A first-principles study of the thermodynamic and electronic properties of Mg and MgH2 nanowires

文献情報

出版日 2016-06-23
DOI 10.1039/C6CP03183H
インパクトファクター 3.676
著者

Xinxing Wu, Ruiqi Zhang


原文を見る

要旨

In this article, we studied the thermodynamic and electronic properties of Mg and MgH2 nanowires with different diameters, and elucidated why MgH2 nanowires are good hydrogen storage materials through first-principles calculations. Previous experiments have shown that the orientation relationship between Mg and MgH2 nanowires is the Mg[0001] direction parallel to the MgH2[110] direction. In our calculations, Mg nanowires oriented along the [0001] direction and MgH2 nanowires oriented along the [110] direction were built from bulk Mg and MgH2 crystals, respectively. We found that as the diameters of Mg and MgH2 nanowires decrease, Mg and MgH2 nanowires become more unstable, and the hydrogen desorption energies and temperatures of MgH2 nanowires decrease. That is, the thinner the MgH2 nanowires get, the more dramatically hydrogen desorption temperatures (Td) will decrease. Meanwhile, we also found that when the diameters of MgH2 nanowires are larger than 1.94 nm, the Td almost maintain the same value at about 440 K, only about 40 K lower than that of bulk MgH2 crystal; if the diameters are less than 1.94 nm, the Td reduce very quickly. In particular, compared with bulk MgH2 crystal, the Td of the thinnest MgH2 nanowire with a diameter of 0.63 nm can be reduced by 164 K. In addition, the electronic structure calculations showed that Mg nanowires are metals, while MgH2 nanowires are semiconductors. In particular, our results showed that the electronic structures of MgH2 nanowires are influenced by the surface effect and quantum size effect. That is to say, the band gaps of MgH2 nanowires are controlled by surface electronic states and the size of MgH2 nanowires.

関連文献

Intriguing cysteine induced improvement of the emissive property of carbon dots with sensing applications

Jayasmita Jana, Mainak Ganguly, Tarasankar Pal

2014-11-21 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04982A

Origins of improved carrier multiplication efficiency in elongated semiconductor nanostructures

Andrew Sills, Marco Califano

2014-12-10 Paper

DOI: 10.1039/C4CP03706E

The interplay between interface structure, energy level alignment and chemical bonding strength at organic–metal interfaces

D. Lüftner, G. Koller, P. Puschnig, M. G. Ramsey

2014-11-19 Perspective

DOI: 10.1039/C4CP04595E

Cross-diffusion-induced convective patterns in microemulsion systems

M. A. Budroni, L. Lemaigre, A. De Wit, F. Rossi

2014-08-20 Paper

DOI: 10.1039/C4CP02196G

Salt-specific effects observed in calorimetric studies of alkali and tetraalkylammonium salt solutions of poly(thiophen-3-ylacetic acid)

Gregor Hostnik, Vojko Vlachy, Dmitrij Bondarev, Ji, Janez Cerar

2014-12-03 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04710A

How determinant is N-terminal to C-terminal coupling for protein folding?

Heinrich Krobath, Patrícia F. N. Faísca

2014-12-11 Paper

DOI: 10.1039/C4CP05178E

Strain effects on oxygen migration in perovskites

Tam Mayeshiba, Dane Morgan

2014-12-05 Paper

DOI: 10.1039/C4CP05554C

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

オステニ二甲磺酸塩に適用される法規ガイドラインは何ですか?

オステニ二甲磺酸塩は、GHS分類に基づき corrosive 物質として分類されます。REACH規則では、該当物質の登録が要求される可能性があります。また、FD...

2070014-82-1N-(2-{[2-(Dimethylam...
化合物よくある質問

環丁基肼盐酸盐は安全ですか?

環丁基肼盐酸盐は毒性があり、吸入や皮膚接触は有害です。使用時の安全対策として、密閉システムを使用し、適切な排気設備を備えた場所で作業することが推奨されます。

1156980-49-2Cyclobutylhydrazine ...
化合物よくある質問

N-(4-パリドン基ソニルフェニル)硫代イソシアネートを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

N-(4-パリドン基ソニルフェニル)硫代イソシアネートは高毒性で、皮膚や吸入による毒性があります。取り扱う際は防毒マスク、保護用手袋、保護眼鏡などのPPEを着用...

7356-55-01-[(4-Isothiocyanato...
化合物よくある質問

5-ヒドロキシ-1,3-ジヒドロ-2H-インドン-2-酮の物理化学的性質は何ですか?

CAS番号3416-18-0の5-ヒドロキシ-1,3-ジヒドロ-2H-インドン-2-酮は、結晶性の白色粉末です。分子量は228.25であり、 aqueous m...

3416-18-05-Hydroxy-1,3-dihydr...
化合物よくある質問

O-苄基-D-丝氨醇はどのように合成されますか?

O-苄基-D-丝氨醇は、D-アミノ酸とベンゼン環の経由で合成されます。触媒としてジメチルアミノピリジンが使用され、選択性は高いです。一般的な収率は約90%です。

58577-88-1(s)-2-Amino-3-benzyl...
化合物よくある質問

ナトリウム3-ヒドロキシbutano酸とは何ですか?

ナトリウム3-ヒドロキシbutano酸は、CAS番号13613-65-5で登録されている化合物です。この化合物は、(3R)-3-ヒドロキシbutano酸とナトリ...

13613-65-5sodium;(3R)-3-hydrox...
化合物よくある質問

1-(二苯甲基)-4-甲基ベンゼンの物理化学的性質は何ですか?

CAS番号603-37-2の1-(二苯甲基)-4-甲基ベンゼンは、結晶性の固体で、分子量は244.28であり、水中的には微溶です。この化合物は有機反応において中...

603-37-21-(Diphenylmethyl)-4...
化合物よくある質問

ネアミン塩酸塩の物理化学的性質は何ですか?

ネアミン塩酸塩の分子量は321.19であり、結晶性の白色粉末です。この化合物は水に溶けやすく、pHが低くなると不溶性になります。反応活性は高く、水溶液中の酸化還...

15446-43-2NEAMINE HYDROCHLORID...
化合物よくある質問

偶氮二甲酰二哌啶の主な用途は何ですか?

偶氮二甲酰二哌啶は、医薬品、染料、高 Então 剤、触媒、溶媒、量論試薬など、様々な分野で使用されています。特に、高 Enough 反応において、グリコール酸...

10465-81-3(E)-1,2-Diazenediylb...
化合物よくある質問

LF3はどのように保存すればよいですか?

LF3は直射日光を避けて暗所で、温度は常温以下の環境で保存し、密栓容器に入れて保管してください。

664969-54-44-[(2E)-3-Phenyl-2-p...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。