Ce掺杂与O空位对锐钛矿相TiO2磁学和光学性能影响的第一性原理研究

李聪; 付斯年; 郑友进; 吴春雷

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Ce掺杂与O空位对锐钛矿相TiO2磁学和光学性能影响的第一性原理研究

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基于第一性原理计算,建立了含有不同Ce与O空位配比的锐钛矿TiO2模型。对各个体系的稳定性、磁性、电子结构及吸收光谱进行了计算。结果表明:Ce与近邻O空位间的自旋电子交换是锐钛矿TiO2净磁矩的来源,因此体系的磁性与Ce和O空位的相对位置有关。Ce或O空位浓度增加在费米能级附近形成的施主能级使得带隙宽度进一步减小,因此体系对可见光的吸收系数进一步增加。与局域性更强的Ce-4f电子相比,Ti-3d电子更易受激参与光催化反应,因此Ce掺杂引起的O空位及其浓度是影响锐钛矿TiO2光催化性能的主要因素。

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来源
《人工晶体学报》 |2019年第8期|1451-1456|共6页
作者
李聪; 付斯年; 郑友进; 吴春雷;
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作者单位

牡丹江师范学院物理系黑龙江省新型碳基功能与超硬材料重点实验室;

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正文语种 chi
中图分类能带论;
关键词
Ce掺杂TiO2; 第一性原理; O空位; 电子结构;

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