High Stability, Piezoelectric Response, and Promising Photocatalytic Activity on the New Pentagonal CGeP₄ Monolayer

Autor(es)

Laranjeira, Jose A. S. ; Martins, Nicolas ; Denis, Pablo A. ; Sambrano, Julio

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: ACS PHYSICAL CHEMISTRY AU; v. 5, n. 1, p. 10-pg., 2024-12-04.

Resumo

This study introduces the penta-structured semiconductor p-CGeP4 through density functional theory simulations, which possesses an indirect band gap transition of 3.20 eV. Mechanical analysis confirms the mechanical stability of p-CGeP4, satisfying Born-Huang criteria. Notably, p-CGeP4 has significant direct (e(31) = -11.27 and e(36) = -5.34 x 10(-10) C/m) and converse (d(31) = -18.52 and d(36) = -13.18 pm/V) piezoelectric coefficients, surpassing other pentagon-based structures. Under tensile strain, the band gap energy increases to 3.31 eV at 4% strain, then decreases smoothly to 1.97 eV at maximum stretching, representing an similar to 38% variation. Under compressive strain, the band gap decreases almost linearly to 2.65 eV at -8% strain and then drops sharply to 0.97 eV, an similar to 69% variation. Strongly basic conditions result in a promising band alignment for the new p-CGeP4 monolayer. This suggests potential photocatalytic behavior across all tensile strain regimes and significant compression levels (epsilon = 0% to -8%). This study highlights the potential of p-CGeP4 for groundbreaking applications in nanoelectronic devices and materials engineering. (AU)

• Processo FAPESP: 22/16509-9 - Simulações computacionais de heteroestruturas baseadas em dicalcogenetos metálicos de transição, MXenos e novos alótropos do carbono
• Beneficiário: José Artigas dos Santos Laranjeira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 22/00349-2 - Performance da adsorção de CO no grafenileno inorgânico à base de SiC dopado com Fe, Co e Mn
• Beneficiário: Nicolas Ferreira Martins
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 20/01144-0 - Propriedades eletrônicas, estruturais dos compostos ABO4 (A = Ba, Ca, Cd, Sr e Pb e M = Mo e W) e modelagem das transformações morfológicas de suas nanopartículas
• Beneficiário: José Artigas dos Santos Laranjeira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 22/14576-0 - Simulações de dinâmica molecular de novos materiais bidimensionais
• Beneficiário: Nicolas Ferreira Martins
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Processo FAPESP: 22/03959-6 - Estruturas bidimensionais para armazenamento de energia e sensores de gases: a teoria direcionada a experimentalistas e para a divulgação científica
• Beneficiário: Julio Ricardo Sambrano
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular