搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

C掺杂锐钛矿相TiO2吸收光谱的第一性原理研究

徐凌 唐超群 钱俊

C掺杂锐钛矿相TiO2吸收光谱的第一性原理研究

徐凌, 唐超群, 钱俊
PDF
导出引用
导出核心图
  • 运用第一性原理,对C掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构进行了研究,从能带结构理论解释了C掺杂TiO2吸收光谱的一些实验现象.发现在C掺杂后的锐钛矿相TiO2的禁带宽度增大,并且在带隙中出现了杂质能级,这些杂质能级主要是由C 2p轨道上的电子构成的,它们之间是独立的,正是这些独立的杂质能级使TiO2掺杂后可以发生可见光响应.价带上的电子可以吸收一定能量的光子跃迁到杂质能级,而杂质能级上的电子也可以吸收一定能量的光子跃迁到导带,所以从理论上可以计算出掺杂后的TiO2在可见光范围内存在两个吸收边,与实验中所得到的现象相一致.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:70471020)资助的课题.
    [1]

    [1]Yan M F, Rhodes W W 1981 In: Grain Boundaries in Semiconductors edited by Leamy H J, Pike G E, Seager C H (New York: North-Holland)

    [2]

    [2]Reintjes J, Schultz M B 1968 J. Appl. Phys. 39 5254

    [3]

    [3]Goodenough J B, Longo J M 1970 In: Landolt-Bornstein Tabellen. ch3 (Berlin: Springer-Verlag)

    [4]

    [4]Byrne J A, Eggins B R, Brown N M D 1998 Appl. Cataly. B: Environ. 17 25

    [5]

    [5]Wang P, Gratzel M 2003 Nat. Mater.21 402

    [6]

    [6]Ding Y W, Fan C Z 2001 Modern Chem. Industr. 21 18 (in Chinese) [丁延伟、范崇政 2001 现代化工 21 18]

    [7]

    [7]Fujishima A, Honda K 1972 Nature 238 37

    [8]

    [8]Moon S C, Mametsuka H 2000 Catal. Today 58 125

    [9]

    [9]Asahi R, Morikawa T, Ohwaki T, Aoki K, Taga Y 2001 Science 69 293

    [10]

    ]Yamaki T, Umebayashi T, Sumita T, Yamamoto S, Maekawa M, Kawasuso A, Itoh H 2003 Phys. Rev. B 206 254

    [11]

    ]Li D, Haneda H, Hishita S 2005 J. Fluor. Chem. 126 69

    [12]

    ]Umebayashi T, Yamaki T, Itoh H 2002 Appl. Phys. Lett. 81454

    [13]

    ]Umebayashi T, Yamaki T, Yamamoto S 2003 J.Appl. Phys. 93 515

    [14]

    ]Umebayashi T, Yamaki T, Tanaka S 2003 Chem. Lett. 32 330

    [15]

    ]Ohno T, Mitsui T, Matsumura M 2003 Chem. Lett. 32 364

    [16]

    ]Khan S U M, Al-Shahry M, Ingler W B 2002 Science 297 2243

    [17]

    ]Irie H, Watanabe Y, Hashimoto K 2003 Chem. Lett. 32 772

    [18]

    ]Sakthivel S, Kisch H 2003 Angew. Chem. Int. Ed. 42 4908

    [19]

    ]Li Y Z, Huang D S, Lee N H 2005 Chem.Phys. Lett. 404 25

    [20]

    ]Sato K, Akai H, Maruyama Y, Minamisono T, Matsuta K, Fukuda M, Mihara M 1999 Hyperfine Interact. 56 145

    [21]

    ]Burdett J K, Hughbanks T, Miller G J, Richardson J W, Smith J V 1987 J. Am. Chem. Soc. 109 3639

    [22]

    ]Zhang Y, Tang C Q , Dai J 2005 Acta Phys. Sin. 54 323 (in Chinese) [张勇、唐超群、戴君 2005 物理学报 54 323]

    [23]

    ]Xu L, Tang C Q , Ma X G, Tang D H, Dai L 2007 Acta Phys. Sin. 56 1048 (in Chinese) [徐凌、唐超群、马新国、唐代海、戴磊 2007 物理学报 56 1048]

  • [1]

