六角氮化硼片帶隙調(diào)制的第一性原理研究.pdf

1、低維納米材料的研究為人們解決能能源、環(huán)境污染等問題提供了方向。隨著能源問題的日益凸顯,太陽能作為一種綠色可再生能源受到了極大的關(guān)注,光催化材料也隨之應(yīng)運而生。二維結(jié)構(gòu)石墨烯的成功制備,更是拓展了人們的研究寬度。六角片層蜂窩狀BN成功制備也使其成為研究熱點,它具有類似石墨烯的結(jié)構(gòu),是寬禁帶半導(dǎo)體。為了使二維硼氮片能成為一種高效的光催化材料,需要使BN片的帶隙減小到2.0eV左右,從而高效吸收太陽光譜中能量最大部分。為實現(xiàn)此目標,本文從電場

2、和應(yīng)變兩方面著手來調(diào)控BN片的能帶結(jié)構(gòu):
　　1、電場調(diào)控BN片的能帶結(jié)構(gòu):即采用外加電場手段來調(diào)控雙層BN片的帶隙。計算結(jié)果表明,雙層BN片在外加電場大小從0逐漸增至0.015au時,帶隙隨之可以由4.45eV減小至0.3eV。外加電場引起的能帶結(jié)構(gòu)的移動,導(dǎo)致價帶頂由一層的N-pz軌道構(gòu)成,而導(dǎo)帶底則由另一層的B-Pz軌道構(gòu)成。這種價帶頂和導(dǎo)帶底的分離使得在光激發(fā)條件下產(chǎn)生的電子-空穴對很好的分離,從而可能實現(xiàn)高效的光催化效應(yīng)