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N/Cu共掺杂锐钛矿型TiO2第一性原理研究

杨军 苗仁德 章曦

N/Cu共掺杂锐钛矿型TiO2第一性原理研究

杨军, 苗仁德, 章曦
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  • 基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法, 采用局域自旋密度近似加Hubbard U值方法研究了纯锐钛矿型TiO2, N, Cu单掺杂TiO2及N/Cu共掺杂TiO2 的晶体结构、电子结构和光学性质. 研究结果表明, 掺杂后晶格发生相应畸变, 晶格常数变大. N 和Cu的掺杂在TiO2禁带中引入杂质能级, 禁带宽度发生相应改变. 对于N掺杂TiO2禁带宽度减小较弱, 而Cu掺杂和N/Cu共掺TiO2禁带宽度显著降低, 导致吸收光谱明显红移, 光学催化性增强, 有利于实际应用.
    • 基金项目: 总参谋部信息化部通信指挥装备军内科研基金(批准号: KYLYZXJK140002)和解放军理工大学预研基金(批准号: 20110502)资助的课题.
    [1]

    Vayssieres L, Persson C, Guo J H 2011 Appl. Phys. Lett. 99 183101

    [2]

    Peng L P, Xia Z C, Yang C Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 127104 (in Chinese) [彭丽萍, 夏正才, 杨昌权 2012 物理学报 61 127104]

    [3]

    Wu D, Long M 2011 Surf. Coat. Technol. 206 1175

    [4]

    Farbod M, Khademalrasool M 2011 Powder Technol. 214 344

    [5]

    Huang J H, Wong M S 2011 Thin Solid Films 520 1379

    [6]

    Yang K S, Dai Y, Huang B B, Han S H 2006 J. Phys. Chem. B 110 24011

    [7]

    Lai Y K, Huang J Y, Zhang H F, Subramaniam V P, Tang Y X, Gong D G, Sundar L, Sun L, Chen Z, Lin C J 2010 J. Hazard. Mater. 184 855

    [8]

    Lu J B, Dai Y, Guo M, Yu L, Lai K R, Huang B B 2012 Appl. Phys. Lett. 100 102114

    [9]

    Yang K S, Dai Y, Huang B B, Whangbo M H 2008 Chem. Mater. 20 6528

    [10]

    Yang K S, Dai Y, Huang B B 2007 J. Phys. Chem. C 111 12086

    [11]

    Umebayashi T, Tamaki T, Ttoh H 2002 Appl. Phys. Lett. 81 454

    [12]

    Xu L 2010 Ph. D. Dissertation (Wuhan: Huazhong University of Science and Technology) p66 (in Chinese) [徐凌 2010 博士学位论文(武汉: 华中科技大学) 第66页]

    [13]

    Yamamoto T, Yoshida H K 1999 Jpn. J. Appl. Phys. 38 166

    [14]

    Yamamoto T, Katayama Y H 2001 Physica B 302-303 155

    [15]

    Liu G, Li D H, Zhang R 2011 Chin. J. Struct. Chem. 30 1115

    [16]

    Liu H L, Lu Z H, Yue L, Liu J, Gan Z H, Shu C, Zhang T, Shi J, Xiong R 2011 Appl. Surf. Sci. 257 9355

    [17]

    Paola A D, Garcia-Lopez E, Ikeda S 2002 Catal. Today 75 87

    [18]

    Burdett J K, Hughbandks T, Miller G J 1987 J. Am. Chem. Soc. 109 3639

    [19]

    Ma Y F, Zhang J L, Tian B Z, Chen F, Wang L Z 2010 J. Hazard. Mater. 182 386

    [20]

    Fuiishima A, Honda K 1972 Nature 238 37

    [21]

    Xu J R, Wang Y, Zhu X F, Li P, Zhang L 2012 Acta Phys. Sin. 61 207103 (in Chinese) [徐金荣, 王影, 朱兴凤, 李平, 张莉 2012 物理学报 61 207103]

    [22]

    Hohenberg P, Kohn W 1964 Phys. Rev. B 136 864

    [23]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [24]

    Georges A, Kotliar G, Krauth W 1996 Rev. Mod. Phys. 68 13

    [25]

    Wu G H, Zheng S K, Liu L, Jia C J 2012 Acta Phys. Sin. 61 223101 (in Chinese) [吴国浩, 郑树凯, 刘磊, 贾长江 2012 物理学报 61 223101]

  • [1]

