含点缺陷的Ti3C2Tx MXene的电导率与电磁屏蔽：一项第一性原理研究（开放获取）

《Nanoscale》：Electrical Conductivity and Electromagnetic Interference Shielding in Ti3C2Tx MXene with Point Defects: A First-Principles StudyOpen Access

　　

MXenes是一类迅速发展的二维材料家族，凭借其可调的表面化学和优异的金属导电性等优点，在电磁干扰屏蔽应用方面引起了极大关注。本文利用第一性原理计算，研究了Ti?C?T?单层中的本征空位缺陷及其对电子结构、导电性和电磁干扰屏蔽性能的影响。研究表明，表面Ti和C空位会引入局域电子态并使费米能级附近的能带结构平坦化，从而导致导电性下降。不同的表面端基（-OH、-Cl、-F和-S）显著调节了缺陷形成能和电子输运性质，计算所得电导率从Ti?C?O?的4401 S/cm到Ti?C?S?的13686 S/cm不等。高电导率可实现超过53 dB的电磁干扰屏蔽效能，而空位缺陷由于引入了散射中心，可能会降低屏蔽效能。然而，缺陷性质因端基基团的不同而变化，在某些情况下甚至可以保持屏蔽效能不变，例如Ti?C?(OH)?中的Ti空位电导率无下降。本工作从原子层面揭示了缺陷和表面端基如何调控本征电子结构、电导率和电磁干扰屏蔽效能，为高导电MXene薄膜在电磁干扰屏蔽应用中的发展提供了理论指导。

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? 2026 作者。由皇家化学会出版

2026

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