氮缺陷对GaN/g-C3N4异质结电子结构和光学性能影响的第一性原理研究.pdf

基于密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法，研究了单层GaN、gC3N4、GaN/gC3N4异质结及3种氮缺陷GaN/gC3N4VXN(X=1、2、3)异质结的稳定性、电子结构、功函数及光学性能。计算结果表明，GaN/gC3N4异质结体系晶格失配率极低(0.8%)，属于完全共格。与单层gC3N4相比，GaN/gC3N4和GaN/gC3N4VXN(X=1、2、3)异质结的导带向低能方向偏移，价带上移，从而导致带隙减小，且态密度均显示出轨道杂化现象。GaN/gC3N4和GaN/gC3N4VXN(X=1、2、3)异质结在界面处均形成了电势差，在其内部形成了从gC3N4层指向GaN层的内置电场。GaN/gC3N4V1N异质结的界面电势差值最大且红移现象最为明显，表明GaN/gC3N4V1N异质结相较其他2个N缺陷异质结光学性能最好。氮缺陷的引入在不同程度上提高了GaN/gC3N4异质结在红外光区域的光吸收能力。关键词：GaN/gC3N4异质结；缺陷；电子结构；光学性能中图分类号：O471文献标识码：A文章编号：10014861(2023)09172108DOI：10.11862/CJIC.2023.134First principles study of the effect of nitrogen defects on the electronicstructure and optical property of GaN/gC3N4heterojunctionFU ShaShaXiAO QingQuanYAO YunMeiZOU MengZhengTANG HuaZhuYE JianFengXIE Quan(Institute of Advanced Optoelectronic Materials and Technology,College of Big Data andInformation Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China)Abstract:The stability,electronic structure,work function,and optical properties of monolayer GaN,gC3N4,GaN/gC3N4heterojunctions and three nitrogendeficient GaN/gC3N4VXN(X=1,2,3)heterojunctions were investigatedbased on the firstprinciples plane wave supersoft pseudopotential method under density generalized theory.Thecalculated results show that the lattice mismatch rate of the GaN/gC3N4heterojunction is extremely low(0.8%)andis a complete colattice.Compared with monolayer gC3N4,the conduction bands of the GaN/gC3N4and GaN/gC3N4VXN(X=1,2,3)heterojunctions are shifted in the lowenergy direction and the valence bands are shifted upward,which leads to the reduction of the band gap,and the density of states all show orbital hybridization.The GaN/gC3N4and GaN/gC3N4VXN(X=1,2,3)heterojunctions all form a potential difference at the interface,forming thebuiltin electric fields from the gC3N4layer to the GaN layer.The GaN/gC3N4V1Nheterojunction has the largestinterfacial potential difference and the most obvious redshift phenomenon,indicating that the GaN/gC3N4V1Nheterojunction has the best optical performance compared to the other two Ndefective heterojunctions.The introduction of nitrogen vacancies improves the light absorption ability of GaN/gC3N4heterojunction in the infrared regionto different degrees.Keywords:GaN/gC3N4heterojunction;defect;electronic structure;optical property无机化学学报第39卷0引言自2009年王心晨团队1首次报道一种石墨结构的层状材料以来，石墨相氮化碳(gC3N4)因其在水净化、光催化水分解制氢等领域的广泛应用而受到关注25。gC3N4是一种二维层状结构的新型非金属半导体材料，具有制备简单、稳定性好、带隙适宜等优点68。