Fe和Cd掺杂闪锌矿的电子结构研究

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• 作者：丁聪巫翔李艳鲁安怀
• 会议时间：2014-10-01
• 关键词：光催化还原剂 ; 闪锌矿 ; 金属掺杂 ; 铁元素 ; 镉元素 ; 电子结构 ; 催化性能
• 作者单位：北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室地球与空间科学学院,北京100871
• 母体文献：2014年全国矿物科学与工程学术会议论文集
• 会议名称：2014年全国矿物科学与工程学术会议
• 会议地点：南京
• 主办单位：中国矿物岩石地球化学学会
• 语种：chi

摘要

天然闪锌矿是一种优良的半导体光催化还原剂,其丰富的类质同像替代离子显著地影响着它的光催化活性.李艳等发现天然含Fe闪锌矿具有良好可见光催化活性并认为Fe的存在提高了光电子的利用率.本文采用第一性原理计算方法,分别计算掺Fe,Cd及Fe,Cd共掺杂闪锌矿的电子结构,可为天然闪锌矿可见光催化机制提供理论支持.综合以上计算结果,分析认为天然闪锌矿在可见光光催化活性上较纯闪锌矿更具优势。Fe,Cd共掺杂的闪锌矿禁带宽度减小为2.49eV,Fe和Cd均可以使闪锌矿的禁带宽度减小,且两条杂质能级的引入为光电子提供了“跳板”,同时随着Fe掺杂浓度的增大,杂质能级的宽度和峰高也会随之增大,为光电子提供更多更易占据的“跳板”,进一步提高闪锌矿的可见光光催化效率。