文档介绍：信息技术导论》
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EST2011 级《信息技术导论》课程论文要求
为了规 X 论文格式，帮助同学们更好地整理学****思路，展示 学****成果，下面将课程论文的要求陈述如下：
（1）论文主题的电子结构及其 光学性质。首先对掺杂钛酸盐纳米管进行结构优化，确定其晶格参数。然后对其电子结构 包括能带结构及态密度图进行分析，计算表明Co、Ru的掺入导致H2Ti307禁带中引入了新的 能级，从而导致吸收光谱的红移现象。研究发现，t态在红移现象中起了重要的作用。最 2g 后，给出了掺杂的钛酸盐纳米管的吸收光谱，可以直观地了解钛酸盐纳米管掺杂后其光学性 质的改变。由此可以看出，掺杂后的钛酸盐纳米管在可见光催化领域内拥有广泛应用前景。
关键词：钛酸盐纳米管，过渡金属掺杂，光学性质，第一性原理计算
PACC：7125，7115H，7115A，7840
引言
TiO 是一种重要的宽禁带半导体材料，因其具有优异的光电和催化性能,且 2
结构稳定、廉价，使其在光催化技术和染敏太阳能电池、稀磁半导体等领域被广
泛的研究应用⑴。由于TiO禁带宽度过大，只能有效吸收太阳光中的紫外
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（入〈387nm）部分，因此人们便对其进行掺杂处理，包括过渡金属以及非金属元
素等掺杂来减小其禁带宽度。X勇等人［⑴对锐钛矿型TiO进行Fe元素的掺杂，
2
发现Fe掺杂将导致TiO2电子局域能级的出现及禁带变窄，进而导致吸收光谱红
移。Hideyuki Kamisaka等人［7］将。元素掺入到TiO中，同样会于禁带中引入杂
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志能级，有助于可见光的吸收。此外，如果将TiO做成纳米管状［8-10］,可以极大
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地增大其比表面积，亦可提高其光催化能力。……
计算方法与物理模型
本文计算采用了基于密度泛函理论（DFT）的平面波贋势方法。采用CASTEPm］
软件完成。
(a) (b)
图1结构模型(a)HTi 0和(b)CoHTiO
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结果与分析
几何结构
Zhang 等人［21］已经研究了 H Ti 0 的各种可能的亚稳态结构,并确定了能量最
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低时的晶格参数,如表 1 所示。在几何优化的过程中，为了节约计算时间，我们
是将 HTi 0 的晶格常数固定来进行的。这对于我们后面的分析不会引入太大的
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误差。优化后的原子坐标如表 1 所示。
表1优化后的CoHTi60i4及RuHTieOiq的各原子分数坐标
Co
u
v
w
H
0
0
0
0
电子结构 在计算过渡金属掺杂钛酸盐纳米管时，分析的数据均为由理论计算得出的结 果进行导带相对价带向上平移 的剪刀算符操作后的修正数据。
能带图如图2。从能带图中可以明显看出，HTiO, CoHTi6O14, RuHTi6O14
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等均为间接带隙结构。
09876543210
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)Ve/snortcele(SO