此外，其来源广泛、价格低廉、环保无毒，为大规模生产提供了可能911。GaN材料作为与SiC等一同兴起的第3代新型半导体材料，凭借其优异的特性成为了高温大功率微波器件1213、激光器件1415及光电子器件1617等领域的热点材料。不同于块状GaN，二维单层GaN具有新的与尺寸有关的电子特性，例如表现出强烈的激子效应从而提高内量子效率等1821。一些学者研究发现，由GaN和gC3N4构建的异质结具有优秀的性质。Sarkar 等22通过溶剂热蚀刻制备了大孔 GaN(mGaN)，然后用2D gC3N4活化，制备用于宽带和自供电(360635 nm)光电探测器的型异质结。该团队利用gC3N4开发了混合型GaN 型异质结，通过简单的喷涂技术提供自供电光电检测，其大孔结构增强了 GaN 的光学吸收。Reddeppa 等23构建的gC3N4/GaNRs异质结构在零偏压下对UV照射(=392 nm)表现出优异的光响应，对照射功率具有线性依赖性，可以有效地促进电荷传输和分离。刘晨曦等24通过密度泛函理论研究了电场对GaN/gC3N4异质结电子结构和光学性质的影响，研究发现电场使其异质结的禁带宽度有着不同程度的减小，使得电子从价带跃迁至导带更加容易，有利于提高体系的光催化活性。Ma等25研究发现 GaN/gC3N4异质结可以用于制造光电子器件。Trang 等26研究发现gC3N4/GaN/ZnO复合材料可以用作水溶液或废水中四环素降解的替代光催化材料。Wang等27首次将一种基于硫掺杂的 gC3N4(SCN)/nGaN异质结构应用于四环素检测的传感平台开发，取得了令人满意的结果。吸附、修饰、掺杂及缺陷等手段作为材料改性普适研究的新范式，能直接且有效地调控及改善材料的热电、光电及磁学等性能，赋予其新特性和延拓其应用2832。基于以上研究，我们采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法，构建了GaN/gC3N4异质结，研究了单层gC3N4、GaN以及不同N缺陷的GaN/gC3N4异质结的电子结构和光学性质，探讨了缺陷前后异质结的电子结构和光学性质的改变，以期计算结果为相关制备实验和调控研究提供理论指导。1计算细节1.1计算方法基于密度泛函理论，采用 CASTEP 软件包33进行 计 算。在 计 算 过 程 中，采 用 含 半 经 验 参 数TkatchenkoScheffler(TS)方案34来修正范德瓦耳斯(vdW)力。计算时选用采广义梯度近似(generalizedgradient approximation，GGA)和 交 换 关 联 函 数(PerdewBurkeErnzerhof，PBE)来处理电子间相互作用的关联能35，布里渊区积分采用 MonkLurstPack形式36取K点为331，单原子能量收敛标准为110-5eV，截断能(Ecut)取为500 eV，自洽收敛精度为210-6eV，内应力为0.05 GPa，所有计算均在倒易空间进行。本研究涉及的各原子的价电子组态分别为C(2s22p2)、N(2s22p3)、Ga(4s24p1)。1.2模型构建构建异质结之前，首先对体相GaN以及gC3N4进行结构优化，将优化后的单胞沿(001)面切割成二维 GaN(a=b=0.321 0 nm)和 gC3N4(a=b=0.477 9 nm)。然后根据晶格匹配情况，异质结模型分别由33的GaN和22的gC3N4构成，总共包括46个原子。为了研究异质结结构的稳定性，考虑了具有代表性的3种不同堆垛结构，结构模型如图1所示。为了减少层间的耦合作用，在c轴方向上添加了2.0 nm的真空层。为了检验不同N缺陷对异质结光学性能的影响，选择在gC3N4上的3种不同代表性的排列，如图2所示：1个二配位N原子的缺陷(gC3N4V1N)、2个二配位N原子的缺陷(gC3N4V2N)、3个二配位N原子的缺陷(gC3N4V3N)。2分析与讨论2.1结构与稳定性为了修正 GaN/gC3N4异质结之间的相互作用力，采用TS修正方法对GaN/gC3N4异质结的总能量进行了计算，计算结果如图3所示。3种堆叠结构的总能量随TS校正方法的变化趋势较小，说明计算结果在定性上是可靠的。由图3可知，结构2的总能量最低，表明结构 2 相对于另外 2 种结构最稳定。因此，下文将以结构 2来研究 N缺陷对 GaN/gC3N4异质结的影响。为了深入研究界面上gC3N4和GaN片之间的界1722第9期面相互作用，计算了GaN/gC3N4的界面结合能(Eb)，由如下公式表示：Eb=EGaN/gC3N4-EGaN-EgC3N4(1)其中，EGaN/gC3N4为GaN/gC3N4异质结的总能量，EGaN和EgC3N4分别为GaN和gC3N4的总能量。由表1(其中ECBM、EVBM分别为导带底、价带顶)可知，GaN/gC3N4、GaN/gC3N4V1N、GaN/gC3N4V2N、GaN/gC3N4V3N异质结的结合能分别为-1.32、-1.22、-0.46、-1.07 eV。上述异质结结合能均为负值，说明GaN与gC3N4之间存在一定的结合作用，使其成为了较稳定的体系。然而，随着氮缺陷数量的增加，相互作用能绝对值降低，这意味着缺陷的存在更加不利于 GaN/gC3N4异质结的热力学稳定性。几何优化后 GaN/gC3N4、GaN/gC3N4V1N、GaN/gC3N4V2N、GaN/gC3N4V3N异 质 结 的 平 衡 层 间 距(EIS)分 别 为 0.351 2、0.349 8、0.350 3、0.351 1 nm，略大于gC3N4/graphene异质结的最稳定 EIS37。为了进一步了解 GaN/gC3N4异质结的晶格失配比()，使用公式=|a2-a1|/a1来描述晶格失配率。其中a1和a2分别表示优化后的单层 gC3N4和 GaN 的晶格常数。