ZnO/GaN 异质结构纳米薄膜中增强的可见光吸收
材料科学
2020-09-04 v2
摘要
ZnO/GaN 合金由于具有可灵活调节且覆盖太阳光谱很宽范围的带隙，展现出优异的光催化剂应用，因此在过去几年中引起了广泛关注。本研究中，采用第一性原理计算研究了 (1-100) 和 (11-20) ZnO/GaN 异质结构纳米薄膜的结构稳定性和电子性质。探讨了纳米薄膜厚度和 GaN 比例的影响。发现所有研究的异质结构纳米薄膜的稳定性均不如相应的纯 ZnO 薄膜，但比纯 GaN 薄膜更稳定，表现出薄膜越厚稳定性越好的特性。电子能带结构显示，(1-100) 和 (11-20) 两种类型的异质结构纳米薄膜均为半导体，其带隙强烈依赖于 GaN 比例以及厚度。特别有趣的是，带隙首先减小，然后随着 GaN 比例的增加而增大。此外，讨论了电子对价带顶和导带底的贡献以及光学吸收。我们关于具有电子和空穴空间分离以及可灵活调节带隙的 ZnO/GaN 异质结构纳米薄膜的结果，在可见光-光伏领域展现出巨大的应用前景。
引用
@article{arxiv.1609.05340,
title = {Enhanced visible light absorption in ZnO/GaN heterostructured nanofilms},
author = {Yang Zhang and Zhi-Feng Wu and Peng-Fei Gao and Dang-Qi Fang and Sheng-Li Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.05340},
year = {2020}
}