稀土元素(Ce/Nd/Eu/Gd)与N共掺锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

• 作者: 张丽丽 张晓旭 张航 彭彩云 马梅 黄以能
• 来源期刊: 原子与分子物理学报
• 学科: 化学
• 关键词: 第一性原理 锐钛矿TiO2 电子结构 光学性质
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 原子分子物理交叉学科
• 页码范围: 132-138
• 页数: 7页
• 分类号: O641
• 字数: 2964字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-0364.2018.01.022

摘要

采用基于密度泛函理论的第一性原理对锐钛矿相TiO2、稀土元素Ce、Nd、Eu、Gd单掺锐钛矿相TiO2,以及这四种稀土元素与N共掺锐钛矿相TiO2前后的几何结构、能带结构、态密度以及光学性质进行了计算.结果表明:四种稀土元素单掺后导致锐钛矿TiO2晶胞膨胀,晶格发生畸变,禁带宽度变小,而其与N共掺后晶格畸变的程度小于单掺体系,且共掺体系的禁带宽度也减小.在光学性质中,单掺体系和共掺体系的光吸收带边都发生了红移,在可见光区的吸收系数增加,且共掺体系比单掺体系增加程度大,整体有效提高了TiO2的光催化效率.