ZnGa 2 O 4 电子结构模拟及其光催化和光学性能研究

发布时间：2023-04-22 00:41

　　作为一种新型无机功能材料,ZnGa₂O₄结构上的优势使其具有很高的化学稳定性、优异的荧光现象,良好的的光催化性质,以及较好的储锂性能和微波介电特性,近年来有关ZnGa₂O₄的研究报道越来越多。密度泛函理论的建立使得研究者们从微观本质出发来精确计算和模拟固体材料的基本性质成为可能,同时使用实验方法和计算方法来研究材料的性能无疑是一种非常高效便捷的研究方法。本文采用计算模拟和实验测量相结合的方法来研究ZnGa₂O₄的一些基本性质,主要包括电子结构、光催化性质、光学性能三个方面的内容,所做的研究工作如下:采用GGA-PBE方法并借助VASP及其辅助软件对ZnGa₂O₄体材料的基本性质进行了第一性原理计算。首先对ZnGa₂O₄的晶胞结构进行优化,然后用VASP导出的原胞结构来计算ZnGa₂O₄体材料的电子结构和光学常数。计算和模拟结果...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 引言
        1.1.2 光催化降解有机染料
        1.1.3 白光LED用荧光粉
        1.1.4 ZnGa₂O₄的基本性质
    1.2 ZnGa₂O₄在国内外的研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 本文研究目的与主要研究内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 主要研究内容
第2章 计算方法与实验方法
    2.1 第一性原理计算
        2.1.1 密度泛函的理论基础
        2.1.2 密度泛函理论的发展
        2.1.3 计算软件——VASP
    2.2 实验方法
        2.2.1 实验所用药品与试剂
        2.2.2 实验所用材料及仪器与设备
        2.2.3 样品制备方法与表征分析或性能测试手段
第3章 ZnGa₂O₄晶体结构与电子结构模拟分析
    3.1 引言
    3.2 ZnGa₂O₄晶体结构模型的建立及优化
    3.3 ZnGa₂O₄电子结构的计算与分析
        3.3.1 ZnGa₂O₄的能带结构与能态密度
        3.3.2 ZnGa₂O₄载流子的有效质量与迁移率
        3.3.3 ZnGa₂O₄晶体轨道哈密顿量布居分析
        3.3.4 ZnGa₂O₄电荷密度分析
    3.4 本章小结
第4章 ZnGa₂O₄自组装纳米结构的制备及其光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 ZnGa₂O₄自组装纳米结构的制备及表征分析
        4.2.1 ZnGa₂O₄自组装纳米结构的制备
        4.2.2 ZnGa₂O₄自组装纳米结构的表征分析
        4.2.3 ZnGa₂O₄自组装纳米结构的生长机理
    4.3 ZnGa₂O₄自组装纳米结构的光催化行为研究
        4.3.1 光催化实验内容
        4.3.2 模拟太阳光源激发下的光催化性能测试
        4.3.3 紫外光源激发下的光催化性能测试
        4.3.4 光催化机理
    4.4 本章小结
第5章 ZnGa₂O₄光学性能研究
    5.1 引言
    5.2 ZnGa₂O₄光学常数的计算及分析
        5.2.1 ZnGa₂O₄的介电函数
        5.2.2 ZnGa₂O₄的静态介电常数
        5.2.3 ZnGa₂O₄的光学常数
    5.3 粉末型ZnGa₂O₄的制备及其光学性能研究
        5.3.1 粉末型ZnGa₂O₄的制备及表征分析
        5.3.2 粉末型ZnGa₂O₄的光学性能研究
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3796573