锐钛矿TiO_2纳米晶体的微结构尺寸效应

对制备条件相同、晶粒度不同的锐钛矿TiO2 纳米晶体 (n A TiO2 )样品之晶粒微结构进行了细致的X射线衍射(XRD)研究 ,给出了标明晶面指数 (hkl)和晶面间距 (dhkl)值的系列XRD谱 ,并得到了晶面间距、晶格常数、轴比、晶胞体积等参数数值及其相对常规粗晶的变化情况 ,从而初步揭示出该样品晶粒微结构随粒度的变化情况。发现了锐钛矿TiO2

含氧空位锐钛矿TiO_2光学性质的第一性原理研究

为了研究锐钛矿TiO2晶体中氧空位对光学性质的影响,利用基于局域密度泛函理论框架下的广义梯度近似平面波超软赝势方法,用第一性原理对含氧空位锐钛矿TiO2晶体进行了结构优化处理,计算了完整的和含氧空位锐钛矿TiO2晶体的电子态密度、复数折射率、介电函数及吸收光谱的偏振特性。二者比较发现,引入氧空位后,锐钛矿TiO2的电子结构发生了变化,电子总态密度的费米面进入了导带,引起了莫特相变;含氧空位的锐钛矿TiO2晶体的Ti 3d态大约在-6.097 eV处出现了新的劈裂峰值。两种模型的介电函数虚部、吸收光谱以及复折射率的实部,它们的峰值位置一一对应,说明它们之间存在着内在的联系,这些都与电子态密度分布直接相关。理论分析和计算发现二者的介电函数虚部和吸收光谱峰值位置移动是弛豫效应影响的结果,同时,峰值大小变化是电子跃迁的几率来决定的。晶体的各向异性是由晶体结构的对称性决定的。