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| 高氧空位浓度对锐钛矿TiO2莫特相变和光谱红移及电子寿命影响的第一性原理研究 |
| 侯清玉, 张 跃, 张 涛 |
| 北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京 100083 |
| First-principles research on the effect of high oxygen vacancy concentration in anatase TiO2 on Mott phase transition， absorption spectrum Einstein shift and life_time of electrons |
| Hou Qing-Yu, Zhang Yue, Zhang Tao |
| 北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京 100083 |
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摘要： 基于密度泛函理论的第一性原理研究，通过对锐钛矿TiO2高氧空位浓度、态密度图及吸收光谱图的分析，发现锐钛矿TiO2高氧空位浓度的条件下，高氧空位浓度对禁带变窄、吸收光谱红移和电子寿命都有很大的影响，从理论上进一步解释了高氧空位浓度对禁带变窄的原因.同时，锐钛矿半导体在高氧空位浓度时发生莫特相变和锐钛矿氧空位在等离子体中吸收光谱红移实验进行比较，发现锐钛矿TiO2应适量控制高氧空位浓度对吸收光谱红移好于前者.适量控制高氧空位浓度的锐钛矿TiO
关键词：
锐钛矿
高氧空位浓度
吸收光谱红移
第一性原理
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Abstract： Based on the study of density function using first-principles theory，by studying the concentration of oxygen vacancies，the DOS and the absorption spectrum of anatase，we discovered that the high concentration of oxygen vacancies has great influence on the forbidden band gap，absorption spectrum Einstein shift and life_time of electrons，and explained the reason why the concentration of oxygen vacancy makes the forbidden band gap to narrow. At the same time，the anatase semiconductor has Mott transition when there is a high concentration of oxygen vacancies. The conclusion that suitably controlling the concentration of oxygen vacancy leads to Einstein shift is deduced by comparing the Einstein shift experiment of oxygen vacancies in anatase with that in the plasma. It offered credible data for preparation visible light activator suitably by controlling the concentration of oxygen vacancies in anatase.
Keywords：
anatase
high concentration oxygen vacancies
absorption spectrum Einstein shift
first_principles
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收稿日期: 2007-10-06
出版日期: 2008-03-20
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| PACS: |
PACC:7115A
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7115H
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7125
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7850
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PACS:71.15.-m
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71.15.Mb
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(Density functional theory, local density approximation, gradient and other corrections)
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78.20.Ci
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(Optical constants (including refractive index, complex dielectric constant, absorption, reflection and transmission coefficients, emissivity))
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72.20.Dp
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(General theory, scattering mechanisms)
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| 基金: 国家自然科学基金(批准号：50436040)资助的课题. |
| 引用本文: |
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侯清玉,张 跃,张 涛. 高氧空位浓度对锐钛矿TiO2莫特相变和光谱红移及电子寿命影响的第一性原理研究. 物理学报, 2008, 57(3): 1866.
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| Cite this article: |
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Hou Qing-Yu,Zhang Yue,Zhang Tao. First-principles research on the effect of high oxygen vacancy concentration in anatase TiO2 on Mott phase transition， absorption spectrum Einstein shift and life_time of electrons. Acta Phys. Sin., 2008, 57(3): 1862-1866.
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| URL: |
| http://wulixb.iphy.ac.cn/CN/Y2008/V57/I3/1862 |
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2008, Vol. 57 
