应用于光催化的类石墨烯氮化镓和二硫化钨/二硒化钨纳米复合材料的设计（英文）

本文利用第一性原理对类石墨烯GaN和WS2/WSe2构成的复合材料的结构,电学及光学性质进行了系统的研究.氮化镓和WS2/WSe2之间通过范德华力进行相互作用,且这两种纳米复合结构中最稳定的构型都显示出直接带隙的特征.同时,由于导带底和价带顶分别由WS2（或WS e2）和GaN贡献,这两种复合结构形成了第二类异质结.我们对这两种异质结构的介电函数虚部和吸收光谱进行了计算并观察到由带间跃迁所引起的光学性质的增强.此外,能带偏移以及由电荷转移所产生的内建电场能够有效地抑制电荷-空穴对的复合,这对于光催化过程十分有利.通过施加双轴应变能有效地调节这两个异质结的带隙,甚至能在一定程度上使导带边远离H+...

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Published in:中国科学：材料科学（英文版） 2016 (12), p.1027-1036
Main Author: 蒙瑞燊 蒋珺柯 梁秋华 杨群 檀春健 孙祥 陈显平
Format: Article
Language:English
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Description
Summary:本文利用第一性原理对类石墨烯GaN和WS2/WSe2构成的复合材料的结构,电学及光学性质进行了系统的研究.氮化镓和WS2/WSe2之间通过范德华力进行相互作用,且这两种纳米复合结构中最稳定的构型都显示出直接带隙的特征.同时,由于导带底和价带顶分别由WS2（或WS e2）和GaN贡献,这两种复合结构形成了第二类异质结.我们对这两种异质结构的介电函数虚部和吸收光谱进行了计算并观察到由带间跃迁所引起的光学性质的增强.此外,能带偏移以及由电荷转移所产生的内建电场能够有效地抑制电荷-空穴对的复合,这对于光催化过程十分有利.通过施加双轴应变能有效地调节这两个异质结的带隙,甚至能在一定程度上使导带边远离H+/H2势能,从而进一步地提升异质结构的光催化性能.研究结果表明GaN/WS2和GaN/WSe2是优异的光催化和光电应用的候选材料.
ISSN:2095-8226
2199-4501