S掺杂TiO_2的第一性原理分析及光学性质研究

基于密度泛函理论的从头算方法,以锐钛矿TiO_2为研究对象,利用计算机模拟技术分析了S掺杂TiO_2的电子结构。用广义梯度近似法对优化后的理论模型进行单电子能量计算,到完整的和掺S的TiO_2晶体能带、总态密度(TDOS)以及分态密度(PDOS)图。分析了光学性质中的介电函数、吸收系数值。计算结果表明:TiO_2经掺杂后带隙变窄,掺杂后体系的介电函数向低能方向移动,具有优异的介电性能,掺杂体系的吸收边红移。S原子取代TiO_2中的O原子后,价带上方的杂质能级峰强较大,电子在该杂质能级上存在几率较大。在可见光催化实验中,可形成光生电子-空穴的捕获势阱,减小电子与空穴的复合几率,进而提高光催化效果。