مطالعه اصول اولیه اثر افزودن ناخالصیها روی خواص الکترونیکی اکسید تیتانیوم با استفاده از نظریه تابعی چگالی

هدف از اجرای این پروژه، بررسی نظری خواص الکترونیکی اکسید تیتانیوم (tio2) در فاز روتایل (rutile) در حالت خالص و همراه با ناخالصی های گوگرد، سلنیوم، تلوریم و پلونیوم از گروه اکسیژن و زیرکونیم و هافنیم از گروه تیتانیوم و تأثیر اثر ناخالصی روی خواص فوتوکاتالیستی این ماده می باشد. محاسبات بر پایه ی نظریه ی تابعی چگالی (dft) و استفاده از روش شبه پتانسیل با استفاده از نرم افزار siesta انجام شده است. نتایج بدست آمده از ساختار نواری و چگالی حالتها نشان می دهد که tio2 در فاز روتایل یک نیمه رسانان با گاف نواری مستقیم به اندازه ی 4/2 ev در نقطه ی r است. همچنین این محاسبات نشان می دهد که بیشینه ی نوار ظرفیت با اربیتالهای 2p-o و کمینه ی نوار رسانش با اربیتالهای 3d-ti شکل گرفته است. محاسبات مشابهی در حضور ناخالصی ذکر شده در tio2 انجام شده است. نتایج نشانگر این است که افزودن ناخالصی از گروه اکسیژن سبب کاهش گاف نواری می گردد، اما ناخالصی از گروه تیتانیوم تاثیری روی کاهش گاف نواری ندارد.