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硼和磷共掺杂对石墨相氮化碳单层电子与光学性质的影响:第一性原理模拟

材料科学 2018-06-13 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

我们利用密度泛函模拟研究了硼(B)和磷(P)共掺杂对石墨相氮化碳(g-C3_3N4_4 或 GCN)单层电子和光学性质的影响。能带结构表明,将 B 和 P 掺入 GCN 的六方晶格中使能带隙从本征 GCN 的 3.13.1 eV 减小到 1.91.9 eV,从而将光吸收拓展至可见光区域。此外,基于吸收光谱和介电函数的计算,共掺杂体系在可见光区域表现出增强的吸收强度以及更多的电子跃迁,即被称为 π\pi^* 电子跃迁,其在本征 GCN 中发生但被禁止。这些跃迁可归因于掺杂引起的电荷重分布,由电子密度和 Mulliken 电荷布居所确认的畸变构型 B/P 共掺杂 GCN 导致。因此,B/P 共掺杂 GCN 有望成为光电化学水分解反应中高效太阳能 H2_2 生产的有前景光电极候选材料。

关键词

引用

@article{arxiv.1806.01001,
  title  = {Effect of boron and phosphorus codoping on the electronic and optical properties of graphitic carbon nitride monolayers: First-principle simulations},
  author = {Mahdieh Yousefi and Monireh Faraji and Reza Asgari and Alireza Z. Moshfegh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1806.01001},
  year   = {2018}
}

备注

11 pages, 10 figures