ЖЭТФ, Том 142,
Вып. 6,
стр. 1196 (Декабрь 2012)
(Английский перевод - JETP,
Vol. 115, No 6,
p. 1048,
December 2012
доступен on-line на www.springer.com
)
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЩЕЛИ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ФОТОКАТАЛИЗАТОРАХ НА ОСНОВЕ ZnO И TiO2
Скориков Н.А., Коротин М.А., Курмаев Э.З., Чолах С.О.
Поступила в редакцию: 3 Апреля 2012
Выполнены ab initio-расчеты электронной структуры двойных оксидов на основе ZnO и TiO2 с целью поиска оптимальных допантов для эффективного поглощения видимой части солнечного излучения. Для анионного замещения были выбраны легкие элементы B, C и N. Катионное замещение моделировалось 3d-элементами Cr, Mn, Fe, Co и тяжелыми металлами Sn, Sb, Pb, Bi. Расчеты электронной структуры проводились полно-потенциальным методом линеаризованных присоединенных плоских волн с использованием модифицированного обменно-корреляционного потенциала Беке - Джонса. Допирование моделировалось путем расчета сверхячеек Zn15 D1 O16, Zn16 O15 D1, Ti15 D1 O32 и Ti8 O15 D1, где 1/16 атомов металла ( Ti, Zn) или кислорода замещались атомами допанта. Обнаружено, что наиболее эффективными допантами для ZnO являются углерод и сурьма, дающие значения энергетической щели соответственно Δ E=1.78 эВ и Δ E=1.67 эВ, а для TiO2 - азот (Δ E=1.76 эВ).
|
|