Al掺杂TiO2基晶体材料电子结构及光学性质的理论研究

摘要：

采用密度泛函理论计算分析的方法系统研究了Al掺杂TiO2基晶体材料的电子结构和光学性质.结果表明,本征TiO2材料具有直接带隙型能带,其带隙宽度为2.438 eV,Al掺杂TiO2材料同样具有直接带隙型能带,其带隙宽度降低至2.329 eV.本征TiO2与Al掺杂的TiO2材料均含有五个子能带,但是Al掺杂TiO2材料子能带位置发生改变.Al掺杂在TiO2材料价带中引入大量新的能级,降低了费米能级上的态密度, Al掺杂为n型掺杂.对于Al掺杂TiO2材料来说,s态电子和p态电子主要在Al掺杂TiO2材料的带内跃迁过程起较大的作用.Al掺杂的TiO2材料最强的介电吸收峰在320 nm附近,Al掺杂拓展了TiO2材料的光吸收范围,其介电吸收能量范围向长波方向移动.本征TiO2及Al掺杂TiO2材料在1000 nm以下波长的折射率曲线相似.Al掺杂TiO2材料在500 nm以下的折射率较本征TiO2材料降低,而500 nm以上折射率较本征TiO2材料增大.

关键词：光电子学、TiO2、Al掺杂、电子结构、光学性质

所属期刊栏目：36

分类号：TN304.2(半导体技术)

资助基金：National Natural Science Foundation of China国家自然科学基金,11347141;Natural Science Foundation of Guangxi Province广西自然科学基金,2015GXNSFBA139014;Key Scientific Research Project of Guangxi Educational Department广西教育厅高等学校科学技术研究重点项目,KY2015ZD135;Basic Ability Improving Project for Young Scholars of Guangxi Universities广西高校中青年教师基础能力提升项目,2017KY0833;Foundation Research Project of Guangxi Normal University for Nationality广西民族师范学院人才科研启动项目,2014RCGG001

在线出版日期：2019-03-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：116-122