銳鈦礦型TiO2(101)面第一性原理研究.pdf

1、本文采用基于密度泛函理論的第一性原理方法,研究了氧空位及C摻雜對(duì)銳鈦礦型TiO2(101)面幾何、電子結(jié)構(gòu)以及光學(xué)性質(zhì)的影響。并模擬了氧空位在表面的擴(kuò)散以及02分子吸附情況。本文主要做了以下4個(gè)方面的研究工作:
　　1.本文計(jì)算了在不同氣氛下的銳鈦礦型TiO2(101)表面氧空位點(diǎn)缺陷形成能,計(jì)算結(jié)果表明相對(duì)于富氧增長(zhǎng)條件,富鈦增長(zhǎng)條件更有利于表面能量的穩(wěn)定性并且表面橋氧空位最容易形成。對(duì)電子結(jié)構(gòu)的分析顯示氧空位摻雜Ti02是簡(jiǎn)并

2、半導(dǎo)體,費(fèi)米面進(jìn)入導(dǎo)帶,發(fā)生了模特相變。光學(xué)性質(zhì)的計(jì)算結(jié)果表明氧空位拓展了TiO2可見(jiàn)光響應(yīng)范圍。
　　2.采用第一原理分子動(dòng)力學(xué)方法,研究氧空位缺陷在銳鈦礦型TiO2(101)表面不同溫度下的擴(kuò)散情況。計(jì)算了擴(kuò)散過(guò)程中體系總能量的變化、表面O空位幾何結(jié)構(gòu)的改變。當(dāng)體系達(dá)到熱力學(xué)平衡時(shí),O空位的擴(kuò)散激活能為0.5555 eV和擴(kuò)散系數(shù)為2.66×10-17 m2s-1。
　　3.采用基于密度泛函理論的第一性原理方法,討論了C