金红石型TiO2(110)表面吸附TiCl4的微观机理

作者：黄俊; 李荣兴^*; 谢刚; 田林; 杨妮; 俞小花; 李威

来源：材料导报, 2018, 32(20): 3524-3530.

• 密度泛函理论
• 晶核生长
• 氧空位
• 表面吸附

采用密度泛函理论平面波赝势方法研究了TiCl4分子在TiO2(110)表面桥位氧上的吸附,对稳定吸附构型的吸附能、电荷密度、差分电荷密度、电子态密度、Mulliken电荷布居等进行计算和分析。研究结果表明,TiCl4在完整晶胞表面不能吸附;在有氧空位的晶胞表面,TiCl4以面心向下吸附最稳定,吸附过程为放热。当表面氧空位密度为12.5%、25%时,面心向下吸附方式的吸附能分别为-29.780 9kJ·mol-1和-48.641 9kJ·mol-1,表明氧空位密度越高,吸附强度越强;带隙从1.304eV分别减小到0.074eV、0.015eV,能带结构的带隙宽度变窄,表明氧空位密度越高,带隙宽度越窄;TiCl4分子向晶胞表面转移的电荷分别为0.2eV、0.26eV,说明随着表面氧空位密度增加,TiCl4分子向晶胞表面转移的电荷量增加,表面对分子的氧化作用越强。

• 单位
  昆明理工大学; 昆明冶金研究院