Mn掺杂锐钛矿型TiO2电子结构的第一性原理研究

摘要：

[目的]研究Mn掺杂对锐钛矿TiO2晶体可见光区催化活性的影响。[方法]采用基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理平面波赝势(PWPP)方法，研究掺杂对锐钛矿TiO2晶体的晶体结构、能带结构、态密度的改变。同时我们也进行了Mn掺杂TiO2的实验研究，从实验方面对掺杂后TiO2光吸收性能变化进行研究。[结果]Mn掺杂TiO2后，晶体的对称性和点群没有改变。通过对比TinO2，Mn掺杂TiO2的能带和态密度可以得出：Mn掺杂TiO2后导带发生较大下移，且导带底部主要是Mn-3d的贡献，使禁带宽度变小，从而可见光吸收增强。实验结果也表明Mn掺杂后可见光吸收增强，和理论的红移结果一致。[结论]通过我们的计算和实验，说明Mn掺杂可以改善和提高TiO2在可见光区的活性，这种材料具有很好的应用前景，值得做进一步的实验研究。

关键词：第一性原理、Mn掺杂、二氧化钛、电子结构

所属期刊栏目：28

分类号：TN304.02;TQ015.9;O6-39(半导体技术)

资助基金：国家自然科学基金资助项目20773013:20803014；广东省科技计划项目2008B010600048

在线出版日期：2011-12-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：685-688