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multi-objective global optimization approach predicted quasi-layered ternary TiOS crystals with promising photocatalytic properties

引用

Chinese Physics B 2024年第8期33卷 447-454页

作者：向依婕高思妍王春雷方海平段香梅郑益峰张越宇 Shanghai Institute of Applied Physics Chinese Academy of Sciences University of Chinese Academy of Sciences School of Materials Science and Engineering East China University of Science and Technology College of Science Shanghai University School of Physics East China University of Science and Technology School of Physical Science and Technology Ningbo University Wenzhou Institute University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)

Titanium dioxide（TiO2） has attracted considerable research attentions for its promising applications in solar cells and photocatalytic ***,the intrinsic challenge lies in the relatively low energy conversion efficiency of TiO2,primarily attributed to the substantial band gaps（exceeding 3.0 eV） associated with its rutile and anatase *** multi-objective global optimization,we have identified two quasi-layered ternary Ti-O-S crystals,composed of titanium,oxygen,and *** calculations of formation energy,phonon dispersions,and thermal stability confirm the chemical,dynamical and thermal stability of these newly discovered *** the state-of-art hybrid density functional approach and many-body perturbation theory（quasiparticle GW approach and Bethe-Salpeter equation）,we calculate the optical properties of both the TiOS ***,both phases show favorable photocatalytic characteristics,featuring band gaps suitable for visible optical absorption and appropriate band alignments with water for effective charge carrier ***,ternary compound TiOS holds the potential for achieving high-efficiency photochemical conversion,showing our multi-objective global optimization provides a new approach for novel environmental and energy materials design with multicomponent compounds.

关键词： first principles calculations multi-objective global optimization photocatalysis

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