Ab Initio Simulation of the Effects of Hydrogen Concentration on Anatase TiO2

锐钛矿 亚稳态 氧气 费米能级 材料科学 间质缺损 带隙 兴奋剂 从头算 价(化学) 导带 原子物理学 化学 光催化 物理 电子 生物化学 光电子学 有机化学 量子力学 催化作用
作者
S. Samaneh Ataei,M. R. Mohammadizadeh,Nicola Seriani
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:120 (16): 8421-8427 被引量:28
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.6b00019
摘要

We have performed first-principles calculations of hydrogen doping in anatase TiO2. Neutral and charged defects in interstitial and substitutional (for oxygen) positions have been considered, at concentrations between 0.125 and 0.03125 nH/nTi. A region of stability has been found for positively charged interstitial hydrogen, at realistic conditions of temperature and pressure. For example, at a partial pressure of hydrogen of 0.01 atm and a Fermi energy 2.3 eV above the top of the valence band, this defect is stable up to ∼500 K. Remarkably, at the highest concentration, metastable ordered substitutional neutral hydrogen leads to the appearance of bandlike states at the bottom of the conduction band, which lead to a band gap narrowing by 1 eV. On the contrary, in the presence of disorder or at lower concentration the neutral defects yield only localized defect states, located 0.7–0.9 eV below the bottom of the conduction band. Finally, the electronic structure of charged defects is very similar to that of pure anatase. These results explain the discrepancies observed in experiments as due to different concentrations and charge states, and suggest that a high concentration of neutral hydrogen in oxygen vacancies could be of interest for photocatalytic applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
浮游应助WenxuanChen采纳,获得10
刚刚
石羡森完成签到,获得积分10
1秒前
敏感的化蛹关注了科研通微信公众号
1秒前
xukaixuan001发布了新的文献求助10
2秒前
jjjdcjcj完成签到,获得积分10
2秒前
点点点完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
FashionBoy应助牧木采纳,获得10
3秒前
无语的又夏完成签到,获得积分10
4秒前
霸气曼雁完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
NexusExplorer应助memes采纳,获得10
5秒前
浮游应助硬币采纳,获得10
7秒前
浮游应助硬币采纳,获得10
7秒前
浮游应助硬币采纳,获得10
7秒前
浮游应助硬币采纳,获得10
7秒前
脑洞疼应助硬币采纳,获得10
7秒前
mushini完成签到,获得积分10
7秒前
把饭拼好给你完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
漾漾完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
222发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
李爱国应助稳重的柚子采纳,获得10
9秒前
zjm发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
weber完成签到,获得积分10
9秒前
快乐的白秋应助Boniu_wang采纳,获得30
11秒前
七八九发布了新的文献求助10
13秒前
Hairee发布了新的文献求助10
13秒前
笑笑小小发布了新的文献求助10
14秒前
深情安青应助简单雨安采纳,获得10
14秒前
比奇堡居民完成签到,获得积分10
16秒前
Mia完成签到,获得积分10
16秒前
顾矜应助Kane采纳,获得10
16秒前
华仔应助刘大可采纳,获得10
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
MaYi完成签到,获得积分10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Item Response Theory 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 921
Identifying dimensions of interest to support learning in disengaged students: the MINE project 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5428903
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4542491
关于积分的说明 14180912
捐赠科研通 4460169
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2445634
邀请新用户注册赠送积分活动 1436824
关于科研通互助平台的介绍 1414013