钴掺杂锐钛矿二氧化钛能带结构的第一性原理计算

基于第一性原理的密度泛函理论，利用平面波超软赝势方法计算了纯锐钛矿相TiO2及Co掺杂TiO2的晶体结构、带隙、态密度及其光吸收系数。结果表明掺杂能级的形成主要是Co的3d轨道的贡献，Co的3d轨道分别参与了价带和导带的组成，形成了杂化轨道，并且在价带和导带之间形成了新的杂质能级，缩小了带隙；Co掺杂使TiO2的光吸收系数阈值发生红移(>400nm)，并在可见光区表现出一定程度的吸收。