锐钛矿型TiO_2(101)面吸附CO_2分子的光学气敏传感机理
关键词:表面吸附;光学气敏传感材料;锐钛矿;密度泛函理论
摘 要:对金属氧化物光学气敏传感材料TiO2的探索与应用是当前研究的热点问题。采用基于密度泛函理论(DFT)中的平面波超软赝势方法,模拟计算CO2分子在锐钛矿型TiO2(101)表面的吸附行为,对吸附能,吸附距离,电子态密度以及光学性质进行分析。结果表明:CO2分子在含O空位表面的吸附效果优于无氧空位表面,且表面O空位的浓度越高,吸附效果越明显;分子平行于表面放置模型的吸附能为正值,吸附后的结构稳定,且以O端吸附为主,为此,分子平行于表面放置O端吸附于含两个O空位表面为最可能吸附模型;对电子态密度分析发现,当最佳模型吸附稳定后,含O空位表面为P型杂质,又有CO2分子中的2p电子掺入,在费米能级附近出现...
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