二维GaN纳米材料的光催化性能第一性原理研究

发布时间：2021-09-13 17:45

　　现代工业技术的加剧,使得对能源的需求日益增加,同时环境污染问题日益严重这些都使得研究人员们要开发出环境友好型清洁能源。氢气是公认的最理想的清洁能源,同时光催化分解水制氢的途径也是一种环境友好型途径。二维材料相比于固体可以为光催化过程提供很多优越的性能,例如多孔结构、高比表面积、良好的结晶度、载流子更容易迁移以及丰富的反应位点等。氮化镓（Gallium Nitride,GaN）是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料,被称为是第三代半导体材料。它具有宽的直接带隙、高的热导率、化学稳定性好等优异性质。但是因为GaN材料的带隙值较大,所以GaN材料不能直接用作于光催化剂。需要降低带隙值、扩宽可见光响应范围等。现在广泛研究的手段是通过建立固-溶体系、建立异质结等进行改性研究。而本文将通过离子掺杂的方式对其进行改性,使得其具有良好的光催化性能。掺杂方法选用的是阴离子单掺和阴阳离子共掺,单掺杂的离子选用的是C原子,让其替换N原子实现替换掺杂,共掺杂的阴阳离子是C-Ge和C-Sn两种共掺体系。本文主要计算了掺杂体系的几何结构、电子结构、缺陷形成能、带边位置、光学性质。其中对于电子结构以及光学性质... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

半导体能带结构示意图

半导体光催化过程示意图

GaN纳米片2×2×1超胞结构的主视图（a）和俯视图（b）

【参考文献】：
期刊论文
[1]半导体光催化研究进展与展望[J]. 韩世同,习海玲,史瑞雪,付贤智,王绪绪.  化学物理学报. 2003(05)
[2]TiO2光催化氧化研究进展[J]. 魏子栋,殷菲,谭君,WalterZ.Tang,侯万国.  化学通报. 2001(02)



本文编号：3395061