编号：NMJS06569
篇名：稀土（La/Ce/Pr/Nd）掺杂锐钛矿相TiO2磁性及光催化活性的第一性原理研究
作者：李聪 ;郑友进 ;付斯年 ;姜宏伟 ;王丹
关键词： 稀土掺杂锐钛矿TiO2 第一性原理 电子自旋 吸收光谱
机构： 牡丹江师范学院理学院物理系、黑龙江省超硬材料重点实验室,牡丹江157011
摘要： 采用密度泛函理论下的平面波赝势方法,建立了未掺杂锐钛矿TiO2和La/Ce/Pr/Nd单掺杂的锐钛矿TiO2模型.几何优化后,通过计算形成能分析了掺杂结构的稳定性;通过自旋电子态密度的计算分析了各个掺杂模型的磁性状态,并采用比较磁性基态能量的方法对分析结果加以验证;讨论了各稀土元素掺杂对锐钛矿能带结构和吸收光谱的影响.结果表明：La/Pr掺杂的锐钛矿TiO2具有亚铁磁性,Nd掺杂的锐钛矿具有反铁磁性,Ce掺杂锐钛矿为顺磁体;Ce掺杂对锐钛矿能带结构影响较小,吸收光谱红移不明显,而La/Nd掺杂则能有效提升锐钛矿对可见光的吸收系数,Pr掺杂能使锐钛矿TiO2在红外光区出现吸收峰.
