| 中文摘要 | 第1-5页 |
| ABSTRACT | 第5-11页 |
| 第一章 绪论 | 第11-33页 |
| ·课题背景 | 第11页 |
| ·半导体材料的光催化机理 | 第11-15页 |
| ·Ta_3N_5在光催化领域的研究进展 | 第15-21页 |
| ·引言 | 第15-16页 |
| ·实验研究进展 | 第16-20页 |
| ·理论研究进展 | 第20-21页 |
| ·Ta_3N_5作为光催化材料的优势与劣势 | 第21-26页 |
| ·效率 | 第22-25页 |
| ·寿命 | 第25页 |
| ·成本 | 第25-26页 |
| ·本文的选题依据和主要内容 | 第26-28页 |
| ·本章小结 | 第28-29页 |
| 参考文献 | 第29-33页 |
| 第二章 第一性原理计算 | 第33-53页 |
| ·引言 | 第33页 |
| ·密度泛函理论简介 | 第33-35页 |
| ·本文使用的相关软件 | 第35-36页 |
| ·第一性原理计算结果的可靠性 | 第36-50页 |
| ·收敛性测试 | 第36-39页 |
| ·布里渊区K点的选择 | 第39-41页 |
| ·交换关联泛函 | 第41-44页 |
| ·化学势的计算：元素单掺 | 第44-49页 |
| ·化学势的计算：元素共掺 | 第49-50页 |
| ·本章小结 | 第50-51页 |
| 参考文献 | 第51-53页 |
| 第三章 Ta_3N_5光催化材料的体相缺陷 | 第53-79页 |
| ·引言 | 第53页 |
| ·纯净的体相Ta_3N_5的若干性质 | 第53-55页 |
| ·计算方法 | 第53页 |
| ·体相Ta_3N_5的结构 | 第53-54页 |
| ·体相Ta_3N_5的电子结构 | 第54-55页 |
| ·含有缺陷和杂质的Ta_3N_5的若干性质 | 第55-58页 |
| ·计算方法 | 第55-56页 |
| ·各种缺陷和杂质在Ta_3N_5中的形成能 | 第56-57页 |
| ·含有各种缺陷和杂质的Ta_3N_5的电子结构 | 第57-58页 |
| ·氮空位与氧杂质的比较 | 第58-66页 |
| ·计算方法 | 第58-59页 |
| ·转变能级 | 第59-61页 |
| ·电子结构 | 第61-62页 |
| ·为什么氧杂质难以去除 | 第62-66页 |
| ·氧杂质对于Ta_3N_5光学带隙和带边位置的影响 | 第66-76页 |
| ·背景 | 第66-67页 |
| ·计算方法：模型的建立 | 第67-68页 |
| ·计算方法：DFT+U | 第68-70页 |
| ·计算方法：带边位置的确定 | 第70-71页 |
| ·氧杂质对于Ta_3N_5的光学带隙大小的影响 | 第71-75页 |
| ·氧杂质对于Ta_3N_5的带边位置的影响 | 第75-76页 |
| ·本章小结 | 第76-77页 |
| 参考文献 | 第77-79页 |
| 第四章 Ta_3N_5光催化材料的表面缺陷 | 第79-99页 |
| ·引言 | 第79页 |
| ·Ta_3N_5(100)表面的若干性质 | 第79-83页 |
| ·Ta_3N_5(100)表面的结构 | 第79-80页 |
| ·计算方法 | 第80-82页 |
| ·Ta_3N_5(100)表面的稳定性 | 第82-83页 |
| ·水吸附的初始吸附结构和吸附能计算方法 | 第83-84页 |
| ·水在纯净的Ta_3N_5(100)表面的吸附 | 第84-87页 |
| ·水在含氧杂质的Ta_3N_5(100)表面的吸附 | 第87-90页 |
| ·水在含氮空位的Ta_3N_5(100)表面的吸附 | 第90-93页 |
| ·若干问题的解释 | 第93-97页 |
| ·引言 | 第93页 |
| ·水在纯净的Ta_3N_5(100)表面的吸附 | 第93-94页 |
| ·水在含氧杂质的Ta_3N_5(100)表面的吸附 | 第94-95页 |
| ·水在含氮空位的Ta_3N_5(100)表面的吸附 | 第95-97页 |
| ·本章小结 | 第97页 |
| 参考文献 | 第97-99页 |
| 第五章 元素共掺对提高Ta_3N_5分解水能力的影响 | 第99-114页 |
| ·引言 | 第99-100页 |
| ·掺杂思路 | 第100-101页 |
| ·计算方法 | 第101-106页 |
| ·计算模型和参数 | 第101-102页 |
| ·形成能和表面能计算方法 | 第102-106页 |
| ·间隙掺杂元素(F,Cl) | 第106-109页 |
| ·形成能和表面能 | 第106-108页 |
| ·电子结构 | 第108-109页 |
| ·替换掺杂元素(Ti,Zr,Hf Ge,Sn) | 第109-111页 |
| ·形成能和表面能 | 第109-111页 |
| ·电子结构 | 第111页 |
| ·本章小结 | 第111-112页 |
| 参考文献 | 第112-114页 |
| 第六章 结论与展望 | 第114-117页 |
| ·结论 | 第114-115页 |
| ·展望 | 第115-117页 |
| 攻读博士期间获得的学术成果 | 第117-119页 |
| 致谢 | 第119-120页 |
