첫 번째 원리 계산을 사용하여 1차원 반 데르 발스 이종 구조의 프로브 유형 II 밴드 정렬

HuiHui Hu; DeBen Lu; Kun Peng Dou; Xing-Qiang Shi

doi:10.3791/60180

이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.

방법 논문

첫 번째 원리 계산을 사용하여 1차원 반 데르 발스 이종 구조의 프로브 유형 II 밴드 정렬

7.4K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/60180

⸱

2019년 10월 12일

HuiHui Hu¹ , DeBen Lu¹ , Kun Peng Dou¹ , Xing-Qiang Shi²

¹College of Information Science and Engineering, Ocean University of China, ²Department of Physics, Southern University of Science and Technology

이 논문에서

요약

비엔나 Ab initio 시뮬레이션 패키지에 의해 수행된 계산은 나노 스케일 재료의 본질적인 전자 특성을 식별하고 잠재적인 물 분할 광촉매를 예측하는 데 사용할 수 있습니다.

초록

밀도 기능 이론(DFT)을 기반으로 하는 전산 도구는 표적 응용 을 위해 정성적으로 새롭고 실험적으로 달성 가능한 나노 스케일 화합물을 탐색할 수 있게 합니다. 이론적 시뮬레이션은 기능성 재료의 본질적인 전자 특성에 대한 깊은 이해를 제공합니다. 이 프로토콜의 목적은 전산 해부에 의해 광촉매 후보를 검색하는 것입니다. 광촉매 응용 분야에는 적절한 밴드 갭, 레독스 전위에 대한 적절한 밴드 엣지 위치가 필요합니다. 하이브리드 기능은 이러한 특성의 정확한 값을 제공할 수 있지만 계산 비용이 많이 드는 반면, Perdew-Burke-Ernzerhof(PBE) 기능 수준에서의 결과는 이를 통해 대역 구조 엔지니어링전략을 제안하는 데 효과적일 수 있습니다. 전장 및 인장 변형은 광촉매 성능을 향상시키는 것을 목표로합니다. 이를 설명하기 위해, 본 원고에서, DFT 기반 시뮬레이션 도구 VASP는 접지 상태에서 나노튜브및 나노리본의 조합으로 나노복합체의 대역 정렬을 조사하는데 사용된다. 흥분 상태에서 광생성된 구멍과 전자의 수명을 해결하려면 비열역학 계산이 필요합니다.

서론

깨끗하고 지속 가능한 에너지에 대한 전 세계적으로 수요는 유한 한 석유 자원에 대한 의존도를 줄이기 위해 유망한 재료에 대한 연구를 촉진했습니다. 시뮬레이션은 새로운 기능성 물질에 대한 검색을 가속화하는 실험보다 더 효율적이고 경제적입니다^1. 이론적 관점에서 재료 설계^2,^3,^4는 이제 전산 자원 및 이론 개발의 급속한 발전으로 인해 점점 더 인기가 있어 계산 시뮬레이션을 보다 안정적으로 만듭니다⁵. 많은 코드에서 구현된 밀도 함수 이론(DFT) 계산은 더욱 견고해지고 재현 가능한 결과^6.

비엔나 Ab initio 시뮬레이션 패키지 (VASP)⁷ 분자 및 결정 특성을 예측하기위한 가장 유망한 DFT 코드 중 하나를 제시하고이 코드를 사용하는 40,000 개 이상의 연구가 출판되었습니다. 대부분의 작업은 밴드 간격 크기를 과소 평가하지만 밴드 정렬 및 밴드 오프셋의 필수 추세를 캡처 Perdew-Burke-Er....