α,β,γ,δ,ε,η-Bi2O3电子结构和光学性质的第一性原理研究

摘要：

基于密度泛函理论的CASTEP模块研究了α,β,γ,δ,ε和η-Bi2O3晶型,计算分析了其几何结构、能带结构、电子态密度和光学性质.结果表明,α,ε和η相均为层状结构,其中,α和ε相为单层-Bi-O-结构,而η相为双层-Bi-O-结构;β,γ和6相为-Bim-On-交错结构,其中δ相交错尤为密集,呈现导体特性.各晶相的导带均由Bi 6p态构成,价带由O2p态起主导作用.电势电位分析结果表明,6种晶相价带电位均在H2O/O2之下,具有强氧化能力,与实验报道的光催化氧化能力大小顺序γ-Bi2O3 ＞β-Bi2O3＞α-Bi2O3＞δ-Bi2O3一致,而导带还原电位低于H2/H2O,预测纯Bi2O3很难具备催化产氢能力.光学性质分析发现,γ和δ相的起始响应波长较大,说明其应具备红外激发的性质.这些结果可为获得偏红外激发和较宽光谱响应的Bi2O3材料研究提供理论基础,为研发和应用Bi2O3及其复合物提供重要的指导.

关键词：Bi2O3晶相、第一性原理、电子结构、光学性质

所属期刊栏目：37

分类号：O641(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学青年基金21506144;山西省青年自然科学基金2014021019-3;山西省高等学校科技创新项目2014115;the Youth National Natural Science Foundation of China21506144;the Natural Science Foundation for Young Scientists of Shanxi Province,China2014021019-3;the Science and Technology Innovation Project of Shanxi Higher Education Institutions,China2014115

在线出版日期：2016-07-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：920-927