用于太阳能电池的 Pt 掺杂锐钛矿 TiO2(001) 表面：第一性原理密度泛函理论计算
强关联电子
2009-03-19 v1 材料科学
摘要
我们进行了第一性原理密度泛函理论计算，以确定在亚层中作为替位杂质和间隙杂质植入 Pt 以及在表面以吸附物形式存在的锐钛矿 TiO(001) 的低能几何结构。我们研究了这种系统的 Pt 掺入对孤立和相互作用杂质的电子结构的影响，重点关注带隙缩减至可见光区域。针对 1x1 表面的全面计算表明，间隙空穴中的 Pt 离子导致局部偏析，在内部形成金属线，而替位体相 Ti 和表面吸附则从价带向上在带隙中驱动出四个强色散杂质态，带隙窄化约 1.5 eV。因此，这种连续的 Pt 掺入使锐钛矿进入红外区域。另一方面，Pt 替代表面 Ti 则使表面金属化。针对 2x2 表面的系统趋势表明，由于强 Pt-O 相互作用以及吸附和替位情况，Pt 可以被封装在内部形成稳定结构。针对 2x2 表面模型考虑的稀杂质表现出从价带驱动的类平带缺陷态，窄化了能隙，适合获得可见光响应的二氧化钛。
引用
@article{arxiv.0903.1362,
title = {Pt-incorporated anatase TiO2(001) surface for solar cell applications : First-principles density functional theory calculations},
author = {E. Mete and D. Uner and O. Gulseren and S. Ellialtioglu},
journal= {arXiv preprint arXiv:0903.1362},
year = {2009}
}
备注
15 pages, 8 figures, 4 tables. to appear on Phys. Rev B