二维As₂O₃光催化性质理论研究

摘要

基于密度泛函理论的超软赝势第一性原理计算方法,该文提出了一种新型P-3m1相二维As₂O₃,并研究其结构稳定性,电子结构和光催化性质.计算结果显示,二维As₂O₃具备较好的稳定性,并具有1.04 eV的间接能隙.基于形变势理论进一步计算了As₂O₃的载流子迁移率,发现其电子和空穴的迁移率表现出明显的各向异性,沿armchair和zigzag方向的电子/空穴迁移率分别为1259.91/115.41 cm²·V^-1·s^-1和1254.21/36.12 cm²·V^-1·s^-1,这说明As₂O₃具备很低的电子-空穴复合率,拥有较高的光催化活性.对比标准氢电极的氧化还原势发现,二维As₂O₃具备2.57 eV的氧化势能,能够光催化水裂解出O₃, O₂和H₂O₂等.此外,二维As₂O₃对可见光和紫外光表现出强烈的吸收效果,吸收系数高达10～5 cm^-1.这表明二维As₂O₃在纳米电子器件和光催化领域有着潜在的应用前景.

关键词

二维As₂O₃ / 载流子迁移率 / 光催化 / 光学性质