第一作者：丁一 （物理学院）

通讯作者：丁一、王艳利

发表期刊：APPLIED SURFACE SCIENCE

期刊5-Year Impact Factor：6.596

通讯单位：杭州师范大学、浙江理工大学

论文DOI： https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.157256

第二部分：图片摘要及成果简介

对于新发现的MA2Z4材料，大多数的研究工作只关注于三棱柱相体系，而对于畸变八面体相则缺乏研究探讨。而在本工作中，杭师大丁一与浙理工王艳利团队一起采用第一性原理计算的方式，系统性研究了畸变八面体相下，M为钼/钨、A为硅/锗、Z为氮时的三元体系的物性特征与存在条件。研究发现，畸变八面体相MA2N4体系为亚稳结构，需要电荷掺杂和应力条件下才能从三棱柱相中转化得到。畸变八面体相MA2N4随晶格参数变化而呈现出不同的半金属与金属特性，平面表面具有优异的析氢反应催化活性。

畸变八面体相MA2Z4体系的结构示意图

第三部分：图文导读

通过计算不同掺杂电荷浓度下，三棱柱相（H）与畸变八面体相（T’）体系的总能差，发现不同与MoS2体系，在MA2Z4体系中，需要巨大的掺杂电荷量才可以诱发H-T‘相变。同样，计算不同应力条件下两者的能量差，发现T’的存在范围较小。但是，当同时存在电荷掺杂和应力条件时，畸变八面体相MA2Z4体系则比较容易出现。

通过计算，发现畸变八面体相MA2Z4体系存在随晶格参数变化的半金属与金属性行文。同时，在畸变八面体相体系中，氢演化的自由能远比三棱柱相体系要低，部分结构更是具有接近理想零点的自由能大小。以MoGe2N4体系为例，其远比之前发现的MoS2体系具有更为优越的催化活性，其整个表面平面都可以催化活性点。同时，从催化火山图可见，各类畸变八面体相MA2Z4体系都可以调节具备优异的析氢反应催化活性。

第四部分：第一作者和通讯作者简介：

丁一，物理学院教授，计算凝聚态物理方向，主要开展基于材料基因组的层状材料与量子物态的研究工作，以第一/通讯作者发表SCI论文60余篇，Google学术引用次数超四千次，十篇论文引用过百，单篇最高达706次，个人H因子29，连续三年（2021、2022、2023年度）入选成为爱思唯尔“中国高被引学者”。