論文の概要: Enhancement of Li and Na Storage in Janus HfSSe Monolayers by Co-Induced Electron-Deficient Chalcogen Sites: A First-Principles Study
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.28152v1
- Date: Tue, 20 Oct 2026 12:57:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-21 21:58:47.822245
- Title: Enhancement of Li and Na Storage in Janus HfSSe Monolayers by Co-Induced Electron-Deficient Chalcogen Sites: A First-Principles Study
- Title（参考訳）: 共誘導電子欠損型カルコゲンサイトによるJanus HfSSe単分子膜のLiおよびNa蓄積の促進:第一原理的研究
- Abstract要約: 共ドープしたJanus HfSSe単分子膜をLiイオンおよびNaイオン電池用陽極材料として検討した。
プリスチンHfSSeは動的に安定であり、0.85eVのバンドギャップを示した。
共ドープされたHfSSeは4つのLi層と3つのNa層を収容し、理論能力は555.43から776.19mAh/g、Naは370.29から582.14mAh/gに向上した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The growing demand for high-capacity, fast-charging, and durable rechargeable batteries has intensified the search for advanced electrode materials, with two-dimensional materials offering large surface-to-mass ratios and short ion-diffusion pathways. Here, pristine and Co-doped Janus HfSSe monolayers were investigated as anode materials for Li-ion and Na-ion batteries using first-principles density functional theory. Pristine HfSSe was found to be dynamically stable and exhibited a 0.85 eV band gap, while Co substitution shifted the Fermi level toward the valence-band region. Adsorption of the first Li or Na layer induced metallic behavior, thereby improving charge transport. Co doping strengthened alkali-metal binding, with the most favorable Li and Na adsorption energies changing from -2.6125 and -1.9800 eV to -3.7405 and -3.0529 eV, respectively. Co doping created electron-deficient sites that enhanced Li/Na binding. Co-doped HfSSe accommodated up to four Li layers and three Na layers, increasing the theoretical capacities from 555.43 to 776.19 mAh/g for Li and from 370.29 to 582.14 mAh/g for Na. The average open-circuit voltages were 0.62 V for Li and 0.29-0.30 V for Na, with minimum migration barriers of 0.2153 and 0.1044 eV, respectively. These results identified Co-doped Janus HfSSe as a promising anode material for Li-ion and Na-ion batteries.
- Abstract（参考訳）: 高容量・高速充電・耐久蓄電池の需要の高まりにより、表面質量比と短イオン拡散経路を備えた2次元材料により、先進的な電極材料探索が強化されている。
ここでは, 第一原理密度汎関数理論を用いて, LiイオンおよびNaイオン電池用陽極材料として, プリスチンおよびコドープJanus HfSSe単分子膜について検討した。
プリスチンHfSSeは動的に安定であり、0.85eV帯のギャップを示した。
第1のLi層またはNa層の吸着は金属の挙動を誘導し、電荷輸送を改善する。
Coドーピングはアルカリ金属結合を強化し、最も好ましいLiとNaの吸着エネルギーはそれぞれ-2.6125と-1.9800 eVから-3.7405と-3.0529 eVに変化した。
CoドーピングはLi/Na結合を増強する電子欠損サイトを創出した。
共ドープされたHfSSeは4つのLi層と3つのNa層を収容し、理論能力は555.43から776.19mAh/g、Naは370.29から582.14mAh/gに向上した。
平均開回路電圧はLiが0.62V、Naが0.29-0.30V、移動障壁が0.2153、eVが0.1044であった。
これらの結果は、Janus HfSSeをLiイオンおよびNaイオン電池の有望な陽極材料として同定した。
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