Zn12O12氧化鋅團(tuán)簇組裝多孔材料光學(xué)性質(zhì)的第一性原理研究.pdf

1、團(tuán)簇組裝材料以其特殊的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，給人們帶來了一個嶄新的視野。它的發(fā)展，對于制備可控性能的納米材料具有關(guān)鍵意義。本文采用第一性原理計算方法(GGA+U)，詳細(xì)地研究了四種Zn12O12氧化鋅團(tuán)簇組裝多孔材料(FAU-ZnO、LTA-ZnO、R-ZnO、SOD-ZnO)的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)特性以及摻雜效應(yīng)。
　　計算結(jié)果表明，纖鋅礦氧化鋅體材料(WZ-ZnO)的帶隙值為3.41eV，與實(shí)驗(yàn)值3.44eV非常接近。FAU-ZnO、LTA-

2、ZnO、R-ZnO相和SOD-ZnO相的帶隙分別為3.84、4.06、3.55eV和3.45eV，都大于WZ-ZnO相的帶隙。研究發(fā)現(xiàn)四種Zn12O12氧化鋅團(tuán)簇組裝多孔材料的能帶組成部分與WZ-ZnO相似，價帶主要由Zn的3d軌道和O的2p軌道構(gòu)成。導(dǎo)帶主要由Zn的4s軌道和O的2p軌道組成。在光學(xué)特性方面，WZ-ZnO在9eV位置存在最大吸收峰，SOD-ZnO相及R-ZnO相的最大吸收峰分別位于13eV、11eV附近，與WZ-ZnO

3、相比存在藍(lán)移現(xiàn)象;而FAU-ZnO相和LTA-ZnO相的吸收峰則存在紅移，峰值都處在7eV附近。在Cu摻雜改性研究中，WZ-ZnO、FAU-ZnO、LTA-ZnO、R-ZnO相和SOD-ZnO相的帶隙分別降至1.85、2.34、2.16、1.73eV和1.67eV。在Co摻雜改性研究中，WZ-ZnO、R-ZnO相和SOD-ZnO相的帶隙分別下降到1.76、1.78eV和2.03eV。在光學(xué)性質(zhì)方面，銅或鈷摻雜都引起ZnO相吸收邊發(fā)生了紅