计算得到 GaN/图1GaN/gC3N4异质结3种堆叠模式:(a)结构1、(b)结构2和(c)结构3的俯视图;(d)结构1、(e)结构2和(f)结构3的侧视图Fig.1Three stacking modes of GaN/gC3N4heterojunction:top views of(a)structure 1,(b)structure 2,and(c)structure 3;side views of(d)structure 1,(e)structure 2,and(f)structure 3图2gC3N4不同N缺陷俯视图Fig.2Top views of gC3N4different N defects图3GaN/gC3N4异质结的3种堆垛结构采用TS修正方法获得的总能量Fig.3Total energies obtained by TS correction methodfor three stacking structures of GaN/gC3N4heterojunctionSystemGaN/gC3N4GaN/gC3N4V1NGaN/gC3N4V2NGaN/gC3N4V3NEb/eV-1.32-1.22-0.46-1.07ECBM/eV-0.188-0.177-0.186-0.197EVBM/eV-0.123-0.156-0.150-0.179EIS/nm0.351 20.349 80.350 30.351 1表1GaN/gC3N4和GaN/gC3N4VXN异质结的Eb、ECBM、EVBM和EISTable 1Eb,ECBM,EVBM,and EIS of GaN/gC3N4andGaN/gC3N4VXNheterostructures付莎莎等：氮缺陷对GaN/gC3N4异质结电子结构和光学性能影响的第一性原理研究1723无机化学学报第39卷gC3N4异质结的失配率为 0.8%，属于完全共格(|5%)。2.2电子结构对单层GaN、gC3N4及GaN/gC3N4异质结几何优化后进行能带结构和态密度计算。如图 4 所示，选取布里渊区高对称点 G(0，0，0)、M(0，0.5，0.5)、K(-0.333，0.667，0)及 G(0，0，0)观察体系能带结构。图4a和4b分别为单层GaN、gC3N4的能带结构图，可以直观地从图中看出单层GaN和单层gC3N4的带隙分别为 2.142 和 1.658 eV，皆属于直接带隙半导体，接近 Yeoh等38和 Giao等39的计算值，说明本研究计算方法的可靠性。图 4c为 GaN/gC3N4异质结的能带结构图，可以看出异质结为直接带隙半导体，禁带宽度为 1.709 eV。与图 4a 和 4b 对比后发现，GaN/gC3N4异质结的能带是单层 GaN 和 gC3N4的简单叠加，保留了各自独立的电子结构。图4d为GaN/gC3N4异质结的态密度图。从图中可知，费米能级价带主要是由N的2p态和Ga的4p态贡献，导带则主要是由N的2p态和C的2p态贡献，费米能级向价带靠近，表现出半导体性质。三种不同N缺陷的GaN/gC3N4VXN(X=1、2、3)异质结的能带结构如图5所示，其直接带隙大小分别为 1.005、0.198、0.462 eV。不同 N 缺陷的异质结禁带宽度均小于单层gC3N4及GaN/gC3N4异质结，费米能级附近均出现杂质能级且靠近价带顶，呈现出p型半导体特性。不同N缺陷使得异质结导带向低能方向偏移，价带上移，从而导致带隙减小，有利于光学性能的改善。为进一步分析不同缺陷GaN/gC3N4VXN(X=1、2、3)异质结的电子结构，计算了3种异质结的总态密度和分波态密度。如图6a所示，GaN/gC3N4V1N的价带的-5-1 eV区域主要由gC3N4层的N的2p态和 GaN 层的 N 的 2p 态贡献。而导带底部主要由gC3N4层的C的2p态以及GaN层的N的2p态贡献。GaN/gC3N4V2N的态密度如图 6b 所示，在 0.80 和2.67 eV 附近产生新的峰值，主要由 C 的 2p轨道和Ga的 4s轨道组成。图 6c为 GaN/gC3N4V3N的态密度，在导带 0.41 eV 处波谷相较于未添加缺陷的GaN/gC3N4异质结有所提高，主要是与态密度向低能方向移动有关。为了深入研究异质结界面上的电荷转移机制，计算了单层GaN、gC3N4、GaN/gC3N4异质结及3种不同 N 缺陷 GaN/gC3N4VXN(X=1、2、3)异质结的功函数，如图7所示。从图中可以看出，单层GaN的功函数为4.961 eV，大于单层gC3N4的功函数(4.517 eV)。在单层GaN和gC3N4接触成为异质结时，2种材料之间的功函数之差会导致异质结界面的电荷重新分配。当GaN覆盖到gC3N4上时，GaN界面附近的电图4(a)单层gC3N4、(b)单层GaN、(c)GaN/gC3N4能带结构;(d)GaN/gC3N4的态密度Fig.4Energy band structure diagrams of(a)monolayer gC3N4,(b)monolayer GaN,and(c)GaN/gC3N4heterojunction;(d)Density of states of GaN/gC3N4heterojunction1724第9期子会从GaN薄片转移到gC3N4，并在GaN层留下一些空穴。图7c为GaN/gC3N4异质结的功函数(4.506eV)，即从半导体的内部逃逸到表面所需要的能量最低值。图 7d7f为 3种 N缺陷 GaN/gC3N4VXN(X=1、2、3)异质结的功函数，分别为 3.427、4.139、3.883eV。与单层gC3N4的功函数相比，均有不同程度的减小，其中GaN/gC3N4V1N异质结的功函数最小，说明电子从半导体内部逃逸到表面所需要的能量最低，电子跃迁相较于其他2种缺陷更为容易。