第一性原理研究Ni、V、Zr、N、P、S单掺杂及其共掺杂锐钛矿物相TiO2的电子结构和吸收光谱

• 作者: 刘峥 张淑芬 张菁 王浩 韩佳星
• 来源期刊: 原子与分子物理学报
• 学科: 化学
• 关键词: 掺杂TiO2晶体 电子结构 吸收光谱 第一性原理
• 年，卷（期）: 2018,（3）
• 所属期刊栏目: 原子分子物理交叉学科
• 页码范围: 513-525
• 页数: 13页
• 分类号: O64
• 字数: 6522字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-0364.2018.03.025

摘要

采用基于密度泛函理论(density functional theory,DFT)的Castep(MS 5.5)软件包进行计算,计算方法为广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA)下的Predew－Burke－Ernzerhof 交换关联泛函和投影缀加平面波方法,构建2×2×1锐钛矿相二氧化钛单掺杂Ni、V、Zr、W等金属原子及N、P、S等非金属原子的晶胞模型,对掺杂锐钛矿相二氧化钛的能带结构、态密度和吸收光谱进行了计算.计算结果表明:Ni、V、Zr、W、P、N、S单掺杂二氧化钛的带隙宽度,除了W元素,其它掺杂元素都使带隙变窄,吸收光谱发生一定程度的红移.同时计算结果也表明,在金属和非金属共掺杂的作用下,由于共掺杂元素的引入,均使得带隙降低,其中P－V和S－Ni共掺杂的带隙最小,光学性质显示S－Ni共掺杂吸收边带最宽,对可见光的利用率最高,理论上S－Ni共掺杂锐钛矿二氧化钛具有良好的光致阴极保护效果.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘峥	桂林理工大学化学与生物工程学院电磁化学功能物质广西区重点实验室	193	702	11.0	18.0
2	张菁	桂林理工大学化学与生物工程学院电磁化学功能物质广西区重点实验室	8	17	3.0	3.0
3	张淑芬	桂林理工大学化学与生物工程学院电磁化学功能物质广西区重点实验室	11	15	3.0	3.0
4	王浩	桂林理工大学化学与生物工程学院电磁化学功能物质广西区重点实验室	9	15	2.0	3.0
5	韩佳星	桂林理工大学化学与生物工程学院电磁化学功能物质广西区重点实验室	4	6	2.0	2.0