10.3969/j.issn.1001-4160.2011.06.007
Mn掺杂锐钛矿型TiO2电子结构的第一性原理研究
[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。
第一性原理、Mn掺杂、二氧化钛、电子结构
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TN304.02;TQ015.9;O6-39(半导体技术)
国家自然科学基金资助项目20773013:20803014;广东省科技计划项目2008B010600048
2011-12-19(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)
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