非金属（C、N、S、P）掺杂对锐钛矿TiO2性质影响的第一性原理研究-论文

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文件名称：非金属（C、N、S、P）掺杂对锐钛矿TiO2性质影响的第一性原理研究-论文
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更新时间：2021-07-08 04:19:07
非金属掺杂 锐钛矿TiO2 第一性原理 能带结构 态密度 利用Materials studio软件建立了锐钛矿原胞模型,采用非金属C、N、S、P置换TiO2中O的方式进行掺杂,建立TiO1.875X0.125（2×1×1）（X为C、N、S、P）超晶胞,采用基于密度泛函理论（Density Functional Theory,DFT）的Castep软件包对锐钛矿TiO2和TiO1.875X0.125的能带结构、态密度和光学性质进行分析。结果表明:非金属掺杂锐钛矿TiO2的带隙值较锐钛矿TiO2均减小,分别为0.57 eV(TiO1.875C0.125)、1.93 eV(TiO1.875N0.125)、1.30 eV(TiO1.875S0.125)和0.21 eV(TiO1.875P0.125),并且光吸收边界均出现了不同程度的红移(TiO1.875P0.125> TiO1.875C0.125> TiO1.875S0.125> TiO1.875N0.125)。非金属（C、N、S、P）掺杂均会窄化锐钛矿TiO2的禁带宽度且使能带变得致密,C、P掺杂材料的价带和导带均向低能量区偏移,而N、S掺杂材料的导带出现负移,价带偏移不明显。由于C-2p、N-2