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Eu掺杂量对锐钛矿相TiO2电子寿命和吸收光谱影响的第一性原理研究

李聪 侯清玉 张振铎 张冰

Eu掺杂量对锐钛矿相TiO2电子寿命和吸收光谱影响的第一性原理研究

李聪, 侯清玉, 张振铎, 张冰
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  • 采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,建立了不同Eu掺杂量的锐钛矿相TiO2超胞模型,计算了其态密度、差分电荷密度、能带结构和吸收光谱.结果发现:掺杂后Eu在TiO2的禁带中产生杂质能级.通过对比两种不同Eu掺杂量(1.39at%和2.08at%)下的锐钛矿TiO2的能带结构,发现掺杂量越高,杂质能级越向深能级方向移动,说明电子复合率随杂质浓度增加而增加,即电子寿命变小,同时吸收光谱红移越显著,强度越强.根据实际需要,可在锐钛矿TiO2中适量掺杂Eu,在适当减少电子寿命情况下,使吸收光谱红移.
    • 基金项目: 内蒙古自治区自然科学基金(批准号:2010MS0801);内蒙古自治区高等学校科学技术研究项目(批准号:NJ10073)资助的课题.
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  • 引用本文:
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-06-24
  • 修回日期:  2012-04-05
  • 刊出日期:  2012-04-05

Eu掺杂量对锐钛矿相TiO2电子寿命和吸收光谱影响的第一性原理研究

  • 1. 内蒙古工业大学理学院物理系, 呼和浩特 010051;
  • 2. 牡丹江师范学院理学院物理系, 牡丹江 157012
    基金项目: 

    内蒙古自治区自然科学基金(批准号:2010MS0801)

    内蒙古自治区高等学校科学技术研究项目(批准号:NJ10073)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,建立了不同Eu掺杂量的锐钛矿相TiO2超胞模型,计算了其态密度、差分电荷密度、能带结构和吸收光谱.结果发现:掺杂后Eu在TiO2的禁带中产生杂质能级.通过对比两种不同Eu掺杂量(1.39at%和2.08at%)下的锐钛矿TiO2的能带结构,发现掺杂量越高,杂质能级越向深能级方向移动,说明电子复合率随杂质浓度增加而增加,即电子寿命变小,同时吸收光谱红移越显著,强度越强.根据实际需要,可在锐钛矿TiO2中适量掺杂Eu,在适当减少电子寿命情况下,使吸收光谱红移.

English Abstract

参考文献 (27)

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