非金属阳离子掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

功能材料, 2008, 39(6): 953-956.

非金属阳离子掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

赵宗彦 ^1, , 柳清菊 ^2, , 朱忠其 ^3, , 张瑾 ^4, , 刘强 ^5,

1.云南大学,云南省高校纳米材料与技术重点实验室,云南,昆明,650091

2.云南大学,云南省高校纳米材料与技术重点实验室,云南,昆明,650091

3.云南大学,云南省高校纳米材料与技术重点实验室,云南,昆明,650091

4.云南大学,云南省高校纳米材料与技术重点实验室,云南,昆明,650091

5.云南大学,云南省高校纳米材料与技术重点实验室,云南,昆明,650091

基金项目: 教育部跨世纪优秀人才培养计划(NCET-04-0915) 教育部科学技术研究重点项目(205147) 云南省自然科学基金(2005E0007M)

关键词：锐钛矿相TiO2 , 非金属阳离子掺杂 , 第一性原理 , 光催化性能

First-principles study on nonmetallic cation doping anatase TiO2

采用基于第一性原理的平面波超软赝势方法研究了非金属阳离子掺杂锐钛矿相TiO2的晶体结构、杂质形成能、电子结构及光学性质.计算结果表明掺杂后发生的晶格畸变、原子间的键长及原子的电荷量的变化,导致了晶体中的八面体偶极矩增大,使光生电子-空穴对能有效分离; 掺杂离子的p态电子与O2p态、Ti3d态杂化形成杂质能级、价带宽化,从而导致TiO2的禁带宽度变窄、光吸收曲线红移到可见光区.这些计算结果很好地解释了非金属阳离子掺杂锐钛矿相TiO2在可见光下具有优良的光催化性能的内在原因.

参考文献

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