二维Janus 1T-ScTeX（X = Cl, Br, I）单层材料在高效能源转换中的应用潜力

来自研究人员的最新研究聚焦于二维Janus 1T-ScTeX（X = Cl, Br, I）单层材料，通过第一性原理计算系统评估了其稳定性、压电特性与光吸收性能。结果表明，该材料具有高载流子迁移率（如1T-ScTeBr电子迁移率达8844.50 cm2 V?1 s?1）、优异压电系数（1T-ScTeCl为3.90 pm V?1）和宽谱光吸收（105 cm?1级），在光催化水解和柔性电子器件中展现巨大应用价值。

　　

基于第一性原理计算，本研究深入探讨了Janus型1T结构ScTeX（X = Cl, Br, I）单层材料的物理化学特性。这些二维材料表现出良好的结构稳定性与力学柔性，均为间接带隙半导体，其带隙值与能带边缘位置可通过双轴应变灵活调控。值得注意的是，材料具有显著的面外压电效应（piezoelectricity），其中1T-ScTeCl的压电系数高达3.90 pm V^?1，且对应变极为敏感。在载流子传输方面，1T-ScTeBr沿y方向电子迁移率可达8844.50 cm² V^?1 s^?1。光谱吸收分析显示，该系列材料在红外至紫外区域均具备高效光捕获能力，吸收系数达到10⁵ cm^?1量级。综合合适的能带位置、卓越的压电特性、高迁移率及强光吸收能力，1T-ScTeX单层材料被视为光催化水分解（photocatalytic water splitting）的理想候选体系。特别地，1T-ScTeI可在宽pH范围内同时满足水分解反应的氧化还原电位要求，因而成为最具应用潜力的材料。这些特性使得Janus 1T-ScTeX单层在柔性电子、压电传感器和光催化等领域具有广阔前景。