C掺杂2 TiO 电子结构和光学性质的第一性原理研究 - 铜仁学院学报.PDF

第14 卷 第1 期 铜仁学院学报 Vol. 14 , No.1 2012 年 1 月 Journal of Tongren University Jan. 2012 C TiO 掺杂 电子结构和光学性质的第一性原理研究 2 1 2 3 王 霞 ，李宗宝 ，杨卫强 （1．铜仁学院 生物科学与化学系，贵州 铜仁 554300 ； 2 ．铜仁学院 物理与电子科学系，贵州 铜仁 554300 ； 3 ．玉屏县环保局，贵州 铜仁 554000 ） 摘 要：基于密度泛函理论 （DFT ）的第一性原理平面波超软赝势方法，计算了 元素掺 C 杂 晶体的几何结构、电子结构和光学性质。通过对比发现，由于 原子的掺入，体系的禁 TiO C 2 带宽度减小。结合态密度进行分析，给出了禁带宽度减小的主要物理机制，并给出了掺杂后材 料的光学性质，提出了 掺杂 体系在光学元器件方面的潜在应用。 C TiO 2 关键词： 密度泛函理论 （DFT ）； 第一性原理； C 掺杂TiO 2 中图分类号：O641 文献标识码：A 文章编号：1673-9639 (2012) 0 1-0127-04 1．引言 带宽度，从而提高其对可见光的光催化效率。[9-14] 1972 年，日本的Fujishima 和Honda 发现TiO 本文利用第一性原理平面波超软赝势方法，研 2 单晶电极光催化分解水；1976 年，Cary 报道了 究了 元素掺杂 电子能带结构、态密度及其光 TiO C TiO 2 2 水浊液在近紫外光的照射下可以使多氯联苯脱氯， 学性质，探索了禁带宽度和可见光的吸收光谱随C 标志着光催化氧化反应技术在环保中应用的开始。 元素掺杂前后的变化规律并给出了物理机理。相关 近年来，TiO 由于具有光催化活性高、稳定性好、 工作对TiO 制备及相关材料的研究应用均有一定指 2