第一性原理研究Mn和Cu掺杂六钛酸钾(K2Ti6O13)的电子结构和光学性质

• 作者: 崔春翔 戚玉敏 路洪艳 金朋 陈恒利
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 第一性原理 掺杂 电子结构 红移
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 217-225
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20172356

摘要

六钛酸钾(K2Ti6O13)是宽带隙半导体光催化材料,只能响应波长较短的紫外光.为了使K2Ti6O13对可见光响应,本文采用第一性原理方法,研究过渡金属Mn和Cu掺杂改性后K2Ti6O13的电子结构和光学性质.计算结果表明:Mn,Cu掺杂后K2Ti6O13禁带中出现了杂质能级,这些杂质能级由O 2p和Ti 3d与Mn 3d或Cu 3d态杂化而成.对于Mn掺杂的K2 Ti6 O13,其带隙值变小,位于能带中间的杂质能级可作为电子跃迁的桥梁,从而实现了对可见光的吸收.对于Cu掺杂的K2 Ti6 O13,其带隙值虽略有增大,但是若考虑将与价带相连的杂质能级,带隙值将大大减小,且此杂质能级可抑制光生载流子的复合,使得掺杂后K2Ti6O13吸收带边红移至可见光区并在可见光范围内吸收强度明显增强.总的而言,Mn,Cu的掺杂实现了钛酸钾对可见光的吸收,同时Cu掺杂的效果要优于Mn掺杂的效果.研究结果对K2Ti6O13在光催化领域上的应用具有重要的意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	路洪艳	淮北师范大学物理与电子信息学院	22	45	4.0	5.0
2	崔春翔	河北工业大学材料科学与工程学院	136	1160	18.0	27.0
3	戚玉敏	河北工业大学材料科学与工程学院	24	179	7.0	12.0
4	陈恒利	河北工业大学材料科学与工程学院	2	1	1.0	1.0
5	金朋	河北工业大学材料科学与工程学院	1	0	0.0	0.0