    Vayssieres L, Persson C, Guo J H 2011 Appl. Phys. Lett. 99 183101

    [2]

    Peng L P, Xia Z C, Yang C Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 127104 (in Chinese) [彭丽萍, 夏正才, 杨昌权 2012 物理学报 61 127104]

    [3]

    Wu D, Long M 2011 Surf. Coat. Technol. 206 1175

    [4]

    Farbod M, Khademalrasool M 2011 Powder Technol. 214 344

    [5]

    Huang J H, Wong M S 2011 Thin Solid Films 520 1379

    [6]

    Yang K S, Dai Y, Huang B B, Han S H 2006 J. Phys. Chem. B 110 24011

    [7]

    Lai Y K, Huang J Y, Zhang H F, Subramaniam V P, Tang Y X, Gong D G, Sundar L, Sun L, Chen Z, Lin C J 2010 J. Hazard. Mater. 184 855

    [8]

    Lu J B, Dai Y, Guo M, Yu L, Lai K R, Huang B B 2012 Appl. Phys. Lett. 100 102114

    [9]

    Yang K S, Dai Y, Huang B B, Whangbo M H 2008 Chem. Mater. 20 6528

    [10]

    Yang K S, Dai Y, Huang B B 2007 J. Phys. Chem. C 111 12086

    [11]

    Umebayashi T, Tamaki T, Ttoh H 2002 Appl. Phys. Lett. 81 454

    [12]

    Xu L 2010 Ph. D. Dissertation (Wuhan: Huazhong University of Science and Technology) p66 (in Chinese) [徐凌 2010 博士学位论文(武汉: 华中科技大学) 第66页]

    [13]

    Yamamoto T, Yoshida H K 1999 Jpn. J. Appl. Phys. 38 166

    [14]

    Yamamoto T, Katayama Y H 2001 Physica B 302-303 155

    [15]

    Liu G, Li D H, Zhang R 2011 Chin. J. Struct. Chem. 30 1115

    [16]

    Liu H L, Lu Z H, Yue L, Liu J, Gan Z H, Shu C, Zhang T, Shi J, Xiong R 2011 Appl. Surf. Sci. 257 9355

    [17]

    Paola A D, Garcia-Lopez E, Ikeda S 2002 Catal. Today 75 87

    [18]

    Burdett J K, Hughbandks T, Miller G J 1987 J. Am. Chem. Soc. 109 3639

    [19]

    Ma Y F, Zhang J L, Tian B Z, Chen F, Wang L Z 2010 J. Hazard. Mater. 182 386

    [20]

    Fuiishima A, Honda K 1972 Nature 238 37

    [21]

    Xu J R, Wang Y, Zhu X F, Li P, Zhang L 2012 Acta Phys. Sin. 61 207103 (in Chinese) [徐金荣, 王影, 朱兴凤, 李平, 张莉 2012 物理学报 61 207103]

    [22]

    Hohenberg P, Kohn W 1964 Phys. Rev. B 136 864

    [23]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [24]

    Georges A, Kotliar G, Krauth W 1996 Rev. Mod. Phys. 68 13

    [25]

    Wu G H, Zheng S K, Liu L, Jia C J 2012 Acta Phys. Sin. 61 223101 (in Chinese) [吴国浩, 郑树凯, 刘磊, 贾长江 2012 物理学报 61 223101]

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-15
  • 修回日期:  2014-09-14
  • 刊出日期:  2015-02-05

N/Cu共掺杂锐钛矿型TiO2第一性原理研究

  • 1. 解放军理工大学理学院, 南京 211101
    基金项目: 

    总参谋部信息化部通信指挥装备军内科研基金(批准号: KYLYZXJK140002)和解放军理工大学预研基金(批准号: 20110502)资助的课题.

摘要: 基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法, 采用局域自旋密度近似加Hubbard U值方法研究了纯锐钛矿型TiO2, N, Cu单掺杂TiO2及N/Cu共掺杂TiO2 的晶体结构、电子结构和光学性质. 研究结果表明, 掺杂后晶格发生相应畸变, 晶格常数变大. N 和Cu的掺杂在TiO2禁带中引入杂质能级, 禁带宽度发生相应改变. 对于N掺杂TiO2禁带宽度减小较弱, 而Cu掺杂和N/Cu共掺TiO2禁带宽度显著降低, 导致吸收光谱明显红移, 光学催化性增强, 有利于实际应用.

English Abstract

参考文献 (25)

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