金红石型TiO2(110)表面吸附TiCl4的微观机理

• 作者: 俞小花 李威 李荣兴 杨妮 田林 谢刚 黄俊
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: 密度泛函理论 晶核生长 氧空位 表面吸附
• 年，卷（期）: 2018,（20）
• 所属期刊栏目: 无机非金属及其复合材料
• 页码范围: 3524-3530
• 页数: 7页
• 分类号: TF823
• 字数: 4402字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/j.issn.1005-023X.2018.20.006

摘要

采用密度泛函理论平面波赝势方法研究了TiCl4分子在TiO2(110)表面桥位氧上的吸附,对稳定吸附构型的吸附能、电荷密度、差分电荷密度、电子态密度、Mulliken电荷布居等进行计算和分析.研究结果表明,TiCl4在完整晶胞表面不能吸附;在有氧空位的晶胞表面,TiCl4以面心向下吸附最稳定,吸附过程为放热.当表面氧空位密度为12.5％、25％时,面心向下吸附方式的吸附能分别为-29.780 9kJ· mol-1和-48.641 9 kJ· mol-1,表明氧空位密度越高,吸附强度越强;带隙从1.304 eV分别减小到0.074 eV、0.015 eV,能带结构的带隙宽度变窄,表明氧空位密度越高,带隙宽度越窄;TiCl4分子向晶胞表面转移的电荷分别为0.2eV、0.26 eV,说明随着表面氧空位密度增加,TiCl4分子向晶胞表面转移的电荷量增加,表面对分子的氧化作用越强.