Mn与非金属元素N，C，S共掺锐钛矿型TiO2电子性质和光学性质研究

金属与非金属共掺TiO2半导体以提高对可见光的利用率是近期研究的一个热点。本文通过基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法，计算了Mn-N共掺杂、Mn-C共掺杂、Mn-S共掺杂TiO2晶体的能带、态密度、分态密度和光学性质。通过对比Mn-N共掺杂、Mn-C共掺杂、Mn-S共掺杂，这三种掺杂都在一定程度上改善了锐钛矿型二氧化钛对可见光的利用率，但Mn-C共掺杂相比于另外两种掺杂来说，对可见光的响应效果更好，电子从杂质能级跳跃到导带需要1.94eV能量，该能量恰好对应可见光吸收光谱中的吸收峰。并且Mn-C共掺杂对可见光的的吸收率，反射率都远高于其它两种掺杂体系。