力的传感材料。

Calculation methods and details
采用SIESTA软件包进行密度泛函理论(DFT)计算，使用双zeta极化基组和PBE-GGA方法处理电子交换关联作用。为克服GGA对范德华力的低估，引入Grimme的D3校正项，所有结构优化均达到力收敛阈值0.02 eV/?。

The structure and electronic properties...
声子谱分析证实Janus MoSTe单层具有动力学稳定性。过渡金属优先吸附在MoSTe的硫(S)位点，其中V修饰导致最显著的电荷重分布（PDOS显示费米能级附近新电子态形成），使体系功函数降低1.8 eV，显著提升表面反应活性。

Conclusions
V-MoSTe体系对C₆H₅NO₂的吸附能达-2.34 eV，远高于Sc/Ti体系，其强化学吸附特性源于V-3d轨道与分子LUMO轨道的杂化作用。该工作为设计基于过渡金属修饰TMDCs的高灵敏度气体传感器提供了新思路。