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H2O分子在锐钛矿型TiO2(101)表面的吸附特性与微观机理
引用本文:杨英.H2O分子在锐钛矿型TiO2(101)表面的吸附特性与微观机理[J].原子与分子物理学报,2016,33(6).
作者姓名:杨英
作者单位:重庆师范大学
基金项目:国家自然科学基金 省市自然科学基金
摘    要:近年来,随着着光纤技术和光集成技术的发展,光学气敏湿度传感器被广泛应用,在气敏传感材料领域中,由于TiO2具有灵敏度高、响应时间快等优点而受到广泛关注。本文采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势方法,模拟计算H2O分子在锐钛矿型TiO2(101)无氧空位和有氧空位表面的吸附行为,对吸附能、吸附距离、吸附前后表面电子态密度以及光学性质分别进行分析,结果表明:H2O分子在无氧空位锐钛矿型TiO2(101)表面不容易被吸附,在含有氧空位缺陷的表面容易被吸附;稳定吸附后,H2O分子平面垂直于TiO2表面;负电中心(O端)距空位越近,吸附越稳定,且氧空位浓度越高,吸附效果越明显;通过电子态密度分析发现,H2O分子吸附于含氧空位的表面后,由于H2O分子中O原子的2p孤对电子掺入,在费米能级附近出现新峰值,提高了材料在可见光低能区域的跃迁几率,明显改善了对可见光的吸收系数和反射率,光学气敏传感特性显著。

关 键 词:锐钛矿  光学气敏传感材料  表面吸附  密度泛函理论
修稿时间:1/8/2015 12:00:00 AM

Adsorption Characteristic and Microcosmic Mechanism of Anatase TiO2(101) Surface Adsorption of H2O Molecules
Abstract:
Keywords:Anatase  Optical gas sensing material  Surface absorption  Density functional theory
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