Mn掺杂锐钛矿型TiO_2电子结构的第一性原理研究

编号：FTJS03012

篇名：Mn掺杂锐钛矿型TiO_2电子结构的第一性原理研究

作者：钟雪春； 潘湛昌； 魏志钢； 徐阁； 徐艳阳；

关键词：第一性原理； Mn掺杂； 二氧化钛； 电子结构；

机构：广东工业大学轻工化工学院； 吉林大学理论化学研究所理论化学计算国家重点实验室；

摘要：[目的]研究Mn掺杂对锐钛矿TiO2晶体可见光区催化活性的影响。[方法]采用基于密度泛函理论（DFT）框架下的第一性原理平面波赝势（PWPP）方法,研究掺杂对锐钛矿TiO2晶体的晶体结构、能带结构、态密度的改变。同时我们也进行了Mn掺杂TiO2的实验研究,从实验方面对掺杂后TiO2光吸收性能变化进行研究。[结果]Mn掺杂TiO2后,晶体的对称性和点群没有改变。通过对比纯TiO2,Mn掺杂TiO2的能带和态密度可以得出:Mn掺杂TiO2后导带发生较大下移,且导带底部主要是Mn-3d的贡献,使禁带宽度变小,从而可见光吸收增强。实验结果也表明Mn掺杂后可见光吸收增强,和理论的红移结果一致。[结论]通过我们的计算和实验,说明Mn掺杂可以改善和提高TiO2在可见光区的活性,这种材料具有很好的应用前景,值得做进一步的实验研究。