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引用本文格式: Zhu Hai-Xia. Researches on four different point defects of rutile TiO2 [J]. J. At. Mol. Phys., 2021, 38: 016008 (in Chinese) [朱海霞. 金红石型TiO2中四种点缺陷态研究 [J]. 原子与分子物理学报, 2021, 38: 016008]
 
金红石型TiO2中四种点缺陷态研究
Researches on four different point defects of rutile TiO2
摘要点击 84  全文点击 13  投稿时间:2020-06-06  修订日期:2020-07-09
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DOI编号   
中文关键词   金红石型TiO2  点缺陷  电子性质  第一性计算
英文关键词   rutile TiO2, point defects, electronic structure, first-principles calculations
基金项目   国家自然科学基金
作者单位E-mail
朱海霞 盐城师范学院 shyzhhx13@163.com 
中文摘要
    利用第一性原理计算方法研究了金红石型TiO2中四种缺陷的电子态。这四种缺陷包括氧空位(Ov)、钛空位(TiV)、钛间隙(TiS)以及氧空位Ov与钛间隙态TiS共存态。氧空位的存在导致禁带内施主缺陷能级较浅,而深施主能级与Ti间隙态有关。预测了氧空位更倾向于与钛间隙结合,主要通过钛间隙态的3d电子部分转移到近邻近氧空位的部分形成OV-TiS对缺陷。具有Ov、TiS或OV-TiS缺陷的体系都出现间隙态,促进体系出现红外吸收。
英文摘要
    The electronic states of four types of defects in rutile TiO2 are studied using the first principles calculations. The four types defects include oxygen vacancy (OV), titanium vacancy (TiV), titanium interstitial (TiS), and the coexistence of OV and Tis (OV-TiS). The existence of oxygen vacancy (VO) leads to a shallow donor defect level in the forbidden band, while a deep donor level is associated with the Ti interstitial (TiS). It is predicted that an oxygen vacancy prefers to combine with a TiS to form a OV-TiS dimer by a partial 3d electron transfer from the TiS to the neighboring Ov. The system with defects of Ov, TiS or OV-TiS appears gap-states, which promotes the infrared absorption of the system.

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