采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,计算了 Bi-N 共掺杂前后锐钛矿相 TiO2的晶格参数、电子结构、电荷布居、光吸收系数及其带边位置。结果表明,Bi-N 共掺杂导致 TiO2晶格发生畸变,八面体内的偶极矩较 Bi/N 单掺杂均略有增加,因而可更有效地分离光生电子-空穴对；同时共掺杂引起价带宽化,带边位置发生明显变化,提高了载流子的迁移率和 TiO2的氧化还原能力；Bi-N 共掺杂后价带顶和导带底附近形成了浅的杂质能级,增强了 TiO2对可见光的响应范围。因此,Bi-N 共掺杂 TiO2有效提高了TiO2的光催化能力和太阳光的利用率。
共掺杂 电子结构 第一性原理