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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

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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

Photocatalysis property of V-N codoped wurtzite ZnO by first-principles study

Gui Qing-Feng, Cui Lei, Pan Jing, Hu Jing-Guo
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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.
    Based on density functional theory of first-principle theory, we systematically investigate the electronic structure and optical property of V-, N- monodoping and V-N codopiong and compare with pure ZnO. The results show that the absorption in the visible light region is enhanced for the doped system, especially for V-N codoped ZnO. The calculated biding energy indicates that the V-N codoping is the most stable system, thus, V-N codoped ZnO is considered as an ideal photocatalyst. Moreover, the method of anion-cation codoping could be better used in photoelectrochemistry and also in the preparation of stable and high performance short wavelength photoelectron devices.
    • 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.
    • Funds: Project supported by the Young Scientists Fund of the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11104239, 11104240), the Natural Science Foundation of the Higher Education Institutions of Jiangsu Province, China (Grant No. 12KJB140011), and the Creative Research Project of the Graduate Student of Jiangsu Province, China (Grant No. CXLX12_0906).
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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

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