(Cu+N)共掺杂锐钛矿相TiO2(001)面和(101)面电子结构的第一性原理计算

• 作者: 任俊峰 原晓波 张琳 胡贵超 蔡琳琳
• 来源期刊: 中国科学（物理学 力学 天文学）
• 关键词: 锐钛矿相TiO2 密度泛函理论 (Cu+N)共掺杂 电子结构
• 年，卷（期）: 2016,（3）
• 所属期刊栏目: 凝聚态物理
• 页码范围: 72-80
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/SSPMA2015-00361

摘要

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了3d过渡元素Cu掺杂及(Cu+N)共掺杂于锐钛矿相TiO2(001)面和(101)面的电子性质,给出了不同掺杂形式形成能、能带结构、态密度及电荷分布的变化,得出了(Cu+N)共掺杂时最稳定的结构.通过计算Cu表层吸附、表层和次表层替位掺杂以及晶体间隙掺杂的形成能,发现Cu掺杂更易发生在TiO2(001)面的空穴位,此时N偏向于在水平方向上的O位发生替位掺杂.计算结果表明(Cu+N)共掺杂后Cu-3d与O-2p,N-2p及Ti-3d轨道上的电子发生p-d杂化效应,引发O-2p,N-2p态发生劈裂使得价带范围扩大,Ti-3d态下移且发生劈裂形成新的导带底,并且禁带中产生了新的电子态,禁带宽度减小,同时(Cu+N)施主受主杂质对的出现可以有效防止电子空穴对的复合,提高了TiO2的光催化活性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张琳		9	11	2.0	3.0
2	任俊峰		12	20	2.0	4.0
3	原晓波		8	10	2.0	2.0
4	胡贵超		9	10	2.0	2.0
5	蔡琳琳		1	0	0.0	0.0