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分子团簇表面吸附敏化ZnO纳米线的第一性原理研究

王乐 刘阳 徐国堂 李晓艳 董前民 黄杰 梁培

分子团簇表面吸附敏化ZnO纳米线的第一性原理研究

王乐, 刘阳, 徐国堂, 李晓艳, 董前民, 黄杰, 梁培
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  • ZnO纳米线作为新型太阳能电池结构的重要组成部件之一, 其导电能力直接影响到太阳能电池的性能. 采用密度泛函理论平面波超软赝势方法, 计算并分析了C2H6O(乙醇)、C6H5FS(4-氟苯硫酚)、C7HF7S(4-(三氟甲基L)-2, 3, 5, 6-四氟硫代苯酚) 等小分子吸附的六边形结构0001 ZNWs (ZnO 纳米线) 的几何结构、 吸附能和电子结构. 首先, 通过几何优化得到了不同基团吸附的ZNWs的稳定结构, 同时吸附能计算结果表明C7HF7S吸附的体系结构最为稳定, 且吸附呈现放热反应; 其次, 为研究表面敏化对导电性能的影响, 计算了不同小分子基团吸附下的能带结构和态密度, 并利用能带理论分析了表面吸附敏化对禁带宽度的调控机理, 结果分析表明小分子表面吸附敏化对ZNWs的电学性能有一定的影响, 其中C7H7FS和C6H5FS分子均发生了不同程度的电荷转移.
      通信作者: 梁培, liangpei20002@gmail.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61006051, 61177050)、浙江省重点工业项目(批准号: 2009C11032)、浙江省自然科学基金重点项目(批准号: Z1110222)和浙江省自然科学基金(批准号: Y1100575, Y6100244)资助的课题.
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    Wang Z L 2004 Mater. Today 7 26

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    Monkhorst H J, Pack J D 1976 Phys. Rev. B 13 5188

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    Preuss M, Schmidt W, Bechstedt F 2004 J. Phys. Chem. B 108 7809

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    Tomasulo A, Ramakrishna M V 1996 J. Chem. Phys. 105 3612

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出版历程
  • 收稿日期:  2011-12-07
  • 修回日期:  2011-12-31
  • 刊出日期:  2012-03-05

分子团簇表面吸附敏化ZnO纳米线的第一性原理研究

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61006051, 61177050)、浙江省重点工业项目(批准号: 2009C11032)、浙江省自然科学基金重点项目(批准号: Z1110222)和浙江省自然科学基金(批准号: Y1100575, Y6100244)资助的课题.

摘要: ZnO纳米线作为新型太阳能电池结构的重要组成部件之一, 其导电能力直接影响到太阳能电池的性能. 采用密度泛函理论平面波超软赝势方法, 计算并分析了C2H6O(乙醇)、C6H5FS(4-氟苯硫酚)、C7HF7S(4-(三氟甲基L)-2, 3, 5, 6-四氟硫代苯酚) 等小分子吸附的六边形结构0001 ZNWs (ZnO 纳米线) 的几何结构、 吸附能和电子结构. 首先, 通过几何优化得到了不同基团吸附的ZNWs的稳定结构, 同时吸附能计算结果表明C7HF7S吸附的体系结构最为稳定, 且吸附呈现放热反应; 其次, 为研究表面敏化对导电性能的影响, 计算了不同小分子基团吸附下的能带结构和态密度, 并利用能带理论分析了表面吸附敏化对禁带宽度的调控机理, 结果分析表明小分子表面吸附敏化对ZNWs的电学性能有一定的影响, 其中C7H7FS和C6H5FS分子均发生了不同程度的电荷转移.

English Abstract

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