g-ZnO基异质结电子结构及光催化性能的第一性原理研究

摘要：

二维材料g-ZnO在光催化领域受到广泛关注,但由于宽带隙和电子空穴对复合的缺点,在光催化应用领域受到限制,如何提高g-ZnO的光催化性成为非常具有研究价值的问题,搭建g-ZnO基异质结是一种有效的解决办法.采用GGA+U方法,研究了g-ZnO和g-ZnO/X异质结的稳定性、电子结构及光学性质.结果表明:与g-ZnO相比,异质结体系带隙均减小,内部电子转移产生内置电场,解决了g-ZnO宽带隙和电子空穴对复合的问题.异质结体系均表现出明显的红移现象,其吸收带边拓展至可见光区域,说明异质结提高g-ZnO对可见光的吸收能力,其中g-ZnO/WS2异质结的结合能最低且带隙最小,同时光学性质分析证明该异质结体系在可见光区域的红移程度最明显、吸收率峰值最高、静介电常数最大,以上结果证明g-ZnO/WS2异质结的电子结构和光学性质表现最好,可推测该异质结将最有利于提高g-ZnO光催化活性,为其在光催化领域的应用提供新方向.

关键词：g-ZnO、电子结构、光学性质、异质结、光催化

所属期刊栏目：41

分类号：O469(真空电子学（电子物理学）)

资助基金：新疆维吾尔自治区高校科技计划项目;新疆维吾尔自治区重点实验室开放课题;伊犁师范大学博士启动基金

在线出版日期：2022-10-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：892-901