Direct Z-scheme GaN/WSe2 heterostructure for enhanced photocatalytic water splitting under visible spectrum

异质结 分解水 材料科学 光催化 光电子学 范德瓦尔斯力 电子迁移率 载流子 带隙 可见光谱 密度泛函理论 化学 计算化学 催化作用 生物化学 有机化学 分子
作者
Xiaojun Ye,Fangfang Zhuang,Yuhan Si,Jingwen He,Yifan Xue,Hongbo Li,Kai Wang,Guoqiang Hao,Rui Zhang
出处
期刊:RSC Advances [Royal Society of Chemistry]
卷期号:13 (29): 20179-20186 被引量:7
标识
DOI:10.1039/d3ra00928a
摘要

van der Waals heterostructures are widely used in the field of photocatalysis due to the fact that their properties can be regulated via an external electric field, strain engineering, interface rotation, alloying, doping, etc. to promote the capacity of discrete photogenerated carriers. Herein, we fabricated an innovative heterostructure by piling monolayer GaN on isolated WSe2. Subsequently, a first principles calculation based on density functional theory was performed to verify the two-dimensional GaN/WSe2 heterostructure and explore its interface stability, electronic property, carrier mobility and photocatalytic performance. The results demonstrated that the GaN/WSe2 heterostructure has a direct Z-type band arrangement and possesses a bandgap of 1.66 eV. The built-in electric field is caused by the transfer of positive charge between the WSe2 layers to the GaN layer, directly leading to the segregation of photogenerated electron-hole pairs. The GaN/WSe2 heterostructure has high carrier mobility, which is conducive to the transmission of photogenerated carriers. Furthermore, the Gibbs free energy changes to a negative value and declines continuously during the water splitting reaction into oxygen without supplementary overpotential in a neural environment, satisfying the thermodynamic demands of water splitting. These findings verify the enhanced photocatalytic water splitting under visible light and can be used as the theoretical basis for the practical application of GaN/WSe2 heterostructures.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
曾予嘉完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
sword完成签到,获得积分10
2秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
唐子峻应助科研通管家采纳,获得20
3秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
低糖应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
3秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
蓝天应助大白采纳,获得10
4秒前
滕隐发布了新的文献求助10
5秒前
Yikao完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
无奈青旋发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
动听剑心完成签到 ,获得积分10
9秒前
coconut完成签到,获得积分10
10秒前
linman完成签到,获得积分10
10秒前
yilia完成签到,获得积分10
11秒前
wzppp发布了新的文献求助30
14秒前
张张完成签到 ,获得积分10
17秒前
酷炫老头完成签到,获得积分20
18秒前
天天快乐应助不予采纳,获得10
19秒前
19秒前
情怀应助Doraemon-2077采纳,获得10
20秒前
aq关闭了aq文献求助
23秒前
MMLi发布了新的文献求助10
24秒前
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
简明药物化学习题答案 500
Quasi-Interpolation 400
脑电大模型与情感脑机接口研究--郑伟龙 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6276503
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8096123
关于积分的说明 16924802
捐赠科研通 5345884
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2842182
邀请新用户注册赠送积分活动 1819415
关于科研通互助平台的介绍 1676682