S型异质结MoSi_(2)N_(4)/GeC电子及光学特性的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法研究了MoSi_(2)N_(4)/GeC异质结,对其进行结构、电子及光学特性的计算,并探究施加不同双轴应变和垂直电场对异质结能带结构及光吸收特性的影响,研究表明:MoSi_(2)N_(4)/GeC异质结是一种带隙为1.25 eV的间接带隙半导体,具有由GeC层指向MoSi_(2)N_(4)层的内建电场.此外,其光生载流子转移机制符合S型异质结机理,从而提高了光催化水分解的氧化还原电位,使其满足pH=0—14范围内的光催化水分解要求.双轴应变下,带隙随压缩应变的增加而先增大再减小,且在紫外区域的光吸收性能随压缩应变的增加而增强.带隙随拉伸应变的增大而减小,且可见光区域的光吸收性能较压缩应变时增强.垂直电场下,带隙随正电场的的增加而增大,随负电场的增大而减小.综上,MoSi_(2)N_(4)/GeC异质结可以作为一种高效的光催化材料应用于光电器件及光催化等领域.