金属和非金属共掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理计算

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彭丽萍, 夏正才, 杨昌权. 2012: 金属和非金属共掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理计算, 物理学报, 61(12): 452-459.
引用本文: 彭丽萍, 夏正才, 杨昌权. 2012: 金属和非金属共掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理计算, 物理学报, 61(12): 452-459.
2012: First-principles calculation of matal and nonmetal codoped anantase TiO2, Acta Physica Sinica, 61(12): 452-459.
Citation: 2012: First-principles calculation of matal and nonmetal codoped anantase TiO2, Acta Physica Sinica, 61(12): 452-459.

金属和非金属共掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理计算

First-principles calculation of matal and nonmetal codoped anantase TiO2

  • 摘要: 本文运用第一性原理的计算方法,以C/TM和N/TM共掺杂(碳与过渡金属共掺杂和氮与过渡金属共掺杂)Ti02为例,分别计算了它们共掺杂TiO2的束缚能、能带结构和态密度等,通过对双掺杂结构的束缚能计算,发现非金属和金属杂质有团聚成键的趋势,其正的束缚能说明了掺杂原子与周围的原子成键,因成键作用减少的体系能量高于因几何畸变带来的应力能.在对N/V和C/Cr共掺杂能带结构和分子成键的详细分析中,发现非金属和金属共掺杂TiO2,要使掺杂后TiO2的光吸收边红移较大,光催化性能较好,就要符合金属和非金属共掺杂协同机制,即掺杂后在导带底下方和价带顶上方分别出现由金属3d和非金属2p态提供的杂质能级.
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出版历程
  • 刊出日期:  2012-06-30

金属和非金属共掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理计算

  • 华中科技大学物理学院,武汉430074 湖北黄冈师范学院物理科学与技术学院,黄冈438000
  • 华中科技大学国家脉冲强磁场中心,武汉,430074
  • 湖北黄冈师范学院物理科学与技术学院,黄冈,438000

摘要: 本文运用第一性原理的计算方法,以C/TM和N/TM共掺杂(碳与过渡金属共掺杂和氮与过渡金属共掺杂)Ti02为例,分别计算了它们共掺杂TiO2的束缚能、能带结构和态密度等,通过对双掺杂结构的束缚能计算,发现非金属和金属杂质有团聚成键的趋势,其正的束缚能说明了掺杂原子与周围的原子成键,因成键作用减少的体系能量高于因几何畸变带来的应力能.在对N/V和C/Cr共掺杂能带结构和分子成键的详细分析中,发现非金属和金属共掺杂TiO2,要使掺杂后TiO2的光吸收边红移较大,光催化性能较好,就要符合金属和非金属共掺杂协同机制,即掺杂后在导带底下方和价带顶上方分别出现由金属3d和非金属2p态提供的杂质能级.

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