Přejít k obsahu


Electronic structure and dispersion of optical function of tantalum nitride as a visible light photo-catalyst

Citace:
AL-JAARY, A. Electronic structure and dispersion of optical function of tantalum nitride as a visible light photo-catalyst. Computational Materials Science, 2014, roč. 89, č. 15 června 2014, s. 45-51. ISSN: 0927-0256
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Electronic structure and dispersion of optical function of tantalum nitride as a visible light photo-catalyst
Rok vydání: 2014
Autoři: Prof. Ing. Ali H. Reshak Al-Jaary Ph.D.
Abstrakt CZ: Tantal nitrid Ta3N5, jako fotokatalyzátor viditelného světla je studován metodou the state-of-the-art full potential linear augmented plane wave (FPLAPW) ve skalární relativistické verzi. Vypočtené hodnoty zakázaného pásma se pohybují mezi 1,1 eV (LDA), 1,2 eV (GGA), 1,5 eV (EVGGA) a 2,1 eV (MBJ). Zakázané pásmo získalo pomocí MBJ vynikající shodu s experimentální hodnotou 2.1 eV, než v předchozích výpočtech. Tak byla metoa MBJ aplikována na vyšení základních stavů vlastností nitridu tantalu. Minimální vodivostní pás se nachází na místě Y BZ, přičemž maximální valenční skupina se nachází v centru BZ to znamená, že tantal nitrid je nepřímý polovodič. Vypočtené kontury elektronové hustoty náboje ukazují, že kovalentní vazba existuje mezi Ta a N atomy. Popisované optické vlastnosti podrobně hledají hlubší pohled do elektronové struktury. Vypočtená jednoosá anizotropie Ta3N5, ukazuje silnou anizotropii optických dielektrických funkcí. Spektrum ukazuje absorpceabsorpci ve viditelné oblasti, které činí Ta3N5 aktivním fotokatalyzátorem podle viditelného světelného záření. Ta3N5 crystal se téměř chová jako transparentní při vyšší vlnové délce světla.
Abstrakt EN: Tantalum nitride Ta3N5, as a visible light photocatalyst is studied using the state-of-the-art full potential linear augmented plane wave (FPLAPW) method in a scalar relativistic version. The calculated energy band gap values are vary between 1.1 eV (LDA), 1.2 eV (GGA), 1.5 eV (EVGGA) and 2.1 eV (mBJ). The band gap obtained using mBJ show excellent agreement with the experimental value 2.1 eV than the previous calculation. Thus mBJ potential is applied to investigate the ground state properties of tantalum nitride. The conduction band minimum is located at Y point of BZ, while the valence band maximum is located at the center of BZ indicates that the tantalum nitride is an indirect band gap semiconductor. The calculated electron charge density contours show that covalent bond exist between Ta and N atoms. The optical properties are discussed in details to seek deeper insight for the electronic structure. The calculated uniaxial anisotropy of Ta3N5, indicate a strong anisotropy of the optical dielectric functions. The absorption spectrum show that the absorption occurs in the visible region which makes Ta3N5 as an active photocatalyst under visible light irradiation. Ta3N5 crystal almost behaves as transparent in the higher wavelength light.
Klíčová slova

Zpět

Patička