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碳掺杂WO3电子结构的第一性原理研究
  • ISSN号:1000-2537
  • 期刊名称:《湖南师范大学自然科学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O471.5[理学—半导体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]湖南科技大学物理与电子科学学院,中国湘潭411201
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11204076)
中文摘要:

采用第一性原理计算方法详细研究了碳原子掺入WO3后体系的能带结构、态密度、导带边和价带边的位置的变化.考虑了碳原子处在间隙位置和碳原子替换氧原子两种情况.计算结果表明,碳原子替换氧原子时,体系是自旋极化的,在带隙中产生非常明显的C-2p杂质带.自旋向上部分带隙减小了0.92 e V,自旋向下部分带隙减小了0.08 e V.而碳处在间隙位置时,体系是非自旋极化的,碳原子倾向于与一个氧原子成键,带隙减小了0.2e V,有利于可见光的吸收.形成能计算表明,碳原子处在间隙位置掺杂更稳定.

英文摘要:

The properties of carbon doped WO3 are calculated by first principles calculations. The electronic structure, the valence band maximum and conduction band minimum are studied. Both carbon substituting oxygen atom or staying in the interstitial site are considered. The calculation results show that the system is spin polarized with carbon substituting oxygen atom and an impurity C-2p band emerges in the middle of the band gap. The band gap decreases by 0.92 eV for spin-up part and 0.08 eV for spin-down part. When the impurity carbon atom stays in the interstitial site, the system is unpolarized and the carbon atom prefers to bond one oxygen atom. The band gap decreases by 0.2 eV, which is beneficial for absorption of visible light. Formation energy calculation shows that the carbon atom prefers to site in the interstitial site rather than the substituting oxygen sites.

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期刊信息
  • 《湖南师范大学自然科学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:湖南师范大学
  • 主办单位:湖南师范大学
  • 主编:杨春明
  • 地址:湖南长沙岳麓山湖南师范大学期刊社
  • 邮编:410081
  • 邮箱:xbz@hunnu.edu.cn
  • 电话:0731-8872473
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-2537
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1065/N
  • 邮发代号:42-96
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,德国数学文摘,美国生物科学数据库,英国科学文摘数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4771