S与Hf/Ta/W掺杂锐钛矿相TiO2电子结构和 光学性质的第一性原理研究

• 作者: 刘丹枫 刘桂安 夏桐 张丽丽 方志平 赵璨 雷博程 黄以能
• 来源期刊: 人工晶体学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 第一性原理 电子结构 光学性质 锐钛矿TiO2
• 年，卷（期）: 2018,（7）
• 页码范围: 1431-1437
• 页数: 7页
• 分类号: O48|O76
• 字数: 4445字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-985X.2018.07.023

摘要

运用第一性原理密度泛函理论,计算了S单掺及S和过渡金属X(Hf、Ta、W)共掺锐钛矿相TiO2后的电子结构和光学性质.计算结果表明,S单掺及S和X(Hf、Ta、W)共掺杂锐钛矿TiO2后,带隙变窄,表明掺杂后的体系导电性能增强,其中Ta、W与S共掺后,费米能级穿过导带,表现出n型半导体特征;光学性质结果表明:掺杂后各体系的吸收光谱吸收带边均发生红移,S-Ta共掺和S-W共掺体系红移程度最大,并且在可见光区域出现吸收峰,S-W共掺体系的吸收峰最大,说明了该体系的光催化功能较强.各掺杂体系的反射率主峰均向低能方向移动,共掺移动幅度更大,且S-W共掺体系的反射系数在可见光区最大.各共掺体系的静态折射率依次增大,其中S-Hf共掺体系静态折射率在各体系中最小.