磷掺杂金红石TiO2电子结构的第一性原理研究
来源期刊：材料科学与工程学报2008年第3期
论文作者：王锦标 黄楠 鲁雄 宋桥台 杨苹
关键词：密度泛函理论; 金红石相TiO2; 超晶胞; 光催化;
摘 要：TiO2作为一种光催化材料,具有广阔的应用领域.近几年,利用掺杂改性来改善TiO2光催化性已成为当今研究的热点.本文采用第一性原理方法和超晶胞模型计算了磷元素掺杂金红石相TiO2的电子结构,并分析了三种不同掺杂位置的电子结构对TiO2光催化性能的影响.计算结果表明,P置换O和P在晶格间隙位置的掺杂对TiO2的带隙影响比较明显,在带隙中均形成了中间掺杂能级,都有可能使TiO2吸收带出现红移现象或产生在可见光区的吸收,但P在晶格间隙位置的掺杂所形成的中间掺杂能级比较平稳,有可能改善TiO2光催化性能,其中磷原子的3p态起了重要作用.
王锦标1，黄楠1，鲁雄1，宋桥台1，杨苹1
(1.西南交通大学材料科学与工程学院,材料先进技术教育部重点实验室,四川省人工器官表面工程重点实验室,四川成都,610031)
摘要:TiO2作为一种光催化材料,具有广阔的应用领域.近几年,利用掺杂改性来改善TiO2光催化性已成为当今研究的热点.本文采用第一性原理方法和超晶胞模型计算了磷元素掺杂金红石相TiO2的电子结构,并分析了三种不同掺杂位置的电子结构对TiO2光催化性能的影响.计算结果表明,P置换O和P在晶格间隙位置的掺杂对TiO2的带隙影响比较明显,在带隙中均形成了中间掺杂能级,都有可能使TiO2吸收带出现红移现象或产生在可见光区的吸收,但P在晶格间隙位置的掺杂所形成的中间掺杂能级比较平稳,有可能改善TiO2光催化性能,其中磷原子的3p态起了重要作用.
关键词:密度泛函理论; 金红石相TiO2; 超晶胞; 光催化;
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