• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

第一性原理研究 TiO₂ 多晶型体的介电性能。

A first-principles study of the dielectric properties of TiO₂ polymorphs.

机构信息

Minerals and Materials Science and Technology, Mawson Institute, Division of IEEE, University of South Australia, Mawson Lakes Campus, South Australia 5095, Australia.

出版信息

J Phys Condens Matter. 2011 Jan 19;23(2):025901. doi: 10.1088/0953-8984/23/2/025901. Epub 2010 Dec 16.

DOI:10.1088/0953-8984/23/2/025901
PMID:21406847
Abstract

We present an analysis of the dielectric properties of the three polymorphs of TiO₂ (rutile, anatase and brookite phases), using ab initio time-dependent density functional perturbation theory based on the Vignale-Kohn functional. We implement this functional, which incorporates many-body effects, using the periodic program BAND. The improved result for the density of states spectra for brookite is suggestive of increased titanium ion Jahn-Teller effects for this phase. The imaginary and real components of the frequency-dependent dielectric functions show notable dielectric anisotropies, with implications for excitonic interactions, for all three common phases of TiO₂. Comparison of the electron energy-loss spectrum for undoped and doped rutile and anatase reveals the critical role of collective charge excitations in photocatalytic mechanisms. The correlation between plasmon peaks present at lower energies and decreased photocatalytic activity due to substitutional aluminum doping in combination with oxygen vacancies in rutile and anatase is highlighted. Moreover, there is clear correlation between dielectric properties and the microstructure of the TiO₂ polymorphs as suggested via the framework of the Born effective charge and Hirshfeld charge distribution schemes.

摘要

我们使用基于 Vignale-Kohn 泛函的第一性原理含时密度泛函微扰理论,对 TiO₂ 的三种多晶型(金红石、锐钛矿和板钛矿相)的介电性质进行了分析。我们使用周期性程序 BAND 实现了这个包含多体效应的泛函。板钛矿的态密度谱的改进结果表明,该相的钛离子 Jahn-Teller 效应增强。对于 TiO₂ 的所有三种常见相,频率相关介电函数的虚部和实部都表现出显著的介电各向异性,这对激子相互作用有影响。与掺杂和未掺杂的金红石和锐钛矿的电子能量损失谱的比较揭示了集体电荷激发在光催化机制中的关键作用。由于在金红石和锐钛矿中存在替代铝掺杂和氧空位,导致较低能量的等离子体峰与光催化活性降低之间存在相关性,这一点得到了强调。此外,介电性质与 TiO₂ 多晶型的微观结构之间存在明显的相关性,这一点可以通过 Born 有效电荷和 Hirshfeld 电荷分布方案的框架来解释。

相似文献

1
A first-principles study of the dielectric properties of TiO₂ polymorphs.第一性原理研究 TiO₂ 多晶型体的介电性能。
J Phys Condens Matter. 2011 Jan 19;23(2):025901. doi: 10.1088/0953-8984/23/2/025901. Epub 2010 Dec 16.
2
The influence of defects on Mo-doped TiO2 by first-principles studies.第一性原理研究缺陷对 Mo 掺杂 TiO2 的影响。
Chemphyschem. 2012 Apr 23;13(6):1514-21. doi: 10.1002/cphc.201101012. Epub 2012 Mar 12.
3
The electronic structure and optical response of rutile, anatase and brookite TiO2.锐钛矿、金红石和板钛矿 TiO2 的电子结构和光学响应。
J Phys Condens Matter. 2012 May 16;24(19):195503. doi: 10.1088/0953-8984/24/19/195503. Epub 2012 Apr 19.
4
The role of crystal phase in determining photocatalytic activity of nitrogen doped TiO2.晶相在决定氮掺杂二氧化钛光催化活性中的作用。
J Colloid Interface Sci. 2009 Jan 15;329(2):331-8. doi: 10.1016/j.jcis.2008.09.061. Epub 2008 Sep 27.
5
Nanocrystalline brookite with enhanced stability and photocatalytic activity: influence of lanthanum(III) doping.具有增强稳定性和光催化活性的纳米晶锐钛矿:镧(III)掺杂的影响。
ACS Appl Mater Interfaces. 2012 Feb;4(2):752-60. doi: 10.1021/am201397n. Epub 2012 Jan 17.
6
Pyrogenic iron(III)-doped TiO2 nanopowders synthesized in RF thermal plasma: phase formation, defect structure, band gap, and magnetic properties.射频热等离子体合成的热致铁(III)掺杂二氧化钛纳米粉末:相形成、缺陷结构、带隙和磁性
J Am Chem Soc. 2005 Aug 10;127(31):10982-90. doi: 10.1021/ja051240n.
7
Charge compensation in trivalent cation doped bulk rutile TiO2.三价阳离子掺杂体相金红石 TiO2 的电荷补偿。
J Phys Condens Matter. 2011 Aug 24;23(33):334207. doi: 10.1088/0953-8984/23/33/334207. Epub 2011 Aug 3.
8
First-principles study of lattice dynamics and thermodynamics of TiO2 polymorphs.第一性原理研究 TiO2 多晶型体的晶格动力学和热力学。
Inorg Chem. 2011 Aug 1;50(15):6996-7003. doi: 10.1021/ic200349p. Epub 2011 Jun 29.
9
Electronic and structural properties of highly aluminum ion doped TiO(2) nanoparticles: a combined experimental and theoretical study.高铝离子掺杂二氧化钛纳米颗粒的电子和结构性质:实验与理论相结合的研究
Chemphyschem. 2014 Aug 4;15(11):2267-80. doi: 10.1002/cphc.201402071. Epub 2014 May 19.
10
Theoretical study of the structure and optical properties of carbon-doped rutile and anatase titanium oxides.碳掺杂金红石型和锐钛矿型二氧化钛的结构与光学性质的理论研究
J Chem Phys. 2005 Aug 22;123(8):084704. doi: 10.1063/1.2007630.

引用本文的文献

1
Polymorphs of Titanium Dioxide: An Assessment of the Variants of Projector Augmented Wave Potential of Titanium on Their Geometric and Dielectric Properties.二氧化钛的多晶型物:基于其几何和介电性质对钛的投影增强波势变体的评估。
ACS Omega. 2023 Jun 7;8(24):22003-22017. doi: 10.1021/acsomega.3c02038. eCollection 2023 Jun 20.