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Ce和O空位共掺杂TiO2的电子结构与光学性质

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周诗文, 彭平, 陈文钦, 庾名槐, 郭惠, 袁珍. 2019: Ce和O空位共掺杂TiO2的电子结构与光学性质, 物理学报, 68(3): 216-225. doi: 10.7498/aps.68.20181946
引用本文: 周诗文, 彭平, 陈文钦, 庾名槐, 郭惠, 袁珍. 2019: Ce和O空位共掺杂TiO2的电子结构与光学性质, 物理学报, 68(3): 216-225. doi: 10.7498/aps.68.20181946
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Zhou Shi-Wen, Peng Ping, Chen Wen-Qin, Yu Ming-Huai, Guo Hui, Yuan Zhen. 2019: Electronic structures and optical properties of Ce-doped anatase TiO2 with oxygen vacancy, Acta Physica Sinica, 68(3): 216-225. doi: 10.7498/aps.68.20181946
Citation: Zhou Shi-Wen, Peng Ping, Chen Wen-Qin, Yu Ming-Huai, Guo Hui, Yuan Zhen. 2019: Electronic structures and optical properties of Ce-doped anatase TiO2 with oxygen vacancy, Acta Physica Sinica, 68(3): 216-225. doi: 10.7498/aps.68.20181946
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Ce和O空位共掺杂TiO2的电子结构与光学性质

  • 海南大学材料与化工学院,海口,570228

  • 湖南大学材料科学与工程学院,长沙,410082

Electronic structures and optical properties of Ce-doped anatase TiO2 with oxygen vacancy

  • 摘要: 采用基于密度泛函理论加U的计算方法,研究了Ce和O空位单(共)掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构和光吸收性质.计算结果表明,Ce和O空位共掺杂TiQ的带隙中出现了杂质能级,且带隙窄化为2.67 eV,明显比纯TiO2和Ce,O空位单掺杂TiO2的要小,因而可提高TiO2对可见光的响应能力,使TiO2的光吸收范围增加.光吸收谱显示,掺杂后TiO2的光吸收边发生了显著红移;在400.0-677.1 nm的可见光区,共掺杂体系的光吸收强度显著高于纯TiO2和Ce单掺杂TiO2,而略低于O空位单掺杂TiO2.此外,Ce掺杂TiO2中引入O空位后,TiO2的导带边从-0.27 eV变化为-0.32 eV,这表明TiO2的导带边的还原能力得到了加强.计算结果为Ce和O空位共掺杂TiO2在可见光光解水方面的进一步研究提供了有力的理论依据.
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出版历程
  • 刊出日期:  2019-01-01

Ce和O空位共掺杂TiO2的电子结构与光学性质

  • 海南大学材料与化工学院,海口,570228
  • 湖南大学材料科学与工程学院,长沙,410082

摘要: 采用基于密度泛函理论加U的计算方法,研究了Ce和O空位单(共)掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构和光吸收性质.计算结果表明,Ce和O空位共掺杂TiQ的带隙中出现了杂质能级,且带隙窄化为2.67 eV,明显比纯TiO2和Ce,O空位单掺杂TiO2的要小,因而可提高TiO2对可见光的响应能力,使TiO2的光吸收范围增加.光吸收谱显示,掺杂后TiO2的光吸收边发生了显著红移;在400.0-677.1 nm的可见光区,共掺杂体系的光吸收强度显著高于纯TiO2和Ce单掺杂TiO2,而略低于O空位单掺杂TiO2.此外,Ce掺杂TiO2中引入O空位后,TiO2的导带边从-0.27 eV变化为-0.32 eV,这表明TiO2的导带边的还原能力得到了加强.计算结果为Ce和O空位共掺杂TiO2在可见光光解水方面的进一步研究提供了有力的理论依据.

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