空位缺陷对C3N的光电性质的影响开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，二维材料以其独特的结构和优异的性能在电子、光电子、催化等领域引起了广泛的关注。

其中，石墨相氮化碳（g-c3n4）作为一种新型的二维材料，由于其具有良好的化学稳定性、热稳定性、可见光响应范围广、成本低廉等优点，在光催化、能源存储、传感等领域展现出巨大的应用潜力。

然而，本征g-c3n4也存在一些不足，例如光生载流子复合率高、电导率低等，限制了其进一步的应用。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者对g-c3n4材料的缺陷调控进行了大量的研究，并取得了一些重要的进展。

1. 国内研究现状

国内学者在g-c3n4的缺陷调控方面取得了一系列重要成果，例如，中国科学院理化技术研究所的研究团队通过热处理的方法在g-c3n4中引入了氮空位，发现氮空位的引入可以有效提高g-c3n4的光催化产氢活性。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题的研究主要围绕空位缺陷对c3n的光电性质的影响展开，通过理论计算和实验研究相结合的方法，系统地探究不同类型空位缺陷对c3n的电子结构、光吸收、载流子浓度和迁移率等的影响，揭示其内在机制，并探索其在光电器件中的潜在应用。

1. 主要内容

1.c3n的结构与性质研究：-首先，对c3n的晶体结构和电子结构进行分析，为后续研究奠定基础。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论计算和实验研究相结合的方法。

1.理论计算部分：-首先，利用materialsstudio软件构建c3n的晶体结构模型，并进行几何优化，得到稳定的结构。

-然后，基于密度泛函理论(dft)，采用castep模块计算c3n的电子结构、能带结构、态密度等，分析其电子结构特征。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.系统研究不同类型空位缺陷对c3n光电性质的影响，并结合理论计算和实验结果，揭示其内在机制。

2.通过构建空位缺陷与c3n光电性质之间的构效关系，为设计和开发高性能c3n基光电材料提供理论指导。

3.探索c3n材料在光催化、电子器件等领域的潜在应用，为其应用开发提供新的思路和方法。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘文龙, 孙长庆, 霍清伟, 等. 基于第一性原理的c3n4光催化性能研究进展[j]. 材料导报, 2022, 36(14): 15016-15024.

[2] 张浩, 张旭, 魏雨辰, 等. g-c3n4缺陷工程及其光催化应用研究进展[j]. 材料导报, 2022, 36(s1): 195-205.

[3] 孙亚飞, 巩倩, 薛陈, 等. g-c3n4的缺陷调控及其光催化co2还原性能研究进展[j]. 无机材料学报, 2021, 36(9): 917-926.