【摘 要】
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基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理模守恒赝势方法,对纯金红石型TiO2和Ti、O两种空位缺陷相的几何结构、能带结构、态密度（DOS）以及光学性质进行了系统地对比研究。结果发现,含
【机 构】
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西安理工大学材料科学与工程学院; 宝鸡文理学院物理与光电技术学院; 西北工业大学理学院;
【基金项目】
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国家自然科学基金(11547247,11704007);陕西省科技攻关计划(2014K08-17);陕西省科学技术研究发展计划(2016JM1012,2016JM1016);陕西省教育厅科研计划(15JK1043);宝鸡市科技攻关计划(14GYGG-5-2);宝鸡文理学院重点科研(ZK16033,YK1615)资助项目
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基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理模守恒赝势方法,对纯金红石型TiO2和Ti、O两种空位缺陷相的几何结构、能带结构、态密度（DOS）以及光学性质进行了系统地对比研究。结果发现,含有空位缺陷的TiO2键长增大,原子布局值减小并出现微弱的磁性;空位缺陷导致导带变窄,导带和价带都向低能级方向移动,由空位原子贡献的载流子增强了体系的电导率,费米能级上移进入导带;与纯金红石型TiO2的直接带隙宽度（3.0eV）相比较,Ti空位缺陷相转变为P型半导体且直接带隙为1.816eV,而O空位缺陷相转变为n型半导体且间接带隙为1.961eV。同时,两种空位缺陷结构的介电峰显著红移,折射率有明显变化,对可见光区的吸收系数均比纯TiO2高。与O空位结构相比,Ti空位结构的介电常数、折射率、消光因子和对可见光的吸收强度更大,更能增强电子在低能端的光学跃迁,具有更佳的可见光催化性能。
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