3种N缺陷异质结界面均产生电势差，其中GaN/gC3N4V1N异质结的界面电势差最大为6.912 eV。界面电势差的产生说明在异质结内部形成了从 gC3N4层指向GaN层的内置电场。内置电场通过驱动空穴和电子向相反方向移动，有利于光生电子-空穴对的分离，极大地降低了电子-空穴对的复合率，这对提高光催化剂的性能起着至关重要的作用。可推测GaN/gC3N4V1N异质结能够有效提高体系的光催化性能。为了进一步了解GaN/gC3N4异质结间的载流子转移特性，计算了异质结的电荷差分密度。如图8所示，在界面处，可以看到电子在GaN层耗尽，在gC3N4处积累，说明 GaN/gC3N 界面间的电子从 GaN 层向gC3N4层转移，因此在界面处形成了一个有效的内图6(a)GaN/gC3N4V1N、(b)GaN/gC3N4V2N、(c)GaN/gC3N4V3N异质结的总态密度和分波态密度Fig.6Total densities of states and partial densities of states of(a)GaN/gC3N4V1N,(b)GaN/gC3N4V2N,and(c)GaN/gC3N4V3Nheterojunctions图5(a)GaN/gC3N4V1N、(b)GaN/gC3N4V2N和(c)GaN/gC3N4V3N的能带结构图Fig.5Energy band structure diagrams of(a)GaN/gC3N4V1N,(b)GaN/gC3N4V2N,and(c)GaN/gC3N4V3N付莎莎等：氮缺陷对GaN/gC3N4异质结电子结构和光学性能影响的第一性原理研究1725无机化学学报第39卷建电场，这与功函数的结果分析一致。2.3光学性质为了研究不同N缺陷对于GaN/gC3N4异质结光学性质的影响，计算了单层gC3N4、GaN/gC3N4以及GaN/gC3N4VXN(X=1、2、3)异质结的吸收谱。从图9可以看出，单层gC3N4、GaN/gC3N4异质结的光吸收带边分别为2.530和1.275 eV。随着缺陷N原子数量的增加，GaN/gC3N4VXN(X=1、2、3)异质结的光吸收带边分别左移至 0.612、0.322 和 0.134 eV。在能量区间04 eV(图9插图)，4种异质结的光吸收带边均向低能方向移动，发生了红移现象，拓宽了体系图9单层gC3N4、GaN/gC3N4及GaN/gC3N4VXN(X=1、2、3)异质结的吸收光谱图Fig.9Absorption spectra of monolayer gC3N4,GaN/gC3N4heterojunction,and GaN/gC3N4VXN(X=1,2,3)heterojunction图7(a)gC3N4、(b)GaN、(c)GaN/gC3N4、(d)GaN/gC3N4V1N、(e)GaN/gC3N4V2N、(f)GaN/gC3N4V3N的功函数Fig.7Work functions of(a)gC3N,(b)GaN,(c)GaN/gC3N4,(d)GaN/gC3N4V1N,(e)GaN/gC3N4V2N,and(f)GaN/gC3N4V3NPurple and green represent charge depletion and chargeaccumulation,respectively.图8GaN/gC3N4异质结的三维差分电荷密度图Fig.8Threedimensional differential charge densitydiagram of GaN/gC3N4heterojunction1726第9期的光吸收范围。其中GaN/gC3N4V1N异质结在低能区域的吸收系数最高，红移现象最为明显，可推测GaN/gC3N4V1N异质结的光学性能最优。3结论利用第一性原理研究了单层GaN、gC3N4、GaN/gC3N4异质结及3种N缺陷GaN/gC3N4VXN(X=1、2、3)异质结的电子结构和光学性能。GaN/gC3N4异质结具有极低的晶格失配比(0.8%)，属于完全共格，表明该异质结易在实验中形成。含有N缺陷的gC3N4与GaN平行接触，形成稳定的复合材料，GaN/gC3N4V1N异质结的工作效率最好。GaN/gC3N4异质结的禁带宽度相较于单层gC3N4减小，且态密度波峰和波谷提高，均出现轨道杂化现象。3种N缺陷下的GaN/gC3N4异质结均产生界面电势差，说明在异质结内部形成了从gC3N4层指向GaN层的内置电场。GaN/gC3N4异质结及3种N缺陷下GaN/gC3N4异质结的光吸收带边均向低能方向移动，发生红移现象。GaN/gC3N4V1N异质结的界面电势差最大且红移现象最明显，表明GaN/gC3N4V1N异质结相较其他2种N缺陷异质结光学性能最好。不同N缺陷的引入从不同程度上提高了GaN/gC3N4异质结在红外光区域的光吸收能力，计算结果对于GaN/gC3N4异质结在红外半导体器件的研究及其制备上具有一定的指导意义。