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La-Ce共掺杂锐钛矿TiO2的缺陷形成能和电子结构分析

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采用基于密度泛函的第一性原理研究了稀土元素La、Ce共掺杂锐钛矿相TiO2的缺陷形成能,缺陷电荷转变能级以及电子结构.研究发现,富氧状态下La、Ce掺杂以及La-Ce共掺的缺陷形成能均为负值,而贫氧状态下La、Ce掺杂形成能为正,表明La、Ce的掺杂TiO2只能在氧气氛制备条件下进行;替代Ti掺杂缺陷电荷转变能级计算结果表明:0/1-的缺陷电荷转变能级分别位于VBM上面0.522 eV及2.440 eV处;与纯锐钛矿相TiO2相比,La、Ce单掺杂以及La-Ce共掺杂均能减小TiO2的禁带宽度,但共掺杂体系的禁带宽度更窄,因此共掺杂体系将更有利于提高TiO2对可见光的响应能力和光催化性能.
Analysis on defect formation energy and electronic structure of La-Ce Co-doped anatase TiO2

谭敏、方志杰、王栋、张金省

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柳州工学院,柳州545616

广西科技大学理学院,柳州545006

TiO2 稀土元素共掺杂 第一性原理 缺陷形成能 转变能级

国家自然科学基金广西壮族自治区高等学校中青年教师科研基础能力提升项目柳州市科技计划

118640052020KY600082020PAAA0608

2022

10.19855/j.1000-0364.2022.036008

原子与分子物理学报
四川大学,四川省物理学会,中国物理学会原子与分子物理专业委员会

原子与分子物理学报

北大核心
影响因子：0.296
ISSN：1000-0364
年,卷(期)：2022.39(3)
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