    [1]Yan M F, Rhodes W W 1981 In: Grain Boundaries in Semiconductors edited by Leamy H J, Pike G E, Seager C H (New York: North-Holland)

    [2]

    [2]Reintjes J, Schultz M B 1968 J. Appl. Phys. 39 5254

    [3]

    [3]Goodenough J B, Longo J M 1970 In: Landolt-Bornstein Tabellen. ch3 (Berlin: Springer-Verlag)

    [4]

    [4]Byrne J A, Eggins B R, Brown N M D 1998 Appl. Cataly. B: Environ. 17 25

    [5]

    [5]Wang P, Gratzel M 2003 Nat. Mater.21 402

    [6]

    [6]Ding Y W, Fan C Z 2001 Modern Chem. Industr. 21 18 (in Chinese) [丁延伟、范崇政 2001 现代化工 21 18]

    [7]

    [7]Fujishima A, Honda K 1972 Nature 238 37

    [8]

    [8]Moon S C, Mametsuka H 2000 Catal. Today 58 125

    [9]

    [9]Asahi R, Morikawa T, Ohwaki T, Aoki K, Taga Y 2001 Science 69 293

    [10]

    ]Yamaki T, Umebayashi T, Sumita T, Yamamoto S, Maekawa M, Kawasuso A, Itoh H 2003 Phys. Rev. B 206 254

    [11]

    ]Li D, Haneda H, Hishita S 2005 J. Fluor. Chem. 126 69

    [12]

    ]Umebayashi T, Yamaki T, Itoh H 2002 Appl. Phys. Lett. 81454

    [13]

    ]Umebayashi T, Yamaki T, Yamamoto S 2003 J.Appl. Phys. 93 515

    [14]

    ]Umebayashi T, Yamaki T, Tanaka S 2003 Chem. Lett. 32 330

    [15]

    ]Ohno T, Mitsui T, Matsumura M 2003 Chem. Lett. 32 364

    [16]

    ]Khan S U M, Al-Shahry M, Ingler W B 2002 Science 297 2243

    [17]

    ]Irie H, Watanabe Y, Hashimoto K 2003 Chem. Lett. 32 772

    [18]

    ]Sakthivel S, Kisch H 2003 Angew. Chem. Int. Ed. 42 4908

    [19]

    ]Li Y Z, Huang D S, Lee N H 2005 Chem.Phys. Lett. 404 25

    [20]

    ]Sato K, Akai H, Maruyama Y, Minamisono T, Matsuta K, Fukuda M, Mihara M 1999 Hyperfine Interact. 56 145

    [21]

    ]Burdett J K, Hughbanks T, Miller G J, Richardson J W, Smith J V 1987 J. Am. Chem. Soc. 109 3639

    [22]

    ]Zhang Y, Tang C Q , Dai J 2005 Acta Phys. Sin. 54 323 (in Chinese) [张勇、唐超群、戴君 2005 物理学报 54 323]

    [23]

    ]Xu L, Tang C Q , Ma X G, Tang D H, Dai L 2007 Acta Phys. Sin. 56 1048 (in Chinese) [徐凌、唐超群、马新国、唐代海、戴磊 2007 物理学报 56 1048]

  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  4349
  • PDF下载量:  1668
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2009-05-31
  • 修回日期:  2009-08-10
  • 刊出日期:  2010-02-05

C掺杂锐钛矿相TiO2吸收光谱的第一性原理研究

  • 1. (1)华中科技大学物理学院,武汉 430074; (2)武汉大学印刷与包装系,武汉 430072
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:70471020)资助的课题.

摘要: 运用第一性原理,对C掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构进行了研究,从能带结构理论解释了C掺杂TiO2吸收光谱的一些实验现象.发现在C掺杂后的锐钛矿相TiO2的禁带宽度增大,并且在带隙中出现了杂质能级,这些杂质能级主要是由C 2p轨道上的电子构成的,它们之间是独立的,正是这些独立的杂质能级使TiO2掺杂后可以发生可见光响应.价带上的电子可以吸收一定能量的光子跃迁到杂质能级,而杂质能级上的电子也可以吸收一定能量的光子跃迁到导带,所以从理论上可以计算出掺杂后的TiO2在可见光范围内存在两个吸收边,与实验中所得到的现象相一致.

English Abstract

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回