Excess electron states in reduced bulk anatase TiO2: Comparison of standard GGA, GGA+U, and hybrid DFT calculations

混合功能 离域电子 密度泛函理论 锐钛矿 电子结构 材料科学 电子 凝聚态物理 带隙 空位缺陷 原子物理学 化学 计算化学 物理 量子力学 生物化学 有机化学 光催化 催化作用
作者
Emanuele Finazzi,Cristiana Di Valentin,Gianfranco Pacchioni,Annabella Selloni
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:129 (15) 被引量:520
标识
DOI:10.1063/1.2996362
摘要

The removal of lattice O atoms, as well as the addition of interstitial H atoms, in TiO(2) is known to cause the reduction in the material and the formation of "Ti(3+)" ions. By means of electronic structure calculations we have studied the nature of such oxygen vacancy and hydrogen impurity states in the bulk of the anatase polymorph of TiO(2). The spin polarized nature of these centers, the localized or delocalized character of the extra electrons, the presence of defect-induced states in the gap, and the polaronic distortion around the defect have been investigated with different theoretical methods: standard density functional theory (DFT) in the generalized-gradient approximation (GGA), GGA+U methods as a function of the U parameter, and two hybrid functionals with different admixtures of Hartree-Fock exchange. The results are found to be strongly dependent on the method used. Only GGA+U or hybrid functionals are able to reproduce the presence of states at about 1 eV below the conduction band, which are experimentally observed in reduced titania. The corresponding electronic states are localized on Ti 3d levels, but partly delocalized solutions are very close in energy. These findings show the limited predictive power of these theoretical methods to describe the electronic structure of reduced titania in the absence of accurate experimental data.
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
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
1秒前
黄丽发布了新的文献求助50
2秒前
小小康康完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
细腻老太发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
8秒前
赘婿应助执笔客采纳,获得10
8秒前
李健应助111采纳,获得10
9秒前
9秒前
jjyuan完成签到 ,获得积分20
10秒前
顾矜应助自然芙采纳,获得10
11秒前
11秒前
唐唐完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
onion发布了新的文献求助10
13秒前
共享精神应助笨笨雨灵采纳,获得25
13秒前
14秒前
14秒前
15秒前
SCI的李发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
Maria发布了新的文献求助10
17秒前
谨慎映冬发布了新的文献求助10
17秒前
梅代匕花发布了新的文献求助10
18秒前
如意的醉蓝发布了新的文献求助100
18秒前
科研通AI6.3应助釉小皮采纳,获得10
19秒前
7_发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
20秒前
22秒前
风清扬发布了新的文献求助10
22秒前
科目三应助谨慎映冬采纳,获得10
23秒前
AlinaLee完成签到,获得积分10
23秒前
NguyenPhuong18完成签到,获得积分10
25秒前
思源应助sunhang526采纳,获得10
25秒前
lindabrly完成签到,获得积分10
26秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7221256
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8850938
关于积分的说明 18677404
捐赠科研通 6879429
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3186971
关于科研通互助平台的介绍 2350858
邀请新用户注册赠送积分活动 2161174