几种光催化半导体材料的电子结构及相关性质的第一性原理研究

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几种光催化半导体材料的电子结构及相关性质的第一性原理研究

     论文目录

摘要第1-13页

ABSTRACT第13-18页

符号说明第18-19页

第一章 绪论第19-24页

   ·引言第19页

   ·半导体光催化的机理及影响光催化活性的主要因素第19-20页

   ·光催化半导体材料的研究进展第20-21页

   ·本论文的研究内容第21-24页

第二章 密度泛函理论基础第24-34页

   ·第一性原理(first-principles)简介第24-25页

   ·第一性原理计算的理论前提和Hartree-Fock方法第25-27页

   ·密度泛函理论第27-30页

     ·早期模型：Thomas-Fermi模型第27-28页

     ·理论基础：Hohenberg-Kohn定理第28-29页

     ·Kohn-Sham方法第29-30页

   ·交换相关能量泛函第30-32页

     ·局域密度近似(LDA)第30-31页

     ·广义梯度近似(GGA)第31页

     ·轨道泛函：LDA(GGA)+U第31-32页

     ·杂化泛函第32页

   ·自旋限制与非限制计算第32页

   ·本文采用的密度泛函理论计算软件包第32-34页

第三章 非金属掺杂、氢化和具有氧空位TiO_2的电子结构及相关性质研究第34-71页

   ·电负性和电荷平衡对非金属掺杂锐钛矿相TiO_2可见光光催化活性的影响第34-45页

     ·实验和理论研究背景第34页

     ·计算方法和模型第34-35页

     ·结果和讨论第35-43页

       ·电负性对电子结构的影响第35-39页

       ·电荷平衡对电子结构的影响第39-41页

       ·从原子电负性预测掺杂结构的氧化还原势第41-43页

     ·小结第43-45页

   ·C掺杂TiO_2化学和光学性质的密度泛函理论研究第45-53页

     ·实验和理论研究背景第45-46页

     ·计算方法和模型第46-47页

     ·结果和讨论第47-51页

     ·小结第51-53页

   ·通过氢化方法有效提高锐钛矿相二氧化钛纳米晶的光吸收和能量转换效率第53-62页

     ·实验和理论研究背景第53-55页

     ·计算方法和模型第55页

     ·结果和讨论第55-61页

     ·小结第61-62页

   ·具有氧缺陷的金红石相TiO_2(110)面电子和磁学性质第62-71页

     ·实验和理论研究背景第62-63页

     ·计算方法和模型第63页

     ·结果和讨论第63-70页

       ·相对稳定性第63-66页

       ·电子性质和磁矩耦合第66-70页

     ·小结第70-71页

第四章 软铋矿Bi基光催化材料以及Cd_(1-x)Zn_xS固溶体的电子结构及相关性质第71-102页

   ·纯净以及碱土金属掺杂Bi_(12)GeO_(20)、Bi_(12)SiO_(20)和Bi_(12)TiO(20)光催化材料的电子结构及光催化性质第71-85页

     ·实验和理论研究背景第71-72页

     ·计算方法和模型第72-73页

     ·结果和讨论第73-83页

       ·优化后的BMO结构第73-75页

       ·纯净BMO的电子结构第75-77页

       ·有氧空位和无氧空位的碱土金属掺杂BMO第77-83页

         ·相对稳定性第77-80页

         ·电子结构第80-82页

         ·DFT方法可靠性的验证第82-83页

     ·小结第83-85页

   ·Cd_(1-x_Zn_xS固溶体在0<x<1范围内的几何、电子性质以及相稳定性第85-102页

     ·实验和理论研究背景第85-86页

     ·计算方法和模型第86-87页

     ·结果和讨论第87-100页

       ·晶体结构第87-92页

       ·相稳定性第92-95页

       ·电子结构第95-100页

     ·小结第100-102页

第五章 总结与展望第102-105页

   ·主要结论及创新点第102-103页

   ·对不足之处的分析第103-104页

   ·对光催化研究领域的展望第104-105页

附录(图、表等)第105-122页

 A1第105-111页

 A2第111-114页

 A3第114-122页

参考文献第122-134页

致谢第134-136页

攻读学位期间发表的学术论文目录及参加的科研活动等情况第136-139页

 1 发表论文目录第136-138页

 2 参加的国内、国际会议第138页

 3 获奖情况第138页

 4 参与的科研项目第138-139页

发表文章第139-143页

学位论文评阅及答辩情况表第143页

论文编号BS1793526，这篇论文共143页
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