Электронные свойства границ зерен g-C3N4

Abstract

В настоящее время использование солнечной энергии является перспективным благодаря широкой доступности и универсальности. В частности, фотокатализ с использованием полупроводников является экологически чистым и может применяться для расщепления воды, снижения уровня углекислого газа и удаления органических загрязнителей из воды и воздуха. При этом сохраняется потребность в новых фотокатализаторах с такими свойствами как дешевизна, распространенность в природе, высокая эффективность, стабильность и простота получения. В последние годы для этих целей изучается графитоподобный нитрид углерода (g-C3N4) благодаря простому изготовлению из недорогих прекурсоров, химической стабильности и активности в видимой части спектра (ширина запрещенной зоны составляет 2,7–2,9 эВ). Однако объемный g-C3N4 обладает низкой фотоактивностью из-за быстрой рекомбинации носителей, малой площади поверхности и низкой чувствительности. В то же время, термодинамика и кинетика формирования границ зерен (grain boundaries (GB)), а также особенности электронных свойств g-C3N4 остаются малоизученными.