【摘 要】
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本文采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了N,Fe共掺杂TiO2的晶体结构、电子结构和光学性质.研究表明,N,Fe共掺杂TiO2的晶格体积、原子间的键长及原子的电荷量发生
【机 构】
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云南大学物理科学技术学院,云南省高校纳米材料与技术重点实验室; 湖南城市学院物理与电信工程系;
【基金项目】
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国家自然科学基金(批准号:50862009)资助的课题~~
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本文采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了N,Fe共掺杂TiO2的晶体结构、电子结构和光学性质.研究表明,N,Fe共掺杂TiO2的晶格体积、原子间的键长及原子的电荷量发生变化,导致晶体中产生八面体偶极矩,并因此光生电子-空穴对有效分离,提高TiO2的光催化活性;N,Fe共掺杂同时在导带底和价带顶形成了杂质能级,使TiO2的禁带宽度变窄,光吸收带边红移到可见光区,这些杂质能级可以降低光生载流子的复合概率,提高TiO2的光催化效率;与Fe掺杂TiO2的态密度相比,共掺杂位于价带顶的杂质能级的态密度峰明显增大,导致电子从杂质能级跃迁到导带的概率增加,使其对太阳能的利用率提高;在不考虑杂质能级的情况下,与纯TiO2相比,N,Fe共掺杂TiO2的带边位置只有微小变化,因此N,Fe共掺杂TiO2的强氧化还原能力得以保持.
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