金属及非金属元素掺杂(TiO_2)_(12)量子环的电子性质的密度泛函理论研究

摘要

采用基于密度泛函理论(DFT)中广义梯度近似(GGA)的PBE交换关联能函数,研究了新型(Ti O2)12量子团簇环结构。在此结构的基础上,分别采用过渡金属元素Cr、Mo、V、Nb与氧族元素S、Se、Te对其进行掺杂,计算并分析了掺杂前后量子环的几何结构、平均结合能、能级结构及电子云密度分布等属性。计算结果表明:除了Te的掺杂结果有轻微变形外,其它的掺杂结果结构都保持得较好,其中采用V和Nb掺杂的结构最为稳定,平均结合能最高。且所有掺杂结果能隙均有所减小,其中Te的掺杂结果能隙最小,仅为1.12 e V。除此之外,Cr和Mo的掺杂结果能隙也很小,均约为1.2 e V,且结构较为稳定。