第一性原理计算Mo浓度对Mo掺杂BiVO_4光催化性能的影响

作者：苟杰; 熊明姚; 张志远; 吴征成; 苏欣^*

来源：原子与分子物理学报, 2024, 41(03): 188-194.

DOI：10.19855/j.1000-0364.2024.036008

• BiVO_4
• 第一性原理
• 掺杂
• 光催化性能

本文利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了不同浓度的Mo掺杂BiVO4的V位的电子结构、光学性质和光催化性能.缺陷形成能的计算结果说明BiMoxV1-xO4(x=0.0625, 0.125, 0.25)三种掺杂体系都是可以稳定存在的.电子结构计算结果表明：BiMoxV1-xO4(x=0, 0.0625, 0.125, 0.25)四种体系的带隙分别为2.123 eV,2.142 eV,2.160 eV和2.213 eV.掺杂BiVO4体系的带隙值均大于本征BiVO4,且带隙随着Mo浓度的增加而增大. BiMoxV1-xO4(x=0.0625, 0.125, 0.25)三种掺杂体系的能带结构全部向低能量区域移动，导致掺杂体系导带底越过费米能级，Mo掺杂BiVO4后具有n型半导体特性.光学性质计算结果表明，本征BiVO4和BiMoxV1-xO4(x=0.0625, 0.125, 0.25)三种掺杂体系的介电常数分别为3.08,3.90,12.7和17.50,掺杂后的静介电常数都呈现增大的趋势.对于反射系数和介电函数虚部而言，掺杂BiVO4体系在低能量区域内提升明显.对于吸收系数而言，在掺杂的三种体系中，Mo掺杂BiVO4体系的光吸收系数对红外光的吸收提升明显.光催化性能计算结果表明，本征BiVO4氧化H2O生成O2的能力最弱，BiMo0.25V0.75O4氧化H2O生成O2的能力最强.

• 单位
  伊犁师范大学