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金红石相和锐钛矿相TiO2本征缺陷的第一性原理计算

彭丽萍 夏正才 尹建武

金红石相和锐钛矿相TiO2本征缺陷的第一性原理计算

彭丽萍, 夏正才, 尹建武
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  • 采用第一性原理的计算方法, 分别研究了金红石相和锐钛矿相TiO2各种缺陷态形成的类型, 以及几何结构、生长气氛和Fermi能级位置对缺陷形成能的影响, 从理论上预测产生点缺陷的实验条件. 重点是讨论带电点缺陷的形成能, 并对结果进行适当修正. 研究发现, 本征缺陷的类型和浓度对 TiO2的性能有一定的影响: 在富O条件下, TiO2容易形成VTi(Ti空位)缺陷; 在富Ti条件下, TiO2的Tii4+和VO(O空位)缺陷将大量出现, 形成Schottky缺陷.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-03-06
  • 修回日期:  2011-05-30
  • 刊出日期:  2012-03-15

金红石相和锐钛矿相TiO2本征缺陷的第一性原理计算

  • 1. 华中科技大学物理学院, 武汉 430074;
  • 2. 湖北黄冈师范学院物理科学与技术学院, 黄冈 438000;
  • 3. 华中科技大学国家脉冲强磁场中心, 武汉 430074

摘要: 采用第一性原理的计算方法, 分别研究了金红石相和锐钛矿相TiO2各种缺陷态形成的类型, 以及几何结构、生长气氛和Fermi能级位置对缺陷形成能的影响, 从理论上预测产生点缺陷的实验条件. 重点是讨论带电点缺陷的形成能, 并对结果进行适当修正. 研究发现, 本征缺陷的类型和浓度对 TiO2的性能有一定的影响: 在富O条件下, TiO2容易形成VTi(Ti空位)缺陷; 在富Ti条件下, TiO2的Tii4+和VO(O空位)缺陷将大量出现, 形成Schottky缺陷.

English Abstract

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