TiO_2材料(100)典型晶面的形成与电子结构的研究

摘要

在超软赝势密度泛函理论基础上计算分析了TiO_2基(100)晶面低维材料的形成、电子结构和光学性质。结果表明,TiO_2基(100)晶面低维材料的形成焓大于TiO_2块体材料的形成焓,其稳定性比TiO_2块体材料低。TiO_2基(100)晶面低维材料带隙为2. 760 eV,高于其体材料,其带隙为间接型。其价带顶和导带底主要分别由O p电子和Ti d电子形成,并且Ti的d电子和O的p电子在-2. 5 eV处有局域作用。TiO_2基(100)晶面低维材料电子局域化程度增大,Ti和O之间的离子性结合程度增强。TiO_2基(100)晶面低维材料在140. 8 nm处有最强的反射峰,其反射系数达23. 9%,其在34. 5 nm处有强的选择性吸收,并且在33. 3 nm和138. 9 nm处有最强的能量损失。