scholarly journals Theoretical Study of Transition Metal Dichalcogenides Compound TiS2 and Their Intercalated Compound CrTiS2 Using Density Functional Theory

2021 ◽  
pp. 37-48
Author(s):  
Vandana B. Parmar ◽  
A. M. Vora,
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Transition Metal ◽  
Band Structure ◽  
Density Of States ◽  
Energy Band ◽  
Density Functional ◽  
Transition Metal Dichalcogenides ◽  
Energy Band Structure ◽  
Functional Theory ◽  
Metal Dichalcogenides

The Density Functional Theory (DFT) based computational study is carried out for the transition metal dichalcogenides (TMDCs) compound TiS2 and their intercalated 3d transition metal compound CrTiS2. It is carried through Generalized Gradient Approximation (GGA) through Quantum ESPRESSO environment employing Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) exchange and correlation effect with an ultra-soft pseudopotential. In the present work, the structural optimization and electronic properties like energy band structure, density of states (DOS), partial or projected density of states (PDOS), total density of states (TDOS), Fermi surfaces and charge density are reported. The effect of charge transfer from guest 3d transition metal Cr-atom to self-intercalated compound TiS2 has been observed. While, the energy band structure of CrTiS2 compound is computed in the non-magnetic state. From the energy band structure of said materials, we conclude that the TiS2 compound has an indirect narrow band gap though the CrTiS2 compound has an overlapped band structure. The TiS2 shows a semiconductor or semi-metallic nature while doped compound with guest Cr-atom has a metallic material..

scholarly journals Study of Structural and Electronic Properties of Intercalated Transition Metal Dichalcogenides Compound MTiS2 (M = Cr, Mn, Fe) by Density Functional Theory

2021 ◽  
Keyword(s):  
Transition Metal ◽  
Band Structure ◽  
Electronic Properties ◽  
Density Of States ◽  
Density Functional ◽  
Transition Metal Dichalcogenides ◽  
Energy Band Structure ◽  
Functional Theory ◽  
Structural And Electronic Properties ◽  
Metal Dichalcogenides

In the present work, we have studied intercalated Transition Metal Dichalcogenides (TMDC) MTiS2 compounds (M = Cr, Mn, Fe) by Density Functional Theory (DFT) with Generalized Gradient Approximation (GGA). We have computed the structural and electronic properties by using first principle method in QUANTUM ESPRESSO computational code with an ultra-soft pseudopotential. A guest 3d transition metal M (viz; Cr, Mn, Fe) can be easily intercalated in pure transition metal dichalcogenides compound like TiS2. In the present work, the structural optimization, electronic properties like the energy band structure, density of states (DoS), partial or projected density of states (PDoS) and total density of states (TDoS) are reported. The energy band structure of MTiS2 compound has been found overlapping energy bands in the Fermi region. We conclude that the TiS2 intercalated compound has a small band gap while the doped compound with guest 3d-atom has metallic behavior as shown form its overlapped band structure.

scholarly journals Study of structural and electronic properties of intercalated CrTiS2 compound by density functional theory

2021 ◽  
Vol 5 (2) ◽  
pp. 116-125
Author(s):  
V.B. Parmar ◽  
A.M. Vora
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Band Structure ◽  
Electronic Properties ◽  
Density Of States ◽  
Energy Band ◽  
Density Functional ◽  
Energy Band Structure ◽  
Total Density ◽  
Metallic Behavior ◽  
Functional Theory

In the present paper, we report the structural optimization of intercalated CrTiS2 compound by using Density Functional Theory (DFT) with Generalized Gradient Approximation (GGA) through Quantum ESPRESSO code. All the computations are carried out by using an ultra-soft pseudopotential. The effect of charge transfer from guest 3d transition metal Cr-atom to self-intercalated compound TiS2 has been studied. In electronic properties, the energy band structure, total density of states (TDOS), partial density of states (PDOS) and Fermi surface have carried out. From the energy band structure, we conclude that the TiS2 -intercalated compound has a small bandgap while the doped compound with guest Cr-atom has metallic behavior as shown form its overlapped band structure.

Flexoelectricity in atomic monolayers from first principles

Nanoscale ◽  
2020 ◽  
Author(s):  
Shashikant Kumar ◽  
David Codony ◽  
Irene Arias ◽  
Phanish Suryanarayana
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Transition Metal ◽  
Ab Initio ◽  
First Principles ◽  
Density Functional ◽  
Transition Metal Dichalcogenides ◽  
Functional Theory ◽  
Group Iii ◽  
Flexoelectric Effect ◽  
Metal Dichalcogenides

We study the flexoelectric effect in fifty-four select atomic monolayers using ab initio Density Functional Theory (DFT). Specifically, considering representative materials from each of Group III monochalcogenides, transition metal dichalcogenides...

