C、N共掺锐钛矿TiO_2的缺陷形成能和能带结构分析

摘要

通过基于密度泛函理论的第一性原理,计算了非金属C、N共掺杂TiO_2的缺陷形成能和能带结构,并与实验研究结果进行了比较。研究结果显示,C、N分别取代Ti、O掺杂形式的缺陷形成能高于C、N均取代O掺杂形式,C、N共掺时,C、N分别取代Ti、O更易实现;与纯锐钛矿相TiO_2相比,C单掺、N单掺及C、N共掺均能减小TiO_2的禁带宽度,但共掺体系比单掺体系的禁带宽度窄化程度更高;共掺模式比单掺模式更有利于TiO_2可见光响应能力及可见光催化活性的提高。