Fig. 1. (a) Atomic structures, (b) band structure and density of states (DOS) of the g-ZnO primitive unit cell. The valence band maximum of g-ZnO is referred to 0 eV.理想g-ZnO的(a)晶体结构以及(b)能带和态密度, 其中g-ZnO价带顶对齐到0 eV

Fig. 2. Atomic structures of the g-ZnO supercells: (a) Ideal g-ZnO; (b) V_{O_}g-ZnO; (c) N_{O_}g-ZnO; (d) N atom at hollow site; (e) N atom on top of Zn atom; (f) N atom on top of O atom. 空位及掺杂超胞体系的几何结构示意图　(a) V_{Zn_}g-ZnO; (b) V_{O_}g-ZnO; (c) N_{O_}g-ZnO; (d) N原子吸附在六元环中心上方; (e) N原子吸附在Zn原子上方; (f) N原子吸附在O原子上方

Fig. 3. Total density of states and partial density of states: (a) V_{Zn_}g-ZnO; (b) V_{O_}g-ZnO; (c) N_{O_}g-ZnO; (d) N@g-ZnO. The valence band maximum of g-ZnO is referred to 0 eV. 总态密度和分波态密度　(a) V_{Zn_}g-ZnO; (b) V_{O_}g-ZnO; (c) N_{O_}g-ZnO; (d) N@g-ZnO; 其中g-ZnO的价带顶对齐到0 eV

Fig. 4. Band structure of (a) V_{Zn_}g-ZnO; (b) V_{O_}g-ZnO; (c) N_{O_}g-ZnO; (d) N@g-ZnO. The valence band maximum of g-ZnO is referred to 0 eV. 能带结构　(a) V_{Zn_}g-ZnO; (b) V_{O_}g-ZnO; (c) N_{O_}g-ZnO; (d) N@g-ZnO; 其中g-ZnO的价带顶对齐到0 eV

Fig. 5. Molecular orbital diagrams: (a) V_Zn_g-ZnO supercell, O energy level splitting and electron filling; (b) N_O_g-ZnO supercell, p-orbital splitting and electron filling; (c) N@g-ZnO supercell, p-orbital splitting and electron filling. 分子轨道　(a) V_Zn_g-ZnO体系, O能级劈裂及电子填充示意图; (b) N_O_g-ZnO体系, p轨道分裂及电子填充示意图; (c) N@g-ZnO体系, p轨道分裂及电子填充示意图

Fig. 6. Spin density of (a) V_{Zn_}g-ZnO, (b) V_{O_}g-ZnO, (c) N_{O_}g-ZnO, and (d) N@g-ZnO supercells, respectively. Cyan is spin up and yellow is spin down. 自旋密度图, 其中青色区域是自旋向上, 黄色区域是自旋向下　(a) V_{Zn_}g-ZnO体系的自旋密度; (b) V_{O_}g-ZnO体系的自旋密度; (c) N_{O_}g-ZnO体系的自旋密度; (d) N@g-ZnO体系的自旋密度

Fig. 7. Optical absorption spectra of ideal g-ZnO and the defective supercell systems.理想g-ZnO及具有空位、掺杂的超胞体系的光学吸收谱