近年来，环境污染与能源危机逐渐成了困扰制约人类发展的两大难题，环境治理和寻找新的能源迫在眉睫。半导体光催化材料在污染物处理以及分解水制氢气等方面的潜力日益受到人们的青睐，它能够在特定波长范围内产生光子的吸收，使材料内部的电子发生能级的跃迁，材料产生光生电荷与空穴的分离，具有还原性的光生电荷跃迁至材料表面，参与表面的氧化还原反应，达到分解污染物和水分子的目的。
BiOCl是一种具有层状结构的半导体，层与层之间以范德瓦尔斯力相结合，其由于其优良的光电性能，催化性能，以及良好的生物活性和生物相容性，而引起了科学家的极大兴趣。BiOCl 独特的结构和电子性质导致了它优异的性能，在能源、环保、化工、材料、催化等领域具有潜在的应用前景。
稀土元素化合物由于其中包含稀土元素的特殊性质而具有不同于其他半导体的性能。稀土元素卤氧化物：LaOCl、CeOCl、PrOCl、NdOCl、EuOCl、GdOCl 和 HoOCl 等具有与 BiOCl 类似的晶体结构，但对于这些化合物电子结构方面的研究还很少。 基于密度泛函理论的第一性原理计算逐渐成为人们在材料研究方面不可或缺的重要工具，已被广泛应用在材料的电子结构研究中。本文运用第一性原理软件 VASP 研究了稀土元素卤氧化物的电子结构及光学性质，并与 BiOCl 做了比较。分析了稀土元素卤氧化物的电子结构和光学性质之间的联系。
电荷转移情况的研究的研究结果显示，这类化合物原子间的结合与 BiOCl 类似：稀土元素与氧原子具有较强的化合，M-O 层构成了化合物的骨架。通过电子结构的研究，现 MOCl 较 BiOCl 具有更宽的带隙且其费米面附近具有更丰富的电子态，其中一些结构呈现出半金属性质。由稀土元素带来的费米能级附近丰富的电子态可能使其在电子器件方向具有一定的潜力。
长沙市工商行政管理局