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重氧空位对金红石型和锐钛矿型TiO2导电性能影响的模拟计算

侯清玉 乌云 赵春旺

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重氧空位对金红石型和锐钛矿型TiO2导电性能影响的模拟计算

侯清玉, 乌云, 赵春旺

Effect of concentration of heavy oxygen vacancy in rutile and anatase (TiO2) on electric conductivity performance studied by simulation and calculation

Hou Qing-Yu, Wu Yun, Zhao Chun-Wang
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  • 基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,构建了未掺杂与相同重氧空位金红石型和锐钛矿型TiO1.9375超胞模型,分别对模型进行了几何结构优化、能带结构分布和态密度分布的计算. 结果表明,氧空位后金红石型和锐钛矿型TiO2体系体积均变大,同时,锐钛矿型TiO1.9375超胞的稳定性、迁移率以及电导率均高于金红石型TiO1.9375超胞. 计算结果和实验结果相一致.
    The pure and heavy oxygen vacancy for both rutile and anatase supercell models of TiO1.9375 were structured by using first-principles plane-wave ultrasoft pseudopotential method based on the density functional theory, the geometry optimizations, band structures, and density of states of these models were calculated. Results show that the volumes become greater for both heavy oxygen vacancy rutile and anatase, meanwhile, all of the stability, mobility, and conductivity of anatase supercell model of TiO1.9375 ore greater than the rutile supercell model, which are in agreement with the experimental results.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61366008,51261017)、教育部春晖计划资助项目和内蒙古自治区高等学校科学研究项目(批准号:NJZZ13099)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61366008, 51261017), the Ministry of Education Spring Sunshine Plan Funding, and the CollegeScience Research Projectof Inner Mongolia Autonomous Region, China (Grant No. NJZZ13099).
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-06-28
  • 修回日期:  2013-08-31
  • 刊出日期:  2013-12-05

重氧空位对金红石型和锐钛矿型TiO2导电性能影响的模拟计算

  • 1. 内蒙古工业大学理学院物理系, 呼和浩特 010051;
  • 2. 内蒙古化工职业学院化学工程系, 呼和浩特 010071
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61366008,51261017)、教育部春晖计划资助项目和内蒙古自治区高等学校科学研究项目(批准号:NJZZ13099)资助的课题.

摘要: 基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,构建了未掺杂与相同重氧空位金红石型和锐钛矿型TiO1.9375超胞模型,分别对模型进行了几何结构优化、能带结构分布和态密度分布的计算. 结果表明,氧空位后金红石型和锐钛矿型TiO2体系体积均变大,同时,锐钛矿型TiO1.9375超胞的稳定性、迁移率以及电导率均高于金红石型TiO1.9375超胞. 计算结果和实验结果相一致.

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参考文献 (27)

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