参考文献：1Wang X,Maeda K,Thomas A,Takanabe K,Xin G,Carlsson J M,Domen K,Antonietti M.A metalfree polymeric photocatalyst for hydrogen production from water under visible light.Nat.Mater.,2009,8(1):76802Coro M,Pogcean F,Mgeruan L,Socaci C,Pruneanu S.A briefoverview on synthesis and applications of graphene and graphene based nanomaterials.Front.Mater.Sci.,2019,13(1):23323Chen H Y,Zhang S H,Jiang W,Zhang C X,Guo H,Liu Z,Wang ZM,Liu F,Niu X B.Prediction of twodimensional nodalline semimetals in a carbon nitride covalent network.J.Mater.Chem.A,2018,6(24):11252112594Wen J Q,Xie J,Chen X B,Li X.A review on gC3N4based photocatalysts.Appl.Surf.Sci.,2017,391:721235Cao S W,Yu J G.gC3N4based photocatalysts for hydrogen generation.J.Phys.Chem.Lett.,2014,5(12):210121076Reddy K R,Reddy C V,Nadagouda M N,Shetti N P,Jaesool S,Aminabhavi T M.Polymeric graphitic carbon nitride(gC3N4)basedsemiconducting nanostructured materials:Synthesis methods,properties and photocatalytic applications.J.Environ.Manage.,2019,238:25407Chen J J,Mao Z Y,Zhang L X,Wang D J,Xu R,Bie L J,Fahlman BD.Nitrogendeficient graphitic carbon nitride with enhanced performance for lithium ion battery anodes.ACS Nano,2017,11(12):12650126578Li J Y,Cui W,Sun Y J,Chu Y H,Cen W L,Dong F.Directional electron delivery via a vertical channel between gC3N4layers promotesphotocatalytic efficiency.J.Mater.Chem.A,2017,5(19):935893649Jia L,Cheng X X,Wang X N,Cai H,He P,Ma J Y,Li L L,Ding Y,Fan X X.Largescale preparation of gC3N4porous nanotubes withenhancedphotocatalyticactivitybyusingsalicylicacidandmelamine.Ind.Eng.Chem.Res.,2019,59(3):1065107210Ansari S A,Cho M H.Simple and large scale construction of MoS2gC3N4heterostructures using mechanochemistry for high performanceelectrochemical supercapacitor and visible light photocatalytic applications.Sci.Rep.,2017,7(1):4305511Su F,Mathew S C,Lipner G,Fu X,Antonietti M,Blechert S,WangX.mpgC3N4catalyzed selective oxidation of alcohols using O2andvisible light.J.Am.Chem.Soc.,2010,132(46):162991630112Pearton S,Ren F,Zhang A P,Dang G,Cao X A,Lee K P,Cho H,Gila B P,Johnson J W,Monier C.GaN electronics for high power,hightemperature applications.Mater.Sci.Eng.B,2001,82(1):22723113Zhang A,Ren F,Anderson T,Abernathy C,Singh R,Holloway P,Pearton S,Palmer D,McGuire G.Highpower GaN electronic devices.Crit.Rev.Solid State Mat.Sci.,2002,27(1):17114Kuramoto M,Kobayashi S,Akagi T,Tazawa K,Tanaka K,Saito T,Takeuchi T.Highoutputpower and hightemperature operation ofblue GaNbased verticalcavity surfaceemitting laser.Appl.Phys.Express,2018,11(11):11210115Takeuchi T,Kamiyama S,Iwaya M,Akasaki I.GaNbased verticalcavity surface emitting lasers with AlInN/GaN distributed Braggreflectors.Rep.Prog.Phys.,2018,82(1):01250216Zhao C,Alfaraj N,Subedi R C,Liang J W,Alatawi A,Alhamoud A,Ebaid M,Alias M S,Ng T