文档介绍：摘要本文利用基于密度泛函理论的全势线性缀加平面波的方法,从理论上对N掺杂金红石TiO2,Co掺杂金红石TiO2,以及(N,Co)共掺杂金红石TiO2材料的磁性和光学性质进行了第一性原理的研究,对得到的理论结果进行了深入的分析与讨论。(1)对于非磁性元素N掺杂金红石TiO2,计算选择了2×1×1的超原胞,共12个原子,%,。磁性的主要来源是由杂质原子N引起的,Np电子在禁带中引入了一个杂质能级,Ns电子在价带中形成了一个深杂质能级。N原子的掺入使材料的光学吸收能力在可见光范围内有较大的增加。(2)对于磁性元素Co掺杂金红石TiO2,计算选择2×2×1的超原胞,共24个原子,%,。磁性的主要来源是由杂质原子Co引起的,Co的d电子的能带和总态密度费米面附近的能带非常相似。由于杂质带的引入,禁带宽度减小,光学吸收区域红移,同时光学吸收能力在可见光区域增强。(3)对于(Co,N)共掺杂金红石TiO2,计算选择2×2×1的超原胞,共24个原子,实现的N,%%,。计算发现杂质原子N和Co之间存在p-d杂化作用,导致能带在费米面附近出现劈裂,材料具有了类半金属的性质。掺杂之后的禁带宽度减小,但是由于杂质原子间复杂的相互作用,光学吸收的能力在可见光区域反而比单纯Co掺杂要弱。关键词:第一性原理密度泛函理论共掺杂态密度 icandopticalpropertiesofN-andCo-dopedrutileTiO2,togetherwith(N,Co)co-dopedrutileTiO2havebeeninvestigatedbyfirst-principle,whichwerebasedonthefullpotentiallinearizedaugmentedplanewave(FPLP)methodwithinthedensityfunctionaltheory(DFT).Theresultsareanalyzedanddiscussedprofoundly:Forthenon-icelementNdopedinTiO2,the2×1×1supercellcontaining12atomsisestablished,%.,whichmainlyoriginatesfromimpurityatomN,sinceontheonehand,theelectronwhichresidesinporbitalyieldsanimpuriticallevelinforbiddenband,ontheotherhand,,,weestablisha2×2×1supercellcontaining24atoms,%.,,,eslongerbecauseoftheemergenceoftheimpuriticalenergyband,(Co,N)co-dopedinTiO2,the2×2×1supercellcontaining24atomsisestablished,%%,re