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V-N共掺纤锌矿ZnO光催化性质的第一性原理研究

桂青凤 崔磊 潘靖 胡经国

V-N共掺纤锌矿ZnO光催化性质的第一性原理研究

桂青凤, 崔磊, 潘靖, 胡经国
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  • 基于第一性原理的密度泛函理论对V, N单掺杂和V-N共掺杂ZnO的电子结构和光学性质进行了对比研究. 结果表明:三种掺杂均在可见光区域出现光吸收增强的现象, 其中V-N共掺最为明显; 结合能的计算发现V-N共掺的ZnO体系相对V, N单掺而言结构更稳定, 因此V-N共掺的ZnO是一种稳定而有效的光催化剂. 进一步研究表明, 阴-阳离子共掺的形式可以很好地应用于光电化学领域, 并可以制备出高性能稳定的短波光电材料.
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年基金(批准号:11104239, 11104240)、江苏省高校自然科学研究基金(批准号:12KJB140011)和江苏省研究生科研创新计划(批准号:CXLX12_0906)资助的课题.
    [1]

    Park T Y, Choi Y S, Kim S M, Jung G Y, Park S J, Kwon B J, Cho Y H 2011 Appl. Phys. Lett. 98 251111

    [2]

    Leung Y H, He Z B, Luo L B, Tsang C H A, Wong N B, Zhang W J, Lee S T 2010 Appl. Phys. Lett. 96 053102

    [3]

    Wang G, Chu S, Zhan N, Lin Y, Chernyak L, Liu J L 2011 Appl. Phys. Lett. 98 041107

    [4]

    Olad A, Nosrati R 2012 Res. Chem. Intermed. 38 323

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    Wei S Y, Wang Z G, Yang Z X 2007 Chin. Phys. Lett. 24 800

    [6]

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    Sans J A, Sánchez-Royo J F, Segura A, Tobias G, Canadell E 2009 Phys. Rev. B 79 195105

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    Lai H H, Kuznetsov V L, Egdell R, Edwards P P 2012 Appl. Phys. Lett. 100 072106

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    [14]

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    Saha S, Sinha T P 2000 Phys. Rev. B 62 8828

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    Gao G Y, Yao K L, Liu Z L, Li Y L, Li Y C, Liu Q M 2006 Solid. State. Commun. 138 494

    [31]

    Qiu Y C, Yan K Y, Deng H, Yang S H 2012 Nano Lett. 12 407

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    Duan X M, Stampfl C, Bilek M M M, McKenzie D R 2009 Phys. Rev. B 79 235208

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-10-30
  • 修回日期:  2012-12-10
  • 刊出日期:  2013-04-05

V-N共掺纤锌矿ZnO光催化性质的第一性原理研究

  • 1. 扬州大学物理与科学学院, 扬州 225002;
  • 2. 宿迁学院, 宿迁 223800
    基金项目: 

    国家自然科学基金青年基金(批准号:11104239, 11104240)、江苏省高校自然科学研究基金(批准号:12KJB140011)和江苏省研究生科研创新计划(批准号:CXLX12_0906)资助的课题.

摘要: 基于第一性原理的密度泛函理论对V, N单掺杂和V-N共掺杂ZnO的电子结构和光学性质进行了对比研究. 结果表明:三种掺杂均在可见光区域出现光吸收增强的现象, 其中V-N共掺最为明显; 结合能的计算发现V-N共掺的ZnO体系相对V, N单掺而言结构更稳定, 因此V-N共掺的ZnO是一种稳定而有效的光催化剂. 进一步研究表明, 阴-阳离子共掺的形式可以很好地应用于光电化学领域, 并可以制备出高性能稳定的短波光电材料.

English Abstract

参考文献 (32)

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