氮掺杂对金红石二氧化钛光电特性影响的理论研究

作者：侯艳; 高成娟; 吴希喆; 资雪池; 谢露; 杨海征; 闫宇星^*

来源：无机盐工业, 2022, 54(06): 90-101.

DOI：10.19964/j.issn.1006-4990.2021-0473

• 氮掺杂
• 金红石二氧化钛
• 第一性原理
• 光学性质

运用第一性原理LDA+U方法，计算不同浓度氮元素掺杂金红石相二氧化钛的能带结构、态密度和光学性质，研究显示氮元素的掺入使TiO2-xNx体系带隙变窄。而O-2p与N-2p轨道杂化耦合在费米能级附近出现了杂质能级，促使载流子跃迁变容易，从而拓展了TiO2-xNx体系对可见光的响应范围。此外，杂质能级对电子-空穴对的复合有抑制作用，对光催化活性的提升具有积极作用。研究结果表明，当氮元素掺杂量(x)为0.062 5时，TiO2-xNx体系光吸收性能与光电响应较好。

• 单位
  曲靖师范学院