Matěj, Adam
Structure and electronic properties at the a-Fe2O3/Pt interface [rukopis] / Adam Matěj. -- 2019. -- 52. -- Oponent Petr Lazar. -- Ved. práce Piotr Blonski. -- Abstract: Tato práce je zaměřena na rozhraní (0001) a-Fe2O3 (hematit) v kombinaci s (111) platinou jako možným materiálem pro fotoelektrochemický (PEC) rozklad vody. K popisu elektronické struktury těchto heterostruktur jsme použili DFT+U výpočty. Vytvořili jsme dvě různá rozhraní a platinou dopovaný povrch, abychom mohli zkoumat efekty rozhraní a dopace na elektronické vlastnosti. Obě heterostruktury jsou stabilní a vykazují rozhraním indukované kontinuum stavů, které zvyšuje vodivost mezi oběma vrstvami. Kyslíkem terminovaná heterostruktura vykazuje výjimečné vlastnosti, zejména zvýšenou separaci nábojů a jejich migraci k požadovaným stranám materiálu. Dopace atomem platiny vede ke vzniku stavů okolo Fermiho hladiny a způsobuje vyšší rekombinaci elektronů a děr. Tato teoretická práce pomáhá porozumět změnám a procesům, ke kterým dochází na rozhraní Fe2O3/Pt, a které vedou k vylepšení materiálů pro použití k fotoelektrochemickému štěpení vody.. -- Abstract: This work focuses on (0001) a-Fe2O3 (hematite) in combination with (111) platinum as a possible material for photoelectrochemical (PEC) water splitting. We used DFT+U calculations to provide insight into the electronic properties in such heterostructure. We constructed two different interfaces and a Pt-doped slab to study the effect of interface and doping on electronic properties. Both heterostructures are found to be stable and exhibit an interface-induced continuum of states through bandgap increasing conductivity between the two layers. Heterostructure with O-terminated interface exhibited superior electronic properties showing increased charge separation and migration of charge carriers towards desired sides of the structure. Doping with Pt leads to states around Fermi level and causes higher electron-hole recombination rate. This theoretical study helps to understand changes and processes happening at the Fe2O3/Pt interface leading to improved materials for PEC water splitting.
Lazar, Petr. Blonski, Piotr. Univerzita Palackého. Katedra fyzikální chemie
hematit. platina. heterostruktura. DFT. fotoelektrochemie. rozhran?. hematite. platinum. heterostructure. DFT. photoelectrochemistry. interface. diplomové práce
(043)378.2