第一性原理研究Ag掺杂及缺陷共存对ZnO光催化性质的影响

摘要：

运用第一性原理研究了Ag掺杂及缺陷共存对ZnO光电性质的影响.计算结果表明富O条件有利于Ag的掺杂,贫O条件不利于Ag的掺杂.Ag掺杂浓度较低时有利于模型的稳定,其在富O或贫O条件下都以AgZn为主要掺杂方式.当Ag掺杂浓度较高时,富O条件下以AgZn-AgZn为主要掺杂方式,贫O条件下AgZn-Agi是较为有利的掺杂方式.富O条件下Ag掺杂较难引入VZn和Oi共存缺陷.贫O条件下优先出现的模型为VO,VO在一定程度上会促进Ag的掺杂.Ag掺杂降低了ZnO的带隙宽度,掺杂浓度越大模型带隙宽度越窄.VZn、VO和Oi缺陷共存不同程度地增加了Ag掺杂模型的带隙宽度.Ag掺杂及VZn和Oi缺陷共存均使ZnO吸收边红移至可见光区,扩展了ZnO对太阳光的吸收范围,而AgZn-VO在可见光范围内依然是透明.在低能区紫外-可见光范围内,AgZn-AgZn表现出更高的光吸收率,但是相应形成能也高于AgZn.VZn的引入提高了AgZn-VZn和AgZn-AgZn-VZn对低能区紫外-可见光的吸收,VO的引入有利于ZnO表面吸附更多的O2进而产生更多的H2 O2和·HO强氧化性物质,即VZn和VO缺陷共存都有利于ZnO光催化性能的提高.

关键词：ZnO;Ag掺杂;缺陷共存;第一性原理;光催化性质;光电性质

所属期刊栏目：50

分类号：O649(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：山西省高校科技创新基金;山西农业大学科技创新基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2021-12-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2027-2035