（TiO2）12量子环及过渡金属化合物掺杂对其电子性质影响的密度泛函理论研究

• 作者: 杨振清 白晓慧 邵长金
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: (TiO2)12量子环 密度泛函理论 过渡金属化合物掺杂 能隙
• 年，卷（期）: 2015,（7）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 077102-1-077102-6
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.64.077102

摘要

本文采用第一性原理中基于密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)方法,设计了一种新的(TiO2)12量子环结构,研究了它的几何结构、平均结合能及电子云分布等属性.在此新型结构的基础上,分别采用过渡金属化合物MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, WSe2和WTe2进行掺杂,并分析了掺杂后体系的几何结构及电子属性(如平均结合能、能级结构、HOMO-LUMO轨道电子云密度分布和电子态密度等).计算结果表明：(TiO2)12量子环直径为1.059 nm,呈中心对称分布,且所有原子组成一个二维平面结构,使其几何结构比较稳定,另外该量子环HOMO-LUMO轨道电子云分布均匀,且能隙为3.17 eV,与半导体材料TiO2晶体的能隙的实验值(3.2 eV)非常接近.掺杂后量子环的能隙均大幅减小,其中WTe2的掺杂结果能隙最小,仅为0.61 eV, MoTe2的掺杂结果能隙最大,为1.16 eV,也比掺杂前减小约2.0 eV.其他掺杂结果的能隙都在1 eV左右,变化不大.这个能隙的TiO2可以利用大部分的太阳光能,使TiO2具有更为广泛的应用.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	邵长金	中国石油大学北京理学院表面物理实验室	25	160	7.0	11.0
2	杨振清	中国石油大学北京理学院表面物理实验室	13	35	4.0	5.0
3	白晓慧	中国石油大学北京理学院表面物理实验室	2	15	2.0	2.0