镧系元素掺杂TiO2的电子和光学特性的第一性原理计算

来源 :原子与分子物理学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户：poppytao

【摘要】

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基于密度泛函理论的第一性原理局部密度近似法,结合Hubbard U校正（LDA+U）,研究了镧系元素掺杂的锐钛矿型TiO2的取代能、热力学电荷跃迁能级和光学性质.除La之外的所有镧系元素,

【作者】

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陈岩宋有涛吴琼王君

【机构】

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辽宁大学环境学院; 辽宁大学化学院;

【出处】

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原子与分子物理学报

【发表日期】

：

2019年01期

【关键词】

：

锐钛矿镧系元素二氧化钛 LDA+U

【基金项目】

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国家水体污染控制与治理科技重大专项(2015ZX07202-012)

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基于密度泛函理论的第一性原理局部密度近似法,结合Hubbard U校正（LDA+U）,研究了镧系元素掺杂的锐钛矿型TiO₂的取代能、热力学电荷跃迁能级和光学性质.除La之外的所有镧系元素,在掺杂时向主带隙中引入杂质态.所得取代能表明了镧系元素掺杂TiO₂的可行性.同时预测了最佳掺杂比例约为3%,由Ce、Nd、Sm、Gd或Tm掺杂引入的掺杂能级具有负U特性.另外,所得热力学跃迁能级预测了Lu在主带隙内不发生电荷跃迁.算出的光吸收系数表明镧系元素掺杂可使TiO₂具有可见光吸收性能.

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