通过添加Bi显著增强TiO2的可见光吸收
材料科学
2023-02-07 v1
摘要
TiO2是一种宽带隙半导体，已被广泛研究用于光催化和水分解。然而，其在可见光区域的光吸收较弱，对其实际应用构成了严格限制。人们已探索通过掺杂N或过渡金属杂质来将TiO2的光吸收起始点移至可见光区域，但成效有限。基于杂化密度泛函计算，我们提出以稀Ti_(1-x)Bi_(x)O2合金的形式向TiO2中添加Bi，以有效地将光吸收移至可见光区域。与N相比，Bi引入了一个在带隙中显著更高的中间价带，并且几乎不改变导带，导致吸收系数发生显著红移，几乎覆盖整个可见光光谱。通过比较形成焓，我们的结果表明，在氧化条件下，添加Bi所需的能量显著低于N，并且Ti_(1-x)Bi_(x)O2可能是一种比TiO_(2-y)N_(y)更高效的水分解光催化剂。
引用
@article{arxiv.2302.02461,
title = {Dramatic enhancement of visible-light absorption in TiO2 by adding Bi},
author = {Fernando P. Sabino and Anderson Janotti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.02461},
year = {2023}
}