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材料工程  2014, Vol. 0 Issue (1): 70-74    DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2014.01.013
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Sn掺杂锐钛矿TiO2薄膜的光催化活性及其能带结构
郑树凯1,2, 吴国浩1,2, 张俊英3, 康健楠1,2, 王芳1,2,1,2, 刘素平1,2, 刘磊1,2
1. 河北大学 电子信息工程学院, 河北 保定 071002;
2. 河北大学 计算材料研究中心, 河北 保定 071002;
3. 北京航空航天大学 物理科学与核能工程学院, 北京 100191
Energy Band Structure and Photocatalytic Activity of Sn-doped TiO2 Thin Film
ZHENG Shu-kai1,2, WU Guo-hao1,2, ZHANG Jun-ying3, WANG Fang1,2, ZHAO Rui1,2,1,2, LIU Su-ping1,2, LIU Lei1,2
1. College of Electronic & Informational Engineering, Hebei University, Baoding 071002, Hebei, China;
2. Research Center for Computational Materials, Hebei University, Baoding 071002, Hebei, China;
3. School of Physics & Nuclear Energy Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
全文: PDF(1547 KB)   HTML()
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 利用射频磁控溅射技术在载玻片衬底上成功沉积了TiO2薄膜,采用离子注入技术对所制备的TiO2薄膜进行了Sn元素的注入掺杂。在可见光的照射下,以亚甲基蓝染料为降解污染物,考察了Sn注入前后TiO2薄膜的光催化活性。结果表明,Sn离子注入增强了TiO2薄膜在可见光下的光催化活性。利用基于密度泛函理论的第一性原理方法对Sn掺杂前后TiO2的能带结构进行了计算,发现Sn掺杂并未明显改变锐钛矿相TiO2的能带结构,但是却在TiO2的价带底附近引入了由Sn 5s轨道形成的掺杂能级。
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郑树凯
吴国浩
张俊英
康健楠
王芳
刘素平
刘磊
关键词 TiO2薄膜光催化能带结构    
Abstract:TiO2 thin films were successfully deposited onto microscope glass substrates by using RF sputtering technology. Then Sn ions were implanted into the TiO2 thin film with ion implantation method. The photocatalytic activities of the Sn-doped and un-doped TiO2 thin films under visible light were evaluated by the photodegradation of methylene blue dye solution. The results indicate that the photocatalytic activity of the Sn-doped anatase TiO2 thin film is enhanced under the visible light irradiation. The energy band structures of the Sn-doped and un-doped TiO2 were calculated by the first-principle based on density functional theory (DFT). The Sn doping takes slight effect on the band structure of TiO2, whereas doping energy level is formed by Sn 5s orbit near the bottom of the TiO2 valence band.
Key wordsTiO2 thin film    photocatalysis    energy band structure
收稿日期: 2012-04-15     
1:  TQ174  
基金资助:河北大学自然科学研究计划基金项目(2007-110,2009-171)
通讯作者: 赵昆渝(1960- ),女,博士生导师,主要从事功能材料、纳米材料、先进钢铁材料,联系地址:云南省昆明市学府路昆明理工大学教学主楼8楼803实验室(650093)     E-mail: kyzhao@sina.com
作者简介: 郑树凯(1974- ),男,博士,副教授,主要从事环境净化材料制备与表征方面的研究工作,联系地址:河北省保定市五四东路180号河北大学电子信息工程学院(071002),E-mail:zhshk@126.com
引用本文:   
郑树凯, 吴国浩, 张俊英, 康健楠, 王芳, 刘素平, 刘磊. Sn掺杂锐钛矿TiO2薄膜的光催化活性及其能带结构[J]. 材料工程, 2014, 0(1): 70-74.
ZHENG Shu-kai, WU Guo-hao, ZHANG Jun-ying, WANG Fang, ZHAO Rui, LIU Su-ping, LIU Lei. Energy Band Structure and Photocatalytic Activity of Sn-doped TiO2 Thin Film. Journal of Materials Engineering, 2014, 0(1): 70-74.
链接本文:  
http://jme.biam.ac.cn/jme/CN/10.3969/j.issn.1001-4381.2014.01.013      或      http://jme.biam.ac.cn/jme/CN/Y2014/V0/I1/70
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