(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211003332.6 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 电子科技大 学长三角研究院 （湖州） 地址 313000 浙江省湖州市西塞山路819号 南太湖科技创新综合体B2幢8层 (72)发明人 葛传鹏　邓洪祥　祖小涛　 (74)专利代理 机构 北京金智普华知识产权代理 有限公司 1 1401 专利代理师 郭美 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/10(2020.01) B01J 35/00(2006.01) B01J 27/057(2006.01) (54)发明名称 一种提高单层GaSe光催化 性能的方法 (57)摘要 本发明专利涉及光催 化技术领域， 尤其指一 种提高单层GaSe光催化性能的方法。 包括S1、 单 层硒化镓的优化： 首先利用根据块状硒化镓的晶 体结构获得二维GaSe的晶体结构。 然后再对单层 的GaSe进行高精度结构 优化， 最后计算基本的性 质； S2、 构 件多种异质结构： 选择组成异质结的另 一种材料重复上述的操作。 使用MS软件将两种单 层二维材料堆叠在一起形成异质结； S3、 选择异 质结： 对不同的异质结进行高精度结构优化并计 算它们的结合能， 选择出结合能最小的异质结进 行后续的研究； 对选中的异质结进行更高精度的 结构优化； S4、 计算异质结相关参数； S5、 施加双 轴应变后再计算其光吸收。 该方法能够提高了电 子空穴的氧化还原能力， 提高光催化的效率。 权利要求书1页 说明书3页 附图5页 CN 115422729 A 2022.12.02 CN 115422729 A 1.一种增强单层GaSe光催化 性能的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 单层硒化镓的优化： 首先利用根据块状硒化镓的晶体结构获得二维GaSe的晶体结 构， 然后再对单层的GaSe进行高精度结构优化， 最后计算基本的性质； S2、 构件多种异质结构： 选择组成异质结的另一种材料重 复上述的操作， 使用MS软件将 两种单层二维材 料堆叠在一 起形成异质结； S3、 选择异质结： 对不同的异质结进行高精度结构优化并计算它们的结合能， 选择出结 合能最小的异质结进行后续的研究； 对选中的异质结进行 更高精度的结构优化； S4、 计算异质结相关参数； S5、 施加双轴应 变后再计算 其光吸收。 2.根据权利 要求1所述的一种增强单层GaSe光催化性能的方法， 其特征在于： 所述S1中 主要使用基于第一性原理的vasp软件包对 单层的GaSe进 行高精度结构优化； 最后计算的基 本性质包括晶体结构、 能带、 光吸 收。 3.根据权利 要求1所述的一种增强单层GaSe光催化性能的方法， 其特征在于： 所述S2中 可改变堆叠方式构建， 从而构件多种不同的异质结构。 4.根据权利要求1所述的一种增强单层GaSe光催化性能的方法， 其特征在于： 所述S3 中， 进行更高精度结构优化后的异质结 可针对计算 其声子谱进一 步证明异质结的稳定性。 5.根据权利要求1所述的一种增强单层GaSe光催化性能的方法， 其特征在于： 所述S4 中， 计算最稳定的异质结构的能带的相关参数主 要为： 差分电荷 密度、 光吸 收。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115422729 A 2一种提高单层GaSe光催化性能的方 法 技术领域 [0001]本发明专利涉及光催化 技术领域， 尤其指一种提高单层GaSe光催化 性能的方法。 背景技术 [0002]半导体的光催化剂分解水分为两个过程。 [0003](1)在阳光的照射下， 电子从半导体价带顶(VBM)迁移至导带底(CBM)， 在VBM留下 空穴。 [0004](2)被激发的电子和空穴与水反应生成氢气和 氧气。 但是只有半导体的CBM大于H +/H2的还原电势( ‑4.44eV， PH＝0时)， VBM的势能小于O2/H2O的氧化电势)( ‑5.67eV， PH＝0 时)时才能作为光催化。 而要作为高效的光催化剂还需要高的可见光吸收、 有效的分离电子 空穴对。 [0005]已有的研究表明单层的GaSe有合适的带边位置作为光催化剂， 但是G aSe在可见光 范围的光吸 收比较低， 并且作为单层的二维材 料不能有效地进行电子空穴对的分离 。 发明内容 [0006](一)要解决的问题 [0007]主要用于解决GaSe作为光催化剂， 在可见光范围的光吸收比较低， 且单层的二维 材料不能有效地进行电子空穴对的分离等问题， 提供一种提高单层GaSe光催化性能的方 法。 [0008](二)技术方案 [0009]本发明一种提高单层GaSe光催化 性能的方法， 包括以下步骤： [0010]S1、 单层硒化镓的优化： 首先利用根据块状硒化镓 的晶体结构获得二维GaSe的晶 体结构。 然后再对单层的GaSe进行高精度结构优化， 最后计算基本的性质； [0011]S2、 构件多种异质结构： 选择组成异质结的另一种材料重复上述的操作。 使用MS软 件将两种单层二维材 料堆叠在一 起形成异质结； [0012]S3、 选择异质结： 对不同的异质结进行高精度结构优化并计算它们的结合能， 选择 出结合能最小的异质结进行后续的研究； 对选中的异质结进行 更高精度的结构优化； [0013]S4、 计算异质结相关参数； [0014]S5、 施加双轴应 变后再计算 其光吸收。 [0015]作为优选的技术方案， S1中主要使用基于第一性原理的vasp软件包对单层的G aSe 进行高精度结构优化； 最后计算的基本性质包括晶体结构、 能带、 光吸 收。 [0016]作为优选的技 术方案， S2中可改变堆叠方式构建， 从而构件多种不同的异质结构。 [0017]作为优选 的技术方案， S3中， 进行更高精度结构优化后的异质结可针对计算其声 子谱进一 步证明异质结的稳定性。 [0018]作为优选的技术方案， S 4中， 计算最稳定的异质结构的能带的相关参数主要为： 差 分电荷密度、 光吸 收。说　明　书 1/3 页 3 CN 115422729 A 3