TiO_2纳米管电子结构和光学性质的第一性原理研究
First-principles study of electronic structure and optical properties of TiO_2 nanotubes作者机构：福建农林大学机电工程学院福州350002 中国科学院福建物质结构研究所福州350002
出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期：2014年第63卷第24期
页 面：171-178页
核心收录：
学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0704[理学-天文学] 0702[理学-物理学]
基 金：福建省自然科学基金(批准号:2011J05121) 福建农林大学校青年教师基金(批准号:2010025)资助的课题~~
摘 要：运用基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统研究了小尺寸锐钛矿相(n,0)型Ti O2纳米管(D16)的几何构型、电子结构和光学性质.结果表明:随着管径增大,体系单位Ti O2分子的形成能降低,体系趋于稳定;在管径14左右,(n,0)型Ti O2纳米管会发生一次构型的转变.能带分析显示,Ti O2纳米管的电子态比较局域化,小管径下(D14)其导电性更好;随着构型的转变,Ti O2纳米管由直接带隙转变为间接带隙,并且带隙值随着管径的增大而增大,这是由于π轨道重叠效应的影响大于量子限域效应所导致的结果.两种效应的竞争,使得Ti O2纳米管的介电函数虚部ε2(ω)谱的峰值位置随管径增大既可能红移也可能蓝移,管径大于9(即(8,0)管)之后,Ti O2纳米管的光吸收会出现明显的增强.
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