范德華異質結光催化劑的第一性原理研究

第1章 范德華異質結
1.1 引言
1.2 二維材料概述
1.3 二維材料的應用
1.3.1 傳感器領域
1.3.2 儲能和新型顯示領域
1.3.3 半導體材料光電領域
1.3.4 光催化領域
1.3.5 生物醫(yī)學領域
第2章 第一性原理計算方法
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 密度泛函理論的應用
2.4.1 物理學：強相關體系
2.4.2 化學：弱作用體系
2.4.3 分子電子學：輸運性質
2.4.4 光譜學：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結光催化劑
3.1 引言
3.2 計算模型與方法
3.3 結果分析與討論
3.3.1 幾何結構
3.3.2 能帶結構和態(tài)密度
3.3.3 電荷轉移和機理分析
3.3.4 光學性質
3.4 本章小結
第4章 二維g-C3N4／還原氧化石墨烯范德華異質結光催化劑
4.1 引言
4.2 計算方法
4.3 結果分析與討論
4.3.1 g-C3N4及g-C3N4／GR復合異質結的結構與電子性質
4.3.2 g-C3N4／RGO復合異質結的結構和電子性質
4.3.3 電荷密度差和光催化性能增強的機理分析
4.3.4 光學性質和光催化分解水過程
4.4 本章小結
第5章 零維C60／二維g-C3N4范德華異質結光催化劑
5.1 引言
5.2 計算方法
5.3 結果分析與討論
5.3.1 g-C3N4單層和C60分子的結構特征和電子性質
5.3.2 C60／g-C3N4復合異質結的構型和電子結構
5.3.3 N2原子對界面相互作用的影響
5.3.4 C60／g-C3N4異質結光催化性能
5.3.5 C60／g-C3N4異質結構型平面夾角變化對其光催化性能的影響
5.4 本章小結
第6章 二維硫化鉬一石墨烯基三元多層范德華異質結光催化劑
6.1 引言
6.2 計算方法
6.3 結果分析與討論
6.3.1 二維多層異質結界面處的電荷轉移
6.3.2 二維多層復合異質結的電子結構
6.3.3 二維多層復合異質結的靜電勢
6.3.4 二維多層復合異質結的光學特性
6.3.5 電場對二維多層復合異質結電子性質的調控
6.3.6 GR／MoS3基多層異質結普適特性
6.4 本章小結
第7章 CeO：半導體／氧化還原石墨烯范德華異質結光催化劑：官能團
調控作用
7.1 引言
7.2 計算模型與方法
7.3 結果分析與討論
7.3.1 CeO2／石墨烯復合材料
7.3.2 CeO2／高度還原氧化石墨烯復合材料
7.3.3 界面電荷轉移和機理分析
7.3.4 雜化密度泛函計算
7.3.5 TiO2和Ag3PO4與高度還原氧化石墨烯復合材料
7.4 本章小結
第8章 hBN／MoS2范德華異質結：外場對范德華異質結性能的調控
8.1 引言
8.2 計算方法
8.3 結果分析與討論
8.3.1 n-hBN／MoS2異質結的結構及其穩(wěn)定性
8.3.2 n-hBN／MoS2異質結的能帶帶隙隨電場的變化關系
8.3.3 n-hBN／MoS2異質結的能帶隨電場變化的機制
8.3.4 電場對n-hBN／MoS2異質結界面特性的影響
8.3.5 n-hBN／MoS2異質結中電場可調的直接與間接帶隙的機制探討
8.4 本章小結
第9章 寬禁帶半導體SiC／MoS2層狀范德華異質結光催化劑
9.1 引言
9.2 理論與模型
9.3 結果與討論
9.4 結論
第10章 二維層狀非金屬SiC／g-C3N4范德華異質結光催化劑
10.1 引言
10.2 理論與模型
10.3 結果與討論
10.3.1 單獨的兩個組分
10.3.2 結構穩(wěn)定性
10.3.3 幾何結構
10.3.4 電子和光學性質
10.3.5 界面屬性
10.3.6 制氫的光催化活性
10.4 結論