近日，遼寧科技大學(xué)“能源材料與電化學(xué)”遼寧省重點實驗室安百鋼教授團隊利用第一性原理計算方法，報道了金屬摻雜的InN單層用于二氧化碳和氮氣的單一選擇性響應(yīng)。研究成果以題為“Metal-Decorated InN Monolayer Senses N2 against CO2”在線發(fā)表于《ACS Applied Materials & Interfaces》2023 (15) 12534-44。化學(xué)工程學(xué)院青年教師陶林博士為論文第一作者，安百鋼教授為通訊作者。該研究工作得到了學(xué)校人才項目的支持。

選擇性差是氣體傳感器面臨的普遍問題。特別是當二元混合氣體共吸附時，每種氣體的電響應(yīng)貢獻不能被合理的分配。本文以CO2和N2為例，利用密度泛函理論揭示了過渡金屬（Fe, Co, Ni, Cu）修飾的InN單層的選擇性吸附機理（圖1）。結(jié)果表明，與純InN單層相比，Ni修飾提高InN單層的導(dǎo)電性，表現(xiàn)出與N2更強的親和力。該工作首次強調(diào)了態(tài)密度在描述電響應(yīng)上的重要性，Ni修飾的InN單層實現(xiàn)了對N2的單一電響應(yīng)，消除了CO2的干擾（圖2）。此外，d帶中心理論解釋了Ni原子在氣體吸附性能中優(yōu)于Fe、Co和Cu原子的原因。該研究為揭示氣體敏感材料的高選擇性機理提供了新的視角。

相關(guān)鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c21463  （供稿單位：化工學(xué)院 圖片來源：化工學(xué)院）