侯清玉教授课题组在碱土金属掺杂对单层AlN: VN-Hi磁性和光催化性能影响方面有新发现

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近期,材料科学与工程学院侯清玉教授团队在单层AlN光催化性能的研究中取得新进展。研究发现,单层Al35HiCaN350相对适合被用作光催化剂。

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完美的二维AlN半导体只吸收紫外光,其磁矩为0μB最新研究中,侯清玉教授课题组采用密度泛函理论计算了VN3+/2+/1+/0Hi与杂质Be/Mg/Ca共存时对单层AlN的电学、磁性以及光催化性能的影响。研究发现,Al35HiBeN35Al35HiMgN35的稳定价态为0/+2/+3,Al35HiCaN35的稳定价态为0/+3。Al35HiBeN350Al35HiMgN350Al35HiCaN350的磁矩均为1μBAl35HiBeN35+2Al35HiMgN35+2的磁矩分别为0.82μB0.89μBAl35HiMgN35+3Al35HiCaN35+3的磁矩分别为0.87μB0.33μB这为设计新型二维自旋电子器件提供一定的理论指导。在所有含杂质体系中,Al35HiCaN350吸收光谱红移相对最明显,具有恰当的带边位置,载流子活性相对较好,电子与空穴不易复合,并且功函数最小,所以单层Al35HiCaN350相对最适合作为分解水的光催化剂,且光催化析氢相对最好。这将对开发新型二维AlN光催化剂有一定的理论指导价值。

(a) 功函数;(b) 光催化材料分解水;(c) 带边位置

研究以“First-principles study of the effect of alkaline earth metal doping on the magnetic and photocatalytic properties of monolayer AlN: VN-Hi” (碱土金属掺杂对单层AlN: VN-Hi磁性和光催化性能影响的第一性原理研究) 为题,于今年6月发表于期刊《Applied Surface Science》(一区,IF:6.7)上。论文第一完成单位为优德手机版入口,通讯作者为侯清玉教授第一作者材料科学与工程学院2021级博士生张彦霞。论文链接:https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.157831

侯清玉教授团队(第二排左三为侯清玉教授,第一排右一为文章第一作者张彦霞)

文字、图片:材料科学与工程学院

 

2023年08月31日 22:41:37

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