锐钛矿相和金红石相TiO_2：Nb的光电性能研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算了锐钛矿相和金红石相TiO_2:Nb的晶体结构、电子结构和光学性质.结果表明,在相等的摩尔掺杂浓度下(6.25%),锐钛矿相TiO_2:Nb的导带底电子有效质量小于金红石相TiO_2:Nb,且前者室温载流子浓度是后者的两倍左右,即具有更大的施主杂质电离率,从而解释了锐钛矿相TiO_2:Nb比金红石相TiO_2:Nb具有更优异电学性能的实验现象.光学计算也表明锐钛矿相在可见光区有更大的透过率,从而在理论上解释了锐铁矿相TiO_2:Nb比金红石相'riO_2:Nb更适于做透明导电材料的原因.计算结果与实验数据能较好符合.

Nb掺杂锐钛矿相和金红石相TiO_2的第一性原理计算

本论文基于密度泛函理论的第一性原理,建立了合理的结构模型和计算参数。在相同的摩尔掺杂率下,从理论上计算并分析了锐钛矿相及金红石相TiO_2:Nb的能带结构、态密度、介电常数、反射率和吸收强度。结果表明,锐钛矿相比金红石相TiO_2:Nb具有更好的光催化性和在可见光内透过率更高。