Metal Dichalcogenide Nanomeshes: Structural, Electronic and Magnetic Properties

2021 ◽  
Author(s):  
Mohamed Helal ◽  
H. M. El-Sayed ◽  
Ahmed A Maarouf ◽  
Mohamed Fadlallah
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Magnetic Properties ◽  
Transition Metal ◽  
Structural Stability ◽  
Density Functional ◽  
Transition Metal Dichalcogenides ◽  
Two Dimensional ◽  
Functional Theory ◽  
Electronic And Magnetic Properties ◽  
Metal Dichalcogenides

Motivated by the successful preparation of two-dimensional transition metal dichalcogenides (2D- TMDs) nanomeshes in the last three years, we use density functional theory (DFT) to study the structural stability, mechanical,...

scholarly journals Υδρογόνο σε νανοδομημένα υλικά με βάση τον άνθρακα

2015 ◽  
Author(s):  
Αριστέα Μανιαδάκη
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Transition Metal ◽  
Hydrogen Evolution ◽  
Nanostructured Materials ◽  
Hydrogen Evolution Reaction ◽  
Density Functional ◽  
Transition Metal Dichalcogenides ◽  
Functional Theory ◽  
Metal Dichalcogenides ◽  
Carbon Based

Τα νανοδομημένα υλικά με βάση τον άνθρακα (Carbon-based Nanostructured Materials - CNMs)παρουσιάζουν θεμελιώδες ενδιαφέρον και είναι καλοί υποψήφιοι για πολυάριθμες εφαρμογές στην΄παραγωγή, αποθήκευση και χρήση του υδρογόνου σε εφαρμογές καθαρής ενέργειας. Εκτεταμένες έρευνες στους νανοσωλήνες άνθρακα, στα φουλερένια και στο γραφένιο έχουν βελτιώσει δραματικά τις γνώσεις μας σχετικά με τα υλικά αυτά. Ωστόσο, μια πληθώρα απο άλλα CNMs προσφέρουν ευκαιρίες για τεχνολογική πρόοδο ενώ ταυτόχρονα παρουσιάζουν επιστημονικές προκλήσεις.Υπάρχουν σημαντικές ενδείξεις οτι πολύπλοκες νανοδομές, νανοπορώδεις και άτακτες μορφές άνθρακα, με ή χωρίς άλλες χημικές υποκαταστάσεις, προσροφούν υδρογόνο πιο αποτελεσματικά. Δυσκολίες στον έλεγχο των συνθηκών σύνθεσης, στον χαρακτηρισμό, καθώς και η πολυπλοκότητα αυτών των υλικών, καθιστούν αναγκαία την λεπτομερή θεωρητική μελέτη τους.Μεταξύ αυτών των CNMs, η μεικτή φάση από άμορφο άνθρακα (a-C) με νανοκρυστάλλους διαμαντιού (n-D) είναι λιγότερη μελετημένη και χαρακτηρισμένη, με πολλές από τις ιδιότητές της να παραμένουν αδιερεύνητες. Πραγματοποιούμε ατομιστικές προσομοιώσεις με εμπειρικά δυναμικά προκειμένου να δημιουργήσουμε αρκετά δείγματα a-C - n-D με διαφορετικά μεγέθη n-D και διαφορετικές πυκνότητες aC, καθώς επίσης και δείγματα υπερ-νανοκρυσταλλικού διαμαντιού (UNCD) με διάφορα μεγέθη κόκκων.Αναλύουμε τη δομή, τη σταθερότητα και τις μηχανικες ιδότητες των νανο-σύνθετωναυτών υλικών και τα αποτελέσματά μας συγκρίνονται καλά με το πείραμα και προηγούμενες προσομοιώσεις. Επιπλέον, μελετάμε τις δυναμικές τους ιδιότητες και διαπιστώνουμε οτι κάποια έντονα χαρακτηριστικά των δονητικών τους φασμάτων μπορούν να παρατηρηθούν σε πειράματα. Τέλος, διερευνάται η επίδραση του υδρογόνου στις δομικές και μηχανικές ιδιότητες των υλικών αυτών.Διερευνούμε επίσης CNMs για προσρόφηση και εκρόφηση υδρογόνου. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι τα διχαλκογενίδια μεταβατικών μετάλλων (Transition Metal Dichalcogenides - TMDs) MX2 (M= Mo, W; X = S, Se, Te) είναι ανερχόμενοι υποψήφιοι για την αντικατάσταση του Pt ως καταλύτες στη διαδικασία διάσπασης του νερού. Εστιάζουμε στο μέρος αυτής της διαδικασίας που αφορά στην αντίδραση έκλυσης υδρογόνου (Hydrogen Evolution Reaction - HER) και στο πώς το υδρογόνο (Η) αλληλεπιδρά με τα TMDs. Συγκεκριμένα, εκτελούμε υπολογισμούς θεωρίας συναρτησιακού πυκνότητας (Density Functional Theory - DFT) για ελεύθερες νανοδομές MoS2 ή τοποθετημένες σε υπόστρωμα γραφενίου. Αυτές οι νανοδομές MoS2 καθώς και τα υβριδικά συστήματα MoS2/γραφενίου διερευνώνται για τη σταθερότητά τους. Οι υπολογισμοί μας σχετικά με τη προσρόφηση του H στα υβριδικά συστήματα MoS2/γραφενίου δείχνουν ότι η επίδραση του γραφενίου στη διαδικασία της προσρόφησης H σε νανοδομές MoS2 είναι αρκετά σημαντική.Η μηχανική παραμόρφωση (τάση) των υβριδικών συστημάτων MoS2/γραφενίου, η οποία είναι εγγενής λόγω της πλεγματικής αναντιστοιχίας, παίζει σημαντικό ρόλο στις ιδιότητές τους. Αυτό οδηγεί σε θεωρητική διερεύνηση των δομικών, ηλεκτρονικών και διηλεκτρικών ιδιοτήτων των μονοστρωματικών TMDs υπό διάφορα είδη παραμόρφωσης. Βρίσκουμε ότι τα ηλεκτρονικά ενεργειακά χάσματα μειώνονται ενώ η διηλεκτρική σταθερά αυξάνεται για μεγαλύτερα χαλκογενή. Τα άμεσα χάσματα των δομών ισορροπίας συχνά μετατρέπονται σε έμμεσα υπό την επίδραση κάποιων ειδών παραμόρφωσης. Αναλύονται επίσης οι επιδράσεις της παραμόρφωσης και η απώλεια συμμετρίας στην δομή των ενεργειακών ζωνών. Τα αποτελέσματα της DFT σχετικά με την επίδραση της παραμόρφωσης στις διηλεκτρικές ιδιότητες εξηγούνται θεωρητικά χρησιμοποιώντας μόνο δομικές παραμέτρους και τη διηλεκτρική σταθερά ισορροπίας.

