Издателям
Вышедшие номера
Первопринципные термодинамические характеристики образования кислородных вакансий и примесных центров бора, углерода и азота в анатазе
Переводная версия: 10.1134/S1063783418010304
Жуков В.П.1, Шеин И.Р.1
1Институт химии твердого тела Уральского oтделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия
Email: Zhukov@ihim.uran.ru
Поступила в редакцию: 11 мая 2017 г.
Выставление онлайн: 20 декабря 2017 г.

Первопринципным методом присоединенных проекторных волн (PAW) выполнены расчеты электронной зонной структуры диоксида титана cо структурой анатаза, допированного бором, азотом, углеродом. Установлены термодинамические характеристики образования примесных центров, такие как энергия предпочтения междоузельной позиции, энергия окисления примеси, энергия образования кислородных вакансий. Показано, что в условиях термодинамического равновесия стабильной является междоузельная позиция атомов бора, тогда как атомы углерода, в зависимости от давления кислорода, могут занимать и междоузельные позиции и позиции замещения атомов кислорода, а атомы азота замещают кислородные атомы. Показано, что присутствие кислородных вакансий способствует термодинамической стабильности атомов углерода и азота. Полученные плотности электронных состояний соответствуют данным ЭПР-спектроскопии, свидетельствующим о нахождении спин-поляризованных электронов в состояниях кислородной вакансии. Исследование проведено при финансовой поддержке в рамках проекта 15-17-3-44 Президиума УрО РАН. Расчеты выполнялись на кластере URAN Института математики и механики УрО РАН. DOI: 10.21883/FTT.2018.01.45286.150
  • A. Fujishima, T. Rao, D. Tryk. J. Photochem. Photobiol. C 1, 1 (2000)
  • M.R. Hoffmann, S. Martin, W. Choi, D. Bahnemannt. Chem. Rev. 95, 69 (1995)
  • K. Hashimoto, H. Irie, A. Fugishima. Jpn. J. Appl. Phys. 44, 8269 (2005)
  • M. Kitano, M. Tsujimaru, M. Anpo. Top. Catal. 49, 4 (2008)
  • R. Thakur, R. Chaudhary, C. Singh. Renewable Sustainable Energy 2, 042701 (2010)
  • S. Gupta, M. Tripathi. Chinese Sci. Bull. 56, 1639 (2011)
  • A. Zaleska. Rec. Patents Eng. 2, 157 (2008)
  • В.Н. Красильников, А.П. Штин, О.И. Гырдасова, Е.В. Поляков, Л.Ю. Булдакова, М.Ю. Янченко, В.М. Зайнуллина, В.П. Жуков. Журнал неорган. химии 55, 1258 (2010)
  • H. Irie, Y. Watanabe, K. Hashimoto. J. Phys. Chem. B 107, 5483 (2003)
  • W. Ren, Zh. Ai, F. Jia, L. Zhang, X. Fan, Zh. Zou. Appl. Catal. 69, 138 (2007)
  • S. Sakthivel, H. Kisch. Angew. Chem. Int. Ed. 42, 4908 (2003)
  • R. Asahi, T. Morikawa, T. Ohwaki, K. Aoki, Y. Taga. Science 293, 269 (2001)
  • S.-K. Joung, T. Amemiya, M. Murabayashi, K. Itoh. Chem. Europ. J. 12, 5526 (2006)
  • S.-K. Joung, T. Amemiya, M. Murabayashi, K. Itoh. Appl. Catal. A 312, 20 (2006)
  • H. Wang, J. Lewis. J. Phys. C 17, L209 (2005)
  • M. Bettinelli, V. Dallacasa, D. Falcomer, P. Fornasiero, V. Gombac, T. Montini, L. Romanу, A. Speghini. J. Hazard. Mater. 146, 529 (2007)
  • D. Chen, D. