王正伟毕业论文.doc

学科代码： 070201 学 号：2011433160 本科毕业论文(或设计) 题目：浓度对Ag掺杂TiO2的影响的第一性原理研究 学 院： 物理与电子工程学院 专 业： 物 理 学 班 级： 2011级（1）班 学生姓名： 王 正 伟 指导教师： 曾 凡 菊 2015年 3 月 31日 目 录 摘 要 II 关键词 II Abstract II Keywords II 0引言 1 1 计算方法与模型 2 2结果与分析 3 2.1不同浓度Ag掺杂的体积变化………………………………………………3 2.2不同浓度Ag掺杂的能带结构变化……………………………………..…..3 2.3不同浓度Ag掺杂的电子态密度的变化……………………………………4 2.4不同浓度Ag掺杂的光吸收谱的变化………………………………………6 3 结 论 6 参考文献: 7  浓度对Ag掺杂TiO2的影响的第一性原理研究 王正伟 (凯里学院物理与电子工程学院 贵州 凯里 556011) 摘 要：本文不同浓度Ag掺杂TiO2的能带结构、态密度和光学性质的计算的原理是利用了密度泛函理论的第一性研究原理。计算结果表明：经过Ag掺杂后的TiO2晶体，TiO2体积增大，TiO2的能带结构的价带上方出现了许多杂质能级，这些杂质能级减小禁带宽度，使电子跃迁的概率和光催化效率都得到了提高。 关键词：TiO2；Ag掺杂；第一性原理 The influence of the concentration of Ag doping TiO2first principles study WANG ZHENG WEI ( School of Physics and Electronic Engineering, Kaili University, Kaili Guizhou 556011 ) Abstract: In this paper， different concentration of Ag doping TiO2 band structure， density of states and optical properties of the calculation of the principle is to use the principle of the primary study of density functional theory．Calculation results show that： after Ag doped TiO2 crystal，TiO2 volume increases，the energy band structure of the valence band of TiO2 above appeared a lot of impurity level， reduce the impurity level forbidden band width，the electron transition probability and light catalytic efficiency is improved． Keywords: TiO2；Ag doping；First- principles 0引言 自从1972年日本科学家公布出可以从TiO2电极上电解出水以来，半导体光催化引起了物理学界的广大的注意。TiO2作为一种半导体材料，因其具有价格便宜、无毒无害、化学性质稳定、光催化活性高等特点而广泛应用于环境净化领域。TiO2在自然界中的晶体结构有三种，分别是：板钛铁矿、金红石和锐钛矿。其中，在环境净化领域的二氧化钛锐钛矿相光催化降解各种有毒、有害物质，这是由于二氧化钛锐钛矿相（3.2eV）和金红石相(0.2eV)的禁带宽度比起来略大，锐钛矿相的二氧化钛的光生电子和空穴具有较强还原和氧化能力，具有更好的催化活性[1]。所以在本文中笔者选用到TiO2锐钛矿型晶体结构做研究。 在能量大于或等于TiO2禁带宽度的光子照射下，TiO2的价带和导带中的电子跃迁产生具有氧化还原能力的光生电子－空穴对，这些光电子－空穴对会经过一系列输运过程后，通过与在TiO2晶体表面的污染物发生化学反应并使之降解氧化（最终产物甚至为 CO2 和 H2O），这就达到减少污染、环境净化的目的。但是，由于在TiO2 体内光生电子－空穴对复合的机率很高，导致减