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摘要
钛酸铅（PTO）因具有优异的铁电、压电特性及光学性质而备受关注.但B、N掺杂对顺电相PTO电子结构和光学性质的影响还不明确，因此，利用第一性原理对立方PTO开展准确的性质预测尤为必要.本文采用广义梯度近似的PBE泛函（GGA-PBE）和杂化泛函（HSE06）研究了B、N替位掺杂（BO、NO）和O空位（VO）对PTO的基态性质、电子结构和光学性质的影响.研究表明：贫氧态的PTO比富氧态更容易形成杂质缺陷，且NO缺陷最难形成.当BO、NO缺陷存在时，PTO的价带顶和导带底向低能量方向移动，在两者之间出现杂质能级，使其导电性能提高且含BO的PTO为间接带隙半导体，而含NO的PTO为直接带隙半导体. NO体系在波长大约为230 nm处有最大吸收峰，该峰主要源于O 2p和Ti 3d之间的电子跃迁，且NO体系对可见光的吸收能力最强，有望提高PTO的光催化能力.
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