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摘要
硫化锌、氧化锌材料是常见的Ⅱ-Ⅵ族宽禁带半导体材料,其较大的禁带宽度和丰富的发光色彩,令其在光催化、化学电池、量子点材料等领域具有广泛应用潜力。然而,本征态的硫化锌与氧化锌材料具有激发态不稳定、光生电子与空穴易复合以及可见光利用不足等自身缺陷,极大地限制了其实际应用。硫化锌与氧化锌的制备方法多种多样,有液相法、气相法、固相法、生物法等,不同的实验条件(如温度、浓度和前驱体种类)会导致不同的微观形貌,从而带来不同的性质;除此以外,通过掺杂、复合等改性手段也是改良纳米材料性能的不二选择。近年来,研究者们已经采用了诸如元素掺杂、表面形貌调控或二维材料复合等改性方法提升硫化锌、氧化锌的反应活性。理论计算化学是随计算机技术与量子力学进步而新兴的学科,相比于实验化学,其在研究物质结构、预测化合物的反应活性、研究反应的微观本质过程等问题中,具有独特的优势。目前,硫化锌与氧化锌的本征态计算已很成熟,对于元素掺杂以及复合体系的计算也很火热,但由于选用近似方法的不同,得到的计算结果与实际实验会有差异,寻求更为精确的近似方法是亟待解决的问题。本文综述了硫化锌、氧化锌及其复合材料的制备方法、理论研究进展,从光催化、电池、量子点和医疗领域介绍了其应用现状,最后对其未来的发展方向进行了展望。
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单位生命科学学院; 鲁东大学
