【摘 要】
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氧化锌作为一种宽禁带半导体材料,因其特殊的光电性质以及良好的化学稳定性而被广泛应用于光电子器件和光化学领域[1,2]。实验表明利用石墨烯对氧化锌表面进行修饰所制备出的
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氧化锌作为一种宽禁带半导体材料,因其特殊的光电性质以及良好的化学稳定性而被广泛应用于光电子器件和光化学领域[1,2]。实验表明利用石墨烯对氧化锌表面进行修饰所制备出的纳米复合物比单一氧化锌表现出更优异的光电性能和光催化活性,然而对于二者之间表面相互作用的微观内在机制却并不十分明确。本文采用基于第一性原理密度泛函理论(DFT)的GGA-PBE方法对氧化锌(0001)晶面与石墨烯以及氧化石墨烯形成的复合物的电子结构性质进行了研究。计算结果表明氧化锌与石墨烯的相互作用能主要取决于石墨烯的表面结构,且氧化锌-氧化石墨烯(Zn O-GO)较氧化锌-石墨烯(Zn O-G)的相互作用更强,氧化锌六方纤锌矿结构保持更完整。电子结构分析表明,复合物较纯物质电子离域程度降低,电荷转移趋势不明显。较Zn O-G而言,Zn O-GO中价带穿过费米能级且能带结构存在极化现象,同时观察到Zn O-GO表面电子空穴分离的更为显著。计算结果可为复合物光催化实验研究提供合理的理论解释。
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