S与Hf/Ta/W掺杂锐钛矿相TiO2电子结构和 光学性质的第一性原理研究

人工晶体学报 ›› 2018, Vol. 47 ›› Issue (7): 1431-1437.

S与Hf/Ta/W掺杂锐钛矿相TiO2电子结构和光学性质的第一性原理研究

夏桐;方志平;雷博程;刘丹枫;赵璨;刘桂安;黄以能;张丽丽

伊犁师范学院物理科学与技术学院,新疆凝聚态相变与微结构实验室,伊宁 835000;伊犁师范学院物理科学与技术学院,新疆凝聚态相变与微结构实验室,伊宁 835000;南京大学物理学院,国家固体微结构重点实验室,南京 210093

出版日期:2018-07-15 发布日期:2021-01-20
基金资助:
新疆维吾尔自治区科技创新团队建设项目(2014751001)

First-principles Study on Electronic Structure and Optical Property of S and Hf/Ta/W Doped Anatase TiO2

XIA Tong;FANG Zhi-ping;LEI Bo-cheng;LIU Dan-feng;ZHAO Can;LIU Gui-an;HUANG Yi-neng;ZHANG Li-li

Online:2018-07-15 Published:2021-01-20

摘要/Abstract

摘要： 运用第一性原理密度泛函理论,计算了S单掺及S和过渡金属X(Hf、Ta、W)共掺锐钛矿相TiO2后的电子结构和光学性质.计算结果表明,S单掺及S和X(Hf、Ta、W)共掺杂锐钛矿TiO2后,带隙变窄,表明掺杂后的体系导电性能增强,其中Ta、W与S共掺后,费米能级穿过导带,表现出n型半导体特征;光学性质结果表明:掺杂后各体系的吸收光谱吸收带边均发生红移,S-Ta共掺和S-W共掺体系红移程度最大,并且在可见光区域出现吸收峰,S-W共掺体系的吸收峰最大,说明了该体系的光催化功能较强.各掺杂体系的反射率主峰均向低能方向移动,共掺移动幅度更大,且S-W共掺体系的反射系数在可见光区最大.各共掺体系的静态折射率依次增大,其中S-Hf共掺体系静态折射率在各体系中最小.

中图分类号:

夏桐;方志平;雷博程;刘丹枫;赵璨;刘桂安;黄以能;张丽丽. S与Hf/Ta/W掺杂锐钛矿相TiO2电子结构和光学性质的第一性原理研究[J]. 人工晶体学报, 2018, 47(7): 1431-1437.

XIA Tong;FANG Zhi-ping;LEI Bo-cheng;LIU Dan-feng;ZHAO Can;LIU Gui-an;HUANG Yi-neng;ZHANG Li-li. First-principles Study on Electronic Structure and Optical Property of S and Hf/Ta/W Doped Anatase TiO2[J]. Journal of Synthetic Crystals, 2018, 47(7): 1431-1437.

[1]	许万里, 甘云海, 李悦文, 李彬, 郑有炓, 张荣, 修向前. 高均匀性6英寸GaN厚膜的高速率HVPE生长研究[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(1): 11-16.
[2]	黄渠, 姜洪喜, 周波. CaLa₂(WO₄)₄∶Eu³⁺,Sm³⁺新型白光LED用红色荧光粉的发光性能研究[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(1): 69-76.
[3]	刘帅, 宋立辉, 杨德仁, 皮孝东. 4H-SiC基功率器件的high-k栅介质材料研究进展[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(12): 2027-2042.
[4]	马超, 熊春艳, 徐源来, 赵培. 沉积温度对MOCVD法制备固体氧化物燃料电池GDC阻挡层性质的影响[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(12): 2197-2204.
[5]	李晴, 姜珍兴, 王莹, 马杰, 王俊, 刘鹏, 章健, 范金太, 于浩海, 张怀金, 唐定远. Yb∶Lu₂O₃透明陶瓷的制备及激光性能研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(11): 1884-1891.
[6]	黄秋凤, 邓志强, 陈剑, 郭旺, 邓种华, 刘著光, 黄集权. Cr掺杂YAG透明陶瓷的价态调控及光学性能研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(11): 1909-1917.
[7]	吴文杰, 何代华, 程思远, 何夕云. PLZT透明陶瓷的微区组分调控及梯度设计与电光性能研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(11): 1956-1963.
[8]	雷牧云, 李祯, 王颖, 何敬晖, 王立弟, 庞珍丽. 镁铝尖晶石透明陶瓷吸收系数研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(11): 2013-2021.
[9]	宋明君, 于殿臣, 王晶, 周薇薇, 赵旺. 植物生长照明用La₂Mg_4/3Sb_2/3O₆∶Mn⁴⁺红色荧光粉的制备及光谱特性[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(10): 1759-1768.
[10]	刘云云, 黄传鑫, 王猛, 王燕. Dy³⁺/Eu³⁺双掺杂CaLaGa₃O₇颜色可调荧光粉的制备与发光性能[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(9): 1560-1567.
[11]	白琼宇, 王春浩. 植物补光用In³⁺掺杂Zn₃Ga₂Ge₂O₁₀∶Cr³⁺远红光发光材料的性能研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(9): 1568-1575.
[12]	董玉娟, 刘召江, 朱绮睿. 黄光发射纯Zn₃V₂O₈荧光粉的制备及光学性能研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(8): 1416-1421.
[13]	张守超, 高森单, 刘洪飞, 姜荣云, 王翠红, 聂晓菊, 张丽文, 覃冰. Tb³⁺掺杂钒磷酸盐蓝绿发光调控及发光机理研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(8): 1422-1433.
[14]	李昊晴, 苏煜. BaTiO₃纳米单晶薄膜在外加电场作用下畴结构演化的相场研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(7): 1136-1149.
[15]	杨涛, 陈彩明, 黄瑜佳, 吴少平, 徐华蕊, 汪坤喆, 朱归胜. ITO/AgNWs/ITO薄膜的制备及其性能研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(7): 1150-1159.