范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑的第一性原理研究

第1章 范德華異質(zhì)結(jié)
1.1 引言
1.2 二維材料概述
1.3 二維材料的應(yīng)用
1.3.1 傳感器領(lǐng)域
1.3.2 儲能和新型顯示領(lǐng)域
1.3.3 半導(dǎo)體材料光電領(lǐng)域
1.3.4 光催化領(lǐng)域
1.3.5 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
第2章 第一性原理計(jì)算方法
2.1 多粒子體系的第一原理
2.1.1 絕熱近似
2.1.2 Hartree-Fock近似
2.2 密度泛函理論
2.2.1 Hohenberg-Kohn定理
2.2.2 Kohn-Sham方程
2.3 常用的交換關(guān)聯(lián)泛函
2.3.1 局域密度近似
2.3.2 廣義梯度近似
2.3.3 贗勢
2.3.4 雜化密度泛函
2.4 密度泛函理論的應(yīng)用
2.4.1 物理學(xué)：強(qiáng)相關(guān)體系
2.4.2 化學(xué)：弱作用體系
2.4.3 分子電子學(xué)：輸運(yùn)性質(zhì)
2.4.4 光譜學(xué)：激發(fā)態(tài)和外場
第3章 二維石墨烯／Ag3PO4體材料的范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑
3.1 引言
3.2 計(jì)算模型與方法
3.3 結(jié)果分析與討論
3.3.1 幾何結(jié)構(gòu)
3.3.2 能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度
3.3.3 電荷轉(zhuǎn)移和機(jī)理分析
3.3.4 光學(xué)性質(zhì)
3.4 本章小結(jié)
第4章 二維g-C3N4／還原氧化石墨烯范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑
4.1 引言
4.2 計(jì)算方法
4.3 結(jié)果分析與討論
4.3.1 g-C3N4及g-C3N4／GR復(fù)合異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)與電子性質(zhì)
4.3.2 g-C3N4／RGO復(fù)合異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)
4.3.3 電荷密度差和光催化性能增強(qiáng)的機(jī)理分析
4.3.4 光學(xué)性質(zhì)和光催化分解水過程
4.4 本章小結(jié)
第5章 零維C60／二維g-C3N4范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑
5.1 引言
5.2 計(jì)算方法
5.3 結(jié)果分析與討論
5.3.1 g-C3N4單層和C60分子的結(jié)構(gòu)特征和電子性質(zhì)
5.3.2 C60／g-C3N4復(fù)合異質(zhì)結(jié)的構(gòu)型和電子結(jié)構(gòu)
5.3.3 N2原子對界面相互作用的影響
5.3.4 C60／g-C3N4異質(zhì)結(jié)光催化性能
5.3.5 C60／g-C3N4異質(zhì)結(jié)構(gòu)型平面夾角變化對其光催化性能的影響
5.4 本章小結(jié)
第6章 二維硫化鉬一石墨烯基三元多層范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑
6.1 引言
6.2 計(jì)算方法
6.3 結(jié)果分析與討論
6.3.1 二維多層異質(zhì)結(jié)界面處的電荷轉(zhuǎn)移
6.3.2 二維多層復(fù)合異質(zhì)結(jié)的電子結(jié)構(gòu)
6.3.3 二維多層復(fù)合異質(zhì)結(jié)的靜電勢
6.3.4 二維多層復(fù)合異質(zhì)結(jié)的光學(xué)特性
6.3.5 電場對二維多層復(fù)合異質(zhì)結(jié)電子性質(zhì)的調(diào)控
6.3.6 GR／MoS3基多層異質(zhì)結(jié)普適特性
6.4 本章小結(jié)
第7章 CeO：半導(dǎo)體／氧化還原石墨烯范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑：官能團(tuán)
調(diào)控作用
7.1 引言
7.2 計(jì)算模型與方法
7.3 結(jié)果分析與討論
7.3.1 CeO2／石墨烯復(fù)合材料
7.3.2 CeO2／高度還原氧化石墨烯復(fù)合材料
7.3.3 界面電荷轉(zhuǎn)移和機(jī)理分析
7.3.4 雜化密度泛函計(jì)算
7.3.5 TiO2和Ag3PO4與高度還原氧化石墨烯復(fù)合材料
7.4 本章小結(jié)
第8章 hBN／MoS2范德華異質(zhì)結(jié)：外場對范德華異質(zhì)結(jié)性能的調(diào)控
8.1 引言
8.2 計(jì)算方法
8.3 結(jié)果分析與討論
8.3.1 n-hBN／MoS2異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性
8.3.2 n-hBN／MoS2異質(zhì)結(jié)的能帶帶隙隨電場的變化關(guān)系
8.3.3 n-hBN／MoS2異質(zhì)結(jié)的能帶隨電場變化的機(jī)制
8.3.4 電場對n-hBN／MoS2異質(zhì)結(jié)界面特性的影響
8.3.5 n-hBN／MoS2異質(zhì)結(jié)中電場可調(diào)的直接與間接帶隙的機(jī)制探討
8.4 本章小結(jié)
第9章 寬禁帶半導(dǎo)體SiC／MoS2層狀范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑
9.1 引言
9.2 理論與模型
9.3 結(jié)果與討論
9.4 結(jié)論
第10章 二維層狀非金屬SiC／g-C3N4范德華異質(zhì)結(jié)光催化劑
10.1 引言
10.2 理論與模型
10.3 結(jié)果與討論
10.3.1 單獨(dú)的兩個(gè)組分
10.3.2 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
10.3.3 幾何結(jié)構(gòu)
10.3.4 電子和光學(xué)性質(zhì)
10.3.5 界面屬性
10.3.6 制氫的光催化活性
10.4 結(jié)論