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3d过渡金属掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

赵宗彦 柳清菊 张 瑾 朱忠其

3d过渡金属掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

赵宗彦, 柳清菊, 张 瑾, 朱忠其
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-12-26
  • 修回日期:  2007-04-13
  • 刊出日期:  2007-11-20

3d过渡金属掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

  • 1. 云南省高校纳米材料与技术重点实验室,云南大学,昆明 650091
    基金项目: 

    教育部新世纪优秀人才支持计划 (批准号:NCET-04-0915)、教育部科学技术研究重点项目(批准号:205147)、云南省自然科学基金(批准号:2005E0007M)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了纯锐钛矿相TiO2及掺杂3d过渡金属TiO2的几何、电子结构及光学性质. 计算结果表明掺杂能级的形成主要是掺杂过渡金属3d轨道的贡献,掺杂能级在禁带中的位置是决定TiO2吸收带边能否出现红移的重要因素. Cr,Mn,Fe,Ni,Co,Cu掺杂使TiO2的吸收带边产生红移,并在可见光区有一定的吸收系数; Sc,Zn掺杂使TiO2的吸收带边产生蓝移,但在可见光区有较大的吸收系数;掺V不但使TiO2的吸收带边产生红移,增强了在紫外光区的光吸收,而且在可见光区有非常大的吸收系数.

English Abstract

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