Hybridization induced metallic and magnetic edge states in noble transition-metal-dichalcogenides of PtX2 (X = S, Se) nanoribbons

2018 ◽  
Vol 20 (33) ◽  
pp. 21441-21446 ◽  
Author(s):  
Shan Liu ◽  
Ziran Liu
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Transition Metal ◽  
First Principles ◽  
Density Functional ◽  
Transition Metal Dichalcogenides ◽  
Edge States ◽  
First Principles Calculations ◽  
Functional Theory ◽  
Metal Dichalcogenides

In the present work, a nanoribbon with two parallel metallic and magnetic edges was designed from a noble TMD 1T-PtX2 (X = S, Se) by employing first-principles calculations based on density functional theory (DFT).

scholarly journals Study of Electronic Properties of GaAs Semiconductor Using Density Functional Theory

2021 ◽  
Vol 4 (2) ◽  
pp. 94
Author(s):  
Fikri Abdi Putra ◽  
Endhah Purwandari ◽  
Bintoro S. Nugroho
Keyword(s):  
Density Functional Theory ◽  
Band Structure ◽  
Band Gap ◽  
Electronic Properties ◽  
Energy Band ◽  
Density Functional ◽  
Energy Band Structure ◽  
Energy Band Gap ◽  
Functional Theory ◽  
Direct Band

The properties of GaAs material in zinc blende type was calculated using Hiroshima Linear Plane Wave program based on the Density Functional Theory. This calculation aims to determine electronic properties of GaAs material are based on Density of States and energy band structure. This simulation’s results are DOS shows that hybridization of s orbital of Ga with s orbital of As provides covalent properties. The simulation of energy band structure from GaAs material indicates that semiconductor properties of GaAs is direct band gap. The energy band gap results obtained for GaAs is 0.80 eV. The computational result of the energy band gap calculation form HiLAPW has better accuracy and prediction with good agreement within reasonable acceptable errors when compared to some other DFT programs and the results of the experimental obtained.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document