N与Cr/Mn共掺杂及NH3吸附锐钛矿型TiO2的第一性原理研究

摘要：

运用基于密度泛函理论(density functional theory)简称DFT中的Castep(MS6.0)软件包进行仿真模拟计算,全面系统分析了纯TiO2、氮(N)与铬(Cr)、锰(Mn)共掺杂及NH3吸附含氧空位缺陷的锐钛矿型TiO2能带结构图、态密度图和光学性质图.分析表明:金属(Cr/Mn)与非金属N共掺杂和NH3吸附TiO2表面相比较,NH3吸附更能改善TiO2的光催化活性.NH3的负电荷中心正对含一个氧空位缺陷的TiO2(101)清洁表面进行吸附后,优化后吸附距离较其它两种吸附显示最小,使TiO2(101)表面的晶体结构得到了充分优化,在三种吸附形式中其吸附结构显示最稳定,其吸附后的吸附能也表现为最大.另外由态密度图中TDOS的分析可知,在费米能级附近,掺杂原子的2p、3d电子在价带是否形成新的态密度峰会直接影响光学性质的变化.该研究为锐钛矿相TiO2作为传感器材料的应用提供了实验参考依据.

关键词：第一性原理;掺杂TiO2;锐钛矿;表面吸附

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分类号：TN304;O64;O482(半导体技术)

资助基金：重庆市教委科技项目;重庆市高等教育教学改革研究项目;重庆师范大学基金项目;重庆大学基金项目

在线出版日期：2021-08-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：221-224,226