K,Ooi B S.nitride nanowires onunconventional substrates:From materials to optoelectronic deviceapplications.Rep.Prog.Phys.,2018,61:13117Shu H B,Zhao M L,Sun M L.Theoretical study of GaN/BP van derWaals nanocomposites with strainenhanced electronic and opticalproperties for optoelectronic applications.ACS Appl.Nano Mater.,2019,2(10):6482649118Chen Y X,Liu K L,Liu J X,Lv T R,Wei B,Zhang T,Zeng M Q,Wang Z C,Fu L.Growth of 2D GaN single crystals on liquid metals.J.Am.Chem.Soc.,2018,140(48):163921639519Bernardi M,Ataca C,Palummo M,Grossman J C.Optical and electronic properties of twodimensional layered materials.Nanophotonics,2017,6(2):47949320Prete M S,Mosca Conte A,Gori P,Bechstedt F,Pulci O.Tunableelectronic properties of twodimensional nitrides for light harvestingheterostructures.Appl.Phys.Lett.,2017,110(1):01210321Shu H B,Niu X H,Ding X J,Wang Y.Effects of strain and surface付莎莎等：氮缺陷对GaN/gC3N4异质结电子结构和光学性能影响的第一性原理研究1727无机化学学报第39卷modification on stability,electronic and optical properties of GaNmonolayer.Appl.Surf.Sci.,2019,479:47548122Sarkar K,Kumar P.Activated hybrid gC3N4/porous GaN heterojunction for tunable selfpowered and broadband photodetection.Appl.Surf.Sci.,2021,566:15069523Reddeppa M,KimPhung N T,Murali G,Pasupuleti K S,Park B G,In I,Kim M D.Interaction activated interfacial charge transfer in 2DgC3N4/GaN nanorods heterostructure for selfpowered UV photodetector and room temperature NO2gas sensor at ppb level.Sens.Actuator BChem.,2021,329:12917524刘晨曦,庞国旺,潘多桥,史蕾倩,张丽丽,雷博程,赵旭才,黄以能.电场对GaN/gC3N4异质结电子结构和光学性质影响的第一性原理研究.物理学报,2022,71(9):097301LIU C X,PANG G W,PAN D Q,SHI L Q,ZHANG L L,LEI B C,ZHAO X C,HUANG Y N.Firstprinciples study of influence of electric field on electronic structure and optical properties of GaN/g C3N4heterojunction.Acta Phys.Sin.,2022,71(9):09730125Ma Z L,Xu L,Dong K J,Chen T,Xiong S X,Peng B J,Zeng J,TangS H,Li H T,Huang X.GaN/Surface modified graphitic carbonnitride heterojunction:Promising photocatalytic hydrogen evolutionmaterials.Int.J.Hydrog.Energy,2022,47(11):7202721326Trang N H,Ha T T V,Viet N M,Phuong N M.Synthesis,characterization,and photocatalytic activity of gC3N4/GaNZnO composite.J.Nanomater.,2021,2021:1927Wang X Y,Rong X J,Zhang Y,Luo F,Qiu B,Wang J,Lin Z Y.Homogeneousphotoelectrochemicalaptasensorsfortetracyclinebased on sulfur doped g C3N4/n GaN heterostructures formedthrough selfassembly.Anal.Chem.,2022,94(8):3735374228Li Y H,Ren Z T,He Z J,Ouyang P,Duan Y Y,Zhang W D,Lv K,Dong F.Cry