Zn掺杂锐钛矿TiO2的电子结构及光学性质的研究
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四川省教育厅理工科一般项目(14ZB0025);四川省级大学生创新创业计划项目(201510636096)。


Electronic structure and optical properties of Zn-doped anatase TiO2
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    摘要:

    采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理对Zn掺杂锐钛矿TiO2进行了结构优化,并对掺杂前后的能带结构、电子态密度和吸收光谱进行了计算。研究表明:Zn掺杂锐钛矿TiO2体系为间接带隙半导体,在价带顶部引入了杂质能级,杂质能级主要由O-2p轨道和Zn-3d轨道贡献,杂质能级的引入增强了TiO2对可见光区的响应,增大TiO2的光吸收范围。实验结果表明:Zn掺杂使锐钛矿TiO2吸收边红移,并能增强TiO2的光电效应,可用于材料的光阴极保护。

    Abstract:

    The structure optimization, band structure, density of states and light absorption characteristics of Zn-doped anatase TiO2 are studied with the first-principles calculation method based on density functional theory(DFT). The calculations results show that Zn-doped anatase TiO2 is indirect band gap semiconductor, and the impurity energy level is introduced due to the couping between O-2p and Zn-3d, which can increase the TiO2 absorption edge to the visible region, and therefore enlarge the absorption region of TiO2. The experimental results show that Zn-doped TiO2 leads to the red shift of the optical absorption edges to visible-light region and enhance thephotoelectric effect of anatase TiO2. The effect is useful for the photocathode protection of photoelectric performance.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

谢奉妤,高家诚,王宁. Zn掺杂锐钛矿TiO2的电子结构及光学性质的研究[J].重庆大学学报,2017,40(10):79-86.

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  • 收稿日期:2017-02-25
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  • 在线发布日期: 2017-11-02
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