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N/Fe共掺杂锐钛矿TiO2(101)面协同作用的第一性原理研究

李宗宝 王霞 贾礼超

N/Fe共掺杂锐钛矿TiO2(101)面协同作用的第一性原理研究

李宗宝, 王霞, 贾礼超
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  • 基于周期性密度泛函理论研究了N/Fe共掺杂对锐钛矿TiO2(101)面的修饰作用. 计算了铁替位单掺杂TiO2(101)面及晶体内部后, 晶体结构变化及形成能. 通过形成能的比较发现, Fe从晶体表面向体内迁移时受到势垒阻碍作用. 同时, 对不同位置表面N/Fe近邻共掺杂晶体形成能的比较, 得出了表面共掺杂的最稳定结构. 通过对电子结构及态密度的分析发现: 表面共掺杂态中, N/Fe共掺杂可改变TiO2(101)面的电子结构, 并使TiO2由半导体性向半金属性转变.
    • 基金项目: 贵州省自然科学基金(批准号:黔科合J字[2012]2315号, 黔科合J字LKT[2012]17号)和铜仁市科技计划项目(批准号: 铜市科研(2012)63号-9) 资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-06-29
  • 修回日期:  2013-07-18
  • 刊出日期:  2013-10-05

N/Fe共掺杂锐钛矿TiO2(101)面协同作用的第一性原理研究

  • 1. 铜仁学院物理与电子科学系, 固体材料与元器件研究所, 铜仁 554300;
  • 2. 贵州省教育厅材料制备新技术与应用特色重点实验室, 铜仁 554300;
  • 3. 铜仁学院生物科学与化学系, 铜仁 554300;
  • 4. 华中科技大学材料科学与工程学院, 材料加工与模具重点实验室, 武汉 430074
    基金项目: 

    贵州省自然科学基金(批准号:黔科合J字[2012]2315号, 黔科合J字LKT[2012]17号)和铜仁市科技计划项目(批准号: 铜市科研(2012)63号-9) 资助的课题.

摘要: 基于周期性密度泛函理论研究了N/Fe共掺杂对锐钛矿TiO2(101)面的修饰作用. 计算了铁替位单掺杂TiO2(101)面及晶体内部后, 晶体结构变化及形成能. 通过形成能的比较发现, Fe从晶体表面向体内迁移时受到势垒阻碍作用. 同时, 对不同位置表面N/Fe近邻共掺杂晶体形成能的比较, 得出了表面共掺杂的最稳定结构. 通过对电子结构及态密度的分析发现: 表面共掺杂态中, N/Fe共掺杂可改变TiO2(101)面的电子结构, 并使TiO2由半导体性向半金属性转变.

English Abstract

参考文献 (31)

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