位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
掺杂Fe、Cd闪锌矿电子结构的第一性原理计算
  • ISSN号:1000-6524
  • 期刊名称:《岩石矿物学杂志》
  • 时间:0
  • 分类:P578.23[天文地球—矿物学;天文地球—地质学] P579[天文地球—矿物学;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京大学地球与空间科学学院,北京100871
  • 相关基金:国家重点基础研究“973”发展计划(2014CB846001); 国家自然科学基金项目(41230103);国家自然科学基金面上项目(41272003)
中文摘要:

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对掺Fe和(或)Cd的闪锌矿型Zn S的电子结构进行了计算。计算结果表明,纯闪锌矿的禁带宽度为2.85 e V;掺Fe浓度为3.125%的闪锌矿禁带宽度为2.58 e V,且Fe的3d和S的3p轨道杂化在禁带中引入了两条杂质能级;随着掺Fe量的增加,杂质能级的宽度和峰高也随之增大;掺Cd闪锌矿的禁带宽度为2.68 e V,并在下价带底引入一条杂质能级;Fe/Cd共掺杂的闪锌矿禁带宽度为2.49 e V,在禁带中出现的两条施主杂质能级可提高闪锌矿的可见光响应及催化能力。计算结果为深入探讨天然闪锌矿的可见光催化机制提供了理论支持。

英文摘要:

In this study, the authors investigated the electronic structures of Fe- and / or Cd-doped sphalerite Zn S by first-principles calculations. Theoretical results show that the band gap of pure sphalerite is 2. 85 e V. The results show that Fe-doped sphalerite Zn S with a doping amount of 3. 125% has a band gap of 2. 58 e V, and the hybridization of Fe 3d and S 3p orbital introduces two intermediate bands in the middle of the forbidden band. With the increase of the amount of Fe-doped, the width and peak height of intermediate bands also increase. The band gap of Cd-doped sphalerite is reduced to 2. 68 e V, and the intermediate band below the bottom of the forbidden band is due to the hybridization of Cd 4d and S 2p orbital. Fe- and Cd-codoping reduces the band gap of sphalerite to 2. 49 e V, and two donor levels in band gap can improve responding capability to visible light of sphalerite. These results provide theoretical supports for better understanding of photocatalytic mechanism of Fe- and Cd-doped natural sphalerite under visible light.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《岩石矿物学杂志》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会 中国地质学会岩石学专业委员会
  • 主办单位:中国地质学会矿物学专业委员会 中国地质科学院地质研究所
  • 主编:侯增谦
  • 地址:北京市百万庄路26号地质所
  • 邮编:100037
  • 邮箱:yskwzazhi@sohu.com yskw@chinajournal.net.cn
  • 电话:010-68328475
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6524
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1966/P
  • 邮发代号:82-52
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国地质文献预评数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:10602