Au掺杂锐钛矿TiO2的光吸收能力第一性原理计算

摘要

TiO2作为光催化材料由于其带隙较大只能吸收380 nm以下的近紫外光,为了令锐钛矿TiO2更广泛应用于光催化领域中,需要对锐钛矿进行改进来增强其光吸强度甚至增加其对可见光的吸收能力.采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波赝势方法,通过Au原子替换TiO2的钛原子获得Ti1-mAumO2材料计算模型,使用Material studio8.0中的CASTEP模块对Au掺杂锐钛矿TiO2进行第一性原理计算,讨论了Au掺杂对锐钛矿晶体能隙、态密度、光吸收京数等方面的影响.结果显示,Au掺杂可以使晶体的禁带宽度减小,并且使TiO2的光吸收系数阈值发生红移,增强了光吸收的能力,在可见光区表现出一定程度的吸收.