本征O空位缺陷对ZnO表面甲醛吸附性质影响的密度泛函理论研究

甲醛因其来源广泛、危害大,而受到社会各界的极大关注,研制一种高效快捷的甲醛检测传感器迫在眉睫。本文通过密度泛函理论方法,研究了甲醛在本征O空位缺陷ZnO表面的吸附性质,结果表明,甲醛在缺陷ZnO表面发生了物理吸附,甲醛分子与ZnO的最近结合距离为2.123 Å,结合能为0.496 eV。同时,吸附过程中伴随着电子的转移,甲醛分子从缺陷ZnO中捕获电子0.055 e。进一步计算甲醛吸附前后的总体态密度变化,发现甲醛吸附使带隙中产生了杂质能级,改变了O空位缺陷ZnO的电导性质,从而产生甲醛敏感信号。该研究期望为基于ZnO薄膜的甲醛气体传感器的研究提供理论参考。