【摘 要】
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非金属掺杂金红石相TiO2使它的光学性质发生改变,拓展其在光催化和光电转换领域的应用是近年来的一个热点。基于密度泛函理论的平面超软赝势方法对C单掺杂、N单掺杂、S单掺杂
【机 构】
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重庆师范大学物理与电子工程学院; 重庆市光电功能材料重点实验室;
【基金项目】
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国家自然科学基金(61274128,61106129)
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非金属掺杂金红石相TiO2使它的光学性质发生改变,拓展其在光催化和光电转换领域的应用是近年来的一个热点。基于密度泛函理论的平面超软赝势方法对C单掺杂、N单掺杂、S单掺杂以及C-N共掺、C-S共掺、N-S共掺TiO2的超晶胞进行电子性质和光学性质的计算,包括能带结构、电子态密度、介电常数、吸收光谱和反射光谱等。非金属元素的掺杂都使得TiO2禁带宽度减小,吸收光谱和反射光谱发生红移,在一定程度上改善了TiO2对可见光的利用,但非金属双掺杂比单掺杂对可见光的利用率更高。研究表明:在可见光高能区400~575nm范围内,有C元素的掺杂比其他几种掺杂的吸收系数和反射率更高,而在可见光低能区575~760nm范围内,有N元素的掺杂比其他几种掺杂的吸收系数和反射率更佳。因此C-N共掺对可见光的利用比其他非金属掺杂体系更好。
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