Na掺杂对TiO2基材料电子结构、电子迁移特性及光吸收性质的影响

作者：唐文翰; 房慧; 李凡生; 黄灿胜; 余小英; 王如志

来源：人工晶体学报, 2018, 47(05): 952-957.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2018.05.012

• TiO2
• Na掺杂
• 电子迁移性质
• 光吸收

在赝势法密度泛函理论的基础上,系统研究了Na掺杂对TiO2基材料电子结构、载流子迁移和光吸收性质的影响。纯的TiO2基晶态材料呈现宽的直接带隙,其带隙宽度达2.438 eV,Na掺杂降低了TiO2基晶态材料的带隙至1.976 eV。纯的TiO2电子主要形成五个能带,而Na掺杂TiO2主要形成七个能带。TiO2材料的载流子迁移率较Na掺杂TiO2材料高,而Na掺杂TiO2材料载流子有效质量较TiO2的高。Na掺杂在TiO2材料价带中引入空穴和新的能级。Na掺杂大大提高了TiO2材料的载流子浓度,Ti中的p态电子,Na中的p态电子和O中的p态电子在导电过程中起着关键作用。Na掺杂TiO2材料的低能量光吸收限降低。

• 单位
  广西民族师范学院; 电子工程学院; 北京工业大学