掺杂单层MoS2电子结构与光催化性质的第一性原理计算

作     者：徐启远 高朋 刘正堂 

作者机构：九江学院机械与智能制造学院 西北工业大学材料学院 

出 版 物：《原子与分子物理学报》 (Journal of Atomic and Molecular Physics)

年 卷 期：2025年第1期

页      面：41-46页

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：江西省教育厅科技项目(GJJ211821) 

主　　题：掺杂 单层二硫化钼 光催化 电子结构 

摘      要：为了提高MoS2的光催化能力，本研究基于第一性原理平面波赝势方法，对Cr、W、Fe、Co、Ni替换单层MoS2晶格中的Mo进行研究.结果表明：W的替换能为正值，Cr、Fe、Co、Ni的替换能为负值. Cr、W掺杂晶格产生畸变主要是杂质原子的共价半径引起的；Fe、Co、Ni掺杂晶格产生畸变主要是掺杂原子的自旋导致的.Cr、W、Fe、Co、Ni掺杂单层MoS2带隙类型没有发生改变，仍然为直接带隙，但禁带宽度变小，吸收带红移，尤其Fe、Co、Ni掺杂，导带下方有杂质能级使费米能级向高能方向移动，可以作为捕获电子陷阱，增加电子密度，减少光激发电子-空穴对的复合，有利于提升光催化能力.