锐钛矿相TiO 2中P掺杂浓度与电子结构的关系

摘要：

利用基于密度泛函理论的第一性原理超软赝势平面波方法对不同浓度P替位Ti掺杂锐钛矿相TiO 2的晶格参数、P电荷布居、能带结构、态密度和吸收光谱进行计算。计算结果表明：随着P掺杂浓度的增加，锐钛矿相TiO 2的晶胞体积逐渐减小，但掺杂P原子的电荷布居数基本没有变化；同时禁带宽度逐渐增大，并在价带顶附近引入了掺杂能级，费米能级进入导带，使TiO 2呈现半金属特性。随着掺杂浓度的增大，掺杂TiO 2在可见光区域吸收逐渐增强，同时吸收带边蓝移程度逐渐增大。本研究中P掺杂锐钛矿相TiO 2禁带宽度的计算结果与实验获得的随P掺杂浓度的提高TiO 2禁带宽度增大相一致。

关键词：锐钛矿相TiO 2、P掺杂、第一性原理、电子结构

分类号：TG146.2+3(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金资助项目61204079；河北省自然科学基金资助项目E2012201088；河北省高等学校科学研究项目ZH2012019

在线出版日期：2013-09-13（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：1996-2002