P掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理计算 |
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作者姓名: | 郑树凯* 吴国浩 刘磊 |
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作者单位: | 河北大学电子信息工程学院, 河北大学计算材料研究中心, 保定 071002 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(批准号:61204079)和河北省自然科学基金(批准号:E2012201088)资助的课题. |
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摘 要: | 利用基于密度泛函理论的第一性原理对不同P掺杂形式(P替位Ti, P替位O, 间隙P)的锐钛矿相TiO2的晶格常数、电荷布居、能带结构、分态密度和吸收光谱进行了计算. 结果表明, P替位Ti时, TiO2体积减小, P替位O和间隙P的存在使TiO2的体积膨胀; 替位Ti的P和间隙P均有不同程度的氧化, 而替位O的P带有负电荷. 三种P掺杂形式均导致锐钛矿相TiO2禁带宽度的增大, 并在TiO2禁带之内引入了掺杂局域能级. P掺杂导致TiO2禁带宽度增大的程度依次为: 间隙P>P替位Ti>P替位O. 吸收光谱的计算结果表明, P替位Ti并不能增强TiO2的可见光吸收能力, 但间隙P的存在大幅提高了TiO2的可见光光吸收能力, 间隙P有可能是造成实验上P掺杂增强锐钛矿相TiO2光催化活性的重要原因.
关键词:
P掺杂
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第一性原理
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关 键 词: | P掺杂 锐钛矿相TiO2 第一性原理 |
收稿时间: | 2012-08-18 |
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