MgO、SnO2、TiO2表面氧空位性质对气体光学传感特性的影响

• 作者: 冯庆 周康 周清斌 田芸
• 来源期刊: 原子与分子物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 光学性质 密度泛函理论 锐钛矿TiO2 金红石SnO2 CO分子 表面吸附
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 原子、分子结构与光谱
• 页码范围: 856-864
• 页数: 9页
• 分类号: O472
• 字数: 4346字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-0364.2017.05.010

摘要

光学气敏传感器是当今研究领域的一个热门方向.文章采用密度泛函理论(DFT)体系下广义梯度近似(GGA)第一性原理平面波超软赝势方法,分析和计算了光学气敏材料岩盐型MgO、金红石型SnO2和锐钛矿型TiO2表面氧空位的特性.以CO作为吸附分子进行微观机理研究,研究不同氧化物表面吸附气体分子的机理.对氧化物表面的几何结构、吸附能、态密度、差分电荷密度、电荷布居、电荷转移、光学性质等进行分析.研究发现:含有氧空位缺陷的MgO(001)、SnO2(110)和TiO2(101)能稳定的吸附CO分子,吸附后造成了材料光学性质的变化,可作为光学气敏传感材料.分析发现:氧空位氧化能力的大小是光学性质改变的核心原因.表面吸附CO分子后,发现SnO2(110)表面对分子的吸附能最大,分子与表面的吸附距离最短.通过差分电荷密度和电荷布居数发现,表面与CO分子间存在电荷转移,其转移电子数目大小为:SnO2(110)>TiO2(101)>MgO(001),由此得出不同氧化物表面氧化性的大小为:SnO2(110)>TiO2(101)>MgO(001);通过对比吸收谱和反射谱发现:吸附气体分子后SnO2(110)表面的光学性质变化最为明显,是一种较好的光学气敏传感材料.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周康	重庆师范大学光学工程重点实验室	3	3	1.0	1.0
5	冯庆	重庆师范大学光学工程重点实验室	47	245	11.0	13.0
9	田芸	重庆师范大学光学工程重点实验室	4	3	1.0	1.0
10	周清斌	重庆师范大学光学工程重点实验室	3	5	2.0	2.0