ZnO基光催化材料的第一性原理研究

来源 :中国物理学会2013年秋季学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhengzheng369
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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;
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从二十世纪七十年代开始重主族元素化合物,如13和14族,已经被合成和分离出来,且引起人们越来越多的重视。这类化合物的共同特征是:重主族元素之间是多重键;稳定存在的自由基构型;象过渡金属一样能与诸如氨、氢气和烯等一些小分子反应,且反应条件温和。这类化合物不仅在实际应用中具有极大的潜在应用价值,而且在理论上有助于深入理解和认识成键机制。
钛硅分子筛是苯酚羟化的工业化催化剂,其催化剂的活性取决于过氧与底物的相互作用,但相应的过氧表征仍有许多工作需要研究。本文以组成和结构确定的环己二胺四乙酸过氧钛络合物Na2[Ti(O2)(cdta)]·2H2O为催化剂,考察催化苯酚的羟基化反应。
利用脉冲激光沉积技术在氮化镓外延衬底上沉积了Mn掺杂ZnS薄膜.XRD分析表明制备的薄膜具有闪锌矿结构,且沿(111)方向择优生长.电镜的分析显示制备的薄膜随着沉积温度和退火温度的升高,其纳米结晶颗粒逐渐增大,薄膜厚度约500 nm.
本文主要采用了密度泛函理论下的第一性原理平面破赝势方法,研究了富Zn条件下,Zn1-XMgxO(x=0,0.0625,0.125,0.1875,0.25)材料的一些电学性质.此外,我们还对在富Zn,富O,O/Zn=1三种情况下的ZnO材料进行计算及分析.
氧化锌材料具有优异的光电特性,易于掺杂,近年来一直是半导体材料领域关注的热点.YZO薄膜具有紫外辐射强、透过率高、电阻率低等特点,在短波长发光、平板显示、太阳电池等光电器件领域有广阔的应用前景[1-3].
The clustering and magnetic coupling of doped transition metals(TMs=V,Cr,Fe,Co,and Ni)in zinc-blende(ZB)hosts of ZnTe,CdTe,and MnTe were investigated by VASP with GGA+U approach.
在一类金属-绝缘体复合体系当中,人们发现当金属颗粒的比例接近渗流阈值(金属颗粒刚好形成一条曲折的通道)的时候,材料的霍尔系数能增大3个数量级。这种巨大的霍尔效应被解释为是由于等效载流子浓度在渗流阈值附近急剧降低引起的。
用磁控溅射技术在硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)沉积约10nm的金属Pt作为催化剂,采用金属Ga和氨气作为反应前驱物,在真空管式炉中用化学气相沉积(CVD)法在Si-NPA上生长GaN纳米结构,从而制备出GaN/Si-NPA纳米复合结构。
ZnO半导体材料由于其具备光电方面的优异特性而被广泛研究。而在ZnO母体中引入外来的掺杂离子从而改变电子结构与其相应的性质,更是拓展了ZnO在光电子(如p型掺杂)和自旋电子学(如过渡金属离子掺杂)等领域的潜在应用。