S-Pt掺杂锐钛矿TiO2电子结构及光学性质的第一性原理计算

摘要

基于密度泛函理论体系下的第一性原理平面波超软赝势法,计算了纯TiO2体系、S、Pt单掺以及S-Pt共掺TiO2四种体系的能带结构、态密度和光学性质.结果表明:只有共掺体系为间接跃迁类型,其他体系均为直接跃迁类型.掺杂后TiO2体系的禁带宽度均减小,其中Pt单掺后的能带间隙最小.由态密度图得知共掺体系减小的原因是由Ti的3d态、O的2p态、S的3p态和Pt的5d态共同作用.吸收图谱中共掺体系的红移比纯TiO2体系、S、Pt单掺体系效果更加明显,且共掺的静介电常数最大,表明其极化能力最好.