金属（Co/Zr）修饰MoSe2单层材料对有害气体（C6H6/CH3CHO/CO）的吸附传感机制研究

本研究基于密度泛函理论（DFT），系统分析了Co/Zr修饰MoSe2单层对C6H6、CH3CHO和CO的吸附特性，揭示了金属修饰提升导电性（bandgap调控）和选择性传感的机制，为开发高性能气体传感器提供理论依据。

　　

Highlight

本研究通过密度泛函理论（DFT）计算，揭示了过渡金属（钴和锆）修饰对MoSe₂单层材料气体吸附性能的调控机制。

Computational details and methods

所有计算均采用密度泛函理论（DFT），交换关联函数选用广义梯度近似（GGA）下的PBE泛函，并引入TS方法校正范德华力。构建4×4×1超胞以避免层间相互作用，设置15?真空层，截断能设为500 eV，k点网格为3×3×1。

Structure optimization

气体分子（C₆H₆、CH₃CHO、CO）和MoSe₂单层结构经几何优化后，确认其二维平面特性（图1d-e）。金属修饰位点分析显示，钴和锆原子倾向于取代Mo位点形成稳定结构。

Conclusions

1. 金属修饰显著提升MoSe₂导电性：Co-MoSe₂吸附气体后带隙减小，而Zr-MoSe₂仅对CH₃CHO表现出类似效应。

2. 吸附能分析表明金属修饰体系更适合气体捕获，其中Zr-MoSe₂对C₆H₆和CO具有选择性检测潜力。

3. 灵敏度和恢复时间计算证实，金属修饰材料可在高温下实现气体传感循环利用，为环境监测提供新材料设计思路。

（注：翻译保留专业术语如DFT、GGA等英文缩写，并严格遵循原文上下标格式，如C₆H₆。）