稀土（La/Ce/Pr/Nd）掺杂锐钛矿相TiO2磁性及光催化活性的第一性原理研究?

摘要：

采用密度泛函理论下的平面波赝势方法，建立了未掺杂锐钛矿TiO2和La/Ce/Pr/Nd单掺杂的锐钛矿TiO2模型。几何优化后，通过计算形成能分析了掺杂结构的稳定性；通过自旋电子态密度的计算分析了各个掺杂模型的磁性状态，并采用比较磁性基态能量的方法对分析结果加以验证；讨论了各稀土元素掺杂对锐钛矿能带结构和吸收光谱的影响。结果表明： La/Pr掺杂的锐钛矿TiO2具有亚铁磁性， Nd掺杂的锐钛矿具有反铁磁性， Ce掺杂锐钛矿为顺磁体； Ce掺杂对锐钛矿能带结构影响较小，吸收光谱红移不明显，而La/Nd掺杂则能有效提升锐钛矿对可见光的吸收系数， Pr掺杂能使锐钛矿TiO2在红外光区出现吸收峰。

关键词：稀土掺杂锐钛矿TiO2、第一性原理、电子自旋、吸收光谱

所属期刊栏目：65

分类号：TQ1;O64

资助基金：黑龙江省自然科学基金E201341;牡丹江师范学院青年一般项目QY201315;黑龙江省教育厅科学技术项目批准号:12521577资助的课题.* Project supported by the Natural Science Foundation of Heilongjiang Province, ChinaGrant E201341;the Youth General Program of Mudanjiang Normal University, ChinaGrant QY201315;the Education Department of Heilongjiang Province Science and Technology Project, ChinaGrant 12521577

在线出版日期：2016-04-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：037102-1-037102-8