新型二维Zr2CO2/InS异质结可见光催化产氢性能的第一性原理研究

• 作者: 史俊杰 张敏 贺勇 赵宇鹏
• 来源期刊: 无机材料学报
• 学科: 物理学
• 关键词: Zr2CO2/InS异质结 电子结构 光催化性能 第一性原理计算
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 993-998
• 页数: 6页
• 分类号: O471.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.15541/jim20190521

摘要

采用第一性原理计算方法,系统研究了新型二维Zr2CO2/InS异质结的电子结构和光催化性能.计算结果显示,二维Zr2CO2/InS异质结是一种直接带隙半导体材料,晶格失配率低于3％,形成能为–0.49 eV,说明其具有稳定的结构;Zr2CO2/InS异质结的带隙值为1.96 eV,对应较宽的可见光吸收范围,且吸收系数高达105 cm–1;异质结表现出Ⅱ型能带对齐,价带和导带的带偏置分别为1.24和0.17 eV,表明光生电子从Zr2CO2层转移到InS层,而光生空穴则与之相反,从而实现了电子和空穴在空间上的有效分离.另外,InS是间接带隙半导体材料,能够进一步降低电子和空穴的复合率.综上所述,新型二维Zr2CO2/InS异质结是一种潜在的可见光光催化剂.