Transition de phase médiée par la charge de semi-conducteur à métallique dans un monocouche de disulfure de molybdène et réaction d'évolution de l'hydrogène dans la nouvelle phase 1T′

La transition de phase du disulfure de molybdène (MoS2) en couche unique, passant de la phase semi-conductrice 2H à la phase métallique 1T puis à la phase 1T′, ainsi que l'effet de cette transition de phase sur la réaction d'évolution de l'hydrogène (HER), sont examinés dans ce travail par le biais de la théorie fonctionnelle de la densité. Expérimentalement, le MoS2 2H a été largement utilisé comme un excellent électrode pour l'HER et peut facilement se charger. Nous découvrons ici que la charge négative a un impact significatif sur la transition de phase structurale dans un monocouche de MoS2. La stabilité thermodynamique de MoS2 1T augmente avec l'état de charge négative, par rapport à la structure de MoS2 2H avant la transition de phase, et la barrière d'énergie cinétique pour une transition de phase de 2H à 1T diminue de 1,59 à 0,27 eV lorsque 4e– sont injectés par unité de MoS2. De plus, il a été constaté que la phase 1T se transforme spontanément en une structure déformée (phase 1T′). En ce qui concerne leur activité envers la réaction d'évolution de l'hydrogène, la structure de MoS2 1T′ montre une activité de réaction d'évolution de l'hydrogène comparable à celle de la structure de MoS2 2H. Si la cinétique de transfert de charge est prise en compte, l'activité catalytique de MoS2 1T′ est supérieure à celle de MoS2 2H. Notre découverte fournit une méthode nouvelle possible pour la transition de phase de MoS2 et enrichit la compréhension des propriétés catalytiques de MoS2 pour l'HER.