Fe-S共掺杂纤锌矿ZnO的第一性原理

利用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法, 研究了铁(Fe)、硫(S)单掺杂及Fe-S共掺杂氧化锌(ZnO)体系的能带结构, 并对态密度和光学性质进行了对比分析。结果表明: 掺杂后晶格发生畸变; S原子掺杂减小了ZnO的能带间隙, Fe掺杂和Fe-S共掺杂后的ZnO引入了杂质能级, 使得ZnO体系对可见光和紫外光区域的光子能量吸收大幅增加, 扩展了光谱响应范围, 提高了ZnO的光催化性能。而在Fe-S共掺杂ZnO体系中发现, Fe、S原子相互影响较大, 致使禁带中的杂质能级有所减少, 吸收系数介于Fe、S单掺杂ZnO体系之间。