Cu I掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理, 计算了未掺杂, Cu、I单掺杂以及Cu-I共同掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构和光学性质。结果表明, Cu、I单独掺杂TiO2都使得吸收带边红移, I单掺时I5p跟O2p态造成禁带宽度变小, 吸收带边红移, Cu单掺时Cu的3d态杂质能级引入价带顶部造成禁带宽度变小, 吸收带边红移更加明显。对于Cu-I共同掺杂TiO2, Cu主要作用于价带顶, I主要作用于导带底, 进而引入杂质能级, 使得禁带宽度明显减小, 吸收带边明显红移, 通过 Cu-I协同作用形成电子、空穴俘获中心, 有效地阻碍了电子-空穴对的复合, 提高了对可见光的催化效率。