本文基于第一性原理計(jì)算,研究了空位缺陷的2DZnO:Mg/Be體系的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì);鑭系元素?fù)诫sZnO的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)以及Pt/Au在ZnO表面的吸附結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明:（1）在2DZnO:Mg/Be體系里,雙層ZnO中空位缺陷比單層體系空位缺陷的形成能要低,說明空位缺陷更容易存在于雙層體系。對于層狀ZnO:Mg,隨著Mg雜質(zhì)的引入,氧空位的形成能量將減少,而層狀ZnO:Be中將隨Be的引入形成能量增大。在單層ZnO:Mg/Be兩種體系內(nèi),鋅空位比氧空位更容易形成。在2DZnO:Mg/Be體系里,氧空位在費(fèi)米能級附近將誘導(dǎo)雜質(zhì)能級從而來改善系統(tǒng)的導(dǎo)電性,而鋅空位不能。光學(xué)吸收譜表明,氧空位缺陷會引起藍(lán)移,而鋅空位缺陷會引起紅移。也就是說,兩種空位會產(chǎn)生相反的光學(xué)特性。因此,2D ZnO:Mg/Be中的空位缺陷是提高其電導(dǎo)率的重要缺陷,并增強(qiáng)其在光電子及光催化的潛在應(yīng)用能力。（2）在鑭系元素?fù)诫sZnO中,由于鑭系元素的離子半徑比Zn的離子半徑大而導(dǎo)致晶格常數(shù)會變大。由于鑭系元素-4f軌道和O-2p軌道、Zn-3p軌道和4s軌道雜化耦合作用使得摻雜后的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)一定的磁性。隨著鑭系元... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 ZnO的基本結(jié)構(gòu)和基本屬性
    1.3 ZnO的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 ZnO材料的應(yīng)用
    1.5 本論文的結(jié)構(gòu)
第二章 基本理論和計(jì)算方法
    2.1 引言
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 薛定愕(Schr?dinger)方程
        2.2.2 絕熱(Born-Oppenheimer)近似
        2.2.3 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.4 Kohn-Sham方程
    2.3 交換-關(guān)聯(lián)能泛函
        2.3.1 局域密度近似(LDA)
        2.3.2 廣義梯度近似(GGA)
        2.3.3 庫侖關(guān)聯(lián)交換作用項(xiàng)U
    2.4 平面波贗勢方法
    2.5 VASP程序包簡介
    2.6 光學(xué)性質(zhì)的計(jì)算
    2.7 本章小結(jié)
第三章 二維ZnO:Mg/Be的缺陷結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)
    3.1 引言
    3.2 計(jì)算方法與結(jié)構(gòu)參數(shù)
    3.3 空位形成能
    3.4 帶有空位缺陷的電子結(jié)構(gòu)
    3.5 空位缺陷對光學(xué)性質(zhì)的影響
    3.6 本章小結(jié)
第四章 La系摻雜ZnO的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算方法及缺陷形成能
    4.3 摻雜體系的電子結(jié)構(gòu)
    4.4 光學(xué)性質(zhì)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 Pt/Au在 ZnO表面的吸附
    5.1 引言
    5.2 可能的吸附位和吸附能
    5.3 Pt/Au在 ZnO表面的成鍵情況
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鉍系光催化劑的形貌調(diào)控與表面改性研究進(jìn)展[J]. 赫榮安,曹少文,余家國.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(12)
[2]稀土Ce摻雜對ZnO結(jié)構(gòu)和光催化性能的影響[J]. 余長林,楊凱,余濟(jì)美,彭鵬,操芳芳,李鑫,周曉春.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(02)



本文編號：3718657