Cr掺杂Cu2 O的光催化性质的第一性原理研究

采用第一性原理计算的方法,研究了不同浓度及不同位置Cr掺杂Cu2 O体系的缺陷形成能、电子结构和可见光区域的光催化性质及产生机理.结果表明,本征Cu2 O显示半导体特性,在可见光区域吸收很弱;不同浓度、不同位置的Cr掺杂体系均是稳定的,显示金属特性.与本征Cu2 O相比,随着Cr掺杂浓度的增大,体系在可见光范围内的吸收峰均有不同程度的增强,并且两个Cr原子近邻掺杂时可见光区域的吸收系数最大,光催化效率最强.态密度分析发现,Cr掺杂体系在可见光范围的吸收主要由Cr 3d态电子的带内跃迁产生;不同掺杂浓度和结构构型主要影响材料在长波长段的物理性质,而对短波长段的性质影响很小.因此,通过增大Cr掺杂浓度及调控掺杂位置可以提高Cu2 O在可见光区域的光催化效率,推动Cu2 O在光催化方面的发展.