C-Cr共掺锐钛矿TiO2光电协同调控机制的理论研究

• 作者: 刘建雄 姚宇涵 王强
• 来源期刊: 稀有金属
• 学科: 物理学
• 关键词: 第一性原理 C-Cr共掺 光电性能 锐钛矿型TiO2 协同调控 理论分析
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 927-933
• 页数: 7页
• 分类号: O436
• 语种: 中文
• DOI: 10.13373/j.cnki.cjrm.XY19010029

摘要

基于密度泛函理论,结合投影缀加平面波方法,利用第一性原理VASP软件包对未掺杂、C掺杂、Cr掺杂以及C-Cr共掺杂锐钛矿型TiO2的电子结构和光学性质进行了研究,揭示了C-Cr共掺锐钛矿型TiO2的光电协同调控机制.结果 表明,单掺C体系中C 2p杂质轨道交叠在费米能级上,而锐钛矿TiO2的带隙值未改变;单掺Cr体系中杂质能级主要由O 2p和Cr 3d轨道杂化贡献,且带隙值降低了0.6eV;相比未掺杂体系,C-Cr共掺体系增加了杂质带C 2p和Cr 3d,带隙值进一步降低为2.0 eV.此外,C掺杂、Cr掺杂和C-Cr共掺杂体系光吸收带边分别红移至490,600和700 nm.这是阏为C-Cr共掺体系中,C能形成浅杂质能级作为价带顶部,而Cr形成的深杂质能级能减小电子跃迁的能垒,显著地增加了电子跃迁的概率,两者的协同作用极大的缩小了共掺杂体系的带隙值.研究结果表明C-Cr共掺杂可将锐钛矿TiO2的光吸收范围由紫外光区扩展至可见光区,有效地增强了共掺杂系统在可见光下的光催化活性和光转化效率.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘建雄		67	294	10.0	14.0
2	王强		17	152	8.0	12.0
3	姚宇涵		1	0	0.0	0.0