【摘 要】
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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Ti02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
【机 构】
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广西民族师范学院物理与电子工程学院,北京工业大学材料科学与工程学院
【基金项目】
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国家自然科学基金,11347141;广西自然科学基金,2015GXNSFBA139014;广西教育厅高等学校科学技术研究重点项目,KY2015ZD135;广西高校中青年教师基础能力提升项目,2017KY0833;广西民族师范学院人才科研启动项目,2014RCGG001~~
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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Ti02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Ti02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.
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