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第一性原理研究Eu/N共掺杂锐钛矿TiO2光催化剂的电子和光学性质

刘芳 姜振益

第一性原理研究Eu/N共掺杂锐钛矿TiO2光催化剂的电子和光学性质

刘芳, 姜振益
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  • 基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法, 运用Vasp方法计算了Eu, N掺杂及Eu/N共掺杂锐钛矿TiO2的结构, 并分析了其电子及光学性质. 通过计算发现有一些Eu的4f态电子在Eu掺杂锐钛矿TiO2的体系的费米能级附近出现杂质能级, 并且N掺杂会使得锐钛矿TiO2的禁带宽度减小. 对于共掺杂体系而言, Eu/N共掺杂的协同效应能导致锐钛矿TiO2的晶格畸变及禁带宽度减小. 与此同时, 计算得到的光吸收谱表明Eu/N混合掺杂锐钛矿TiO2展现出了明显的光谱吸收边缘红移. 这些计算结果表明Eu/N共掺杂锐钛矿TiO2具有优良的光催化活性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10647008,50971099)和高等学校博士学科点专项基金(批准号:20096101110017)资助的课题.
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    Fujishima A, Honda K 1972 Nature 238 37

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-02-26
  • 修回日期:  2013-07-04
  • 刊出日期:  2013-10-05

第一性原理研究Eu/N共掺杂锐钛矿TiO2光催化剂的电子和光学性质

  • 1. 西北大学现代物理所, 西安 710069;
  • 2. 山西大同大学, 物理与电子科学学院, 大同 037009
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10647008,50971099)和高等学校博士学科点专项基金(批准号:20096101110017)资助的课题.

摘要: 基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法, 运用Vasp方法计算了Eu, N掺杂及Eu/N共掺杂锐钛矿TiO2的结构, 并分析了其电子及光学性质. 通过计算发现有一些Eu的4f态电子在Eu掺杂锐钛矿TiO2的体系的费米能级附近出现杂质能级, 并且N掺杂会使得锐钛矿TiO2的禁带宽度减小. 对于共掺杂体系而言, Eu/N共掺杂的协同效应能导致锐钛矿TiO2的晶格畸变及禁带宽度减小. 与此同时, 计算得到的光吸收谱表明Eu/N混合掺杂锐钛矿TiO2展现出了明显的光谱吸收边缘红移. 这些计算结果表明Eu/N共掺杂锐钛矿TiO2具有优良的光催化活性.

English Abstract

参考文献 (20)

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