SiS2/ZnO范德华异质结光催化水分解第一性原理研究

作     者：李家豪 黄欣 杨志红 

作者机构：南京邮电大学电子与光学工程学院柔性电子(未来技术)学院 南京邮电大学理学院 

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

年 卷 期：2025年第6期

页      面：37-42页

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

主　　题：SiS2/ZnO Z-型范德华异质结 光催化 电子结构 第一性原理 

摘      要：基于第一性原理方法，研究了SiS2/ZnO范德华异质结的电子结构和光催化性质.结果表明，SiS2/ZnO异质结是带隙值为1.32 eV的半导体材料，表现出交错排列的能带结构.在异质结界面处，形成了从ZnO指向SiS2的内置电场，该内置电场的存在使得SiS2/ZnO异质结中形成了特殊的“Z-型载流子迁移模式，有利于电子空穴对的有效分离，同时增强了载流子的氧化还原能力.异质结构具有良好的热力学稳定性，且带边位置跨越水的氧化还原电位.与单层材料相比，SiS2/ZnO异质结光吸收谱出现红移现象，表现出更宽的光吸收范围（从可见光到紫外光）及更强的光吸收强度(达到10～5 cm-1量级).另外，通过施加双轴应变，可以有效调控SiS2/ZnO异质结的带隙值.以上结果表明SiS2/ZnO异质结有潜力成为新型光催化剂用于全解水.