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以第一原理計算摻雜元素對二氧化鈦光催化性質之影響 = Effects of Doping Elements on Photochemical Catalysis Properties of Titanium Dioxide from First Principles / 林軒瑋
- 作者： 林軒瑋 (材料工程)
- 其他題名：
- Effects of Doping Elements on Photochemical Catalysis Properties of Titanium Dioxide from First Principles
- 出版： 新北市 : 明志科技大學 2011[民100]
- 主題： titanium dioxide
- 一般註：指導教授: 吳鉉忠
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讀者標籤：
- 系統號： 005137830 | 機讀編目格式
館藏資訊
摘要註
本研究利用第一原理計算二氧化鈦摻雜不同元素其電子結構變化、形成能隨濃度變化趨勢等。密度泛函理論(DFT)本身在描述能帶結構對於許多系統是相當成功的，但是對於強關聯已不適用，為了正確的描述局域化的電子軌域，本文採用DFT+U (Hubbard U correction)的方法對模型結構進行運算。由模擬顯示，氮摻雜後主要貢獻於價帶前端，且因為氮2p軌域上存在著電子空缺而形成受體能階。態密度分析方面，在純二氧化鈦中價帶的組成大都由O 2p提供，導帶則由Ti 3d所貢獻。二氧化鈦中如含有氧空缺，則會造成空缺附近鈦原子轉變為正3價，產生的Ti3+位於能隙間與導帶底方，且若含有氮摻雜則會填滿N 2p空軌域，如氮置換含氧空缺，發現氮置換所產生的受體能階因電子填滿而消失，氮插入亦是如此。雙摻雜會因摻雜距離而有不同的電子結構，如最鄰近建結時，氮原子p軌域存在電子空缺且較單一摻雜時多，故在態密度圖可發現，能隙間有兩處分佈因不同量子態。較遠鍵結時，則可看成單一氮與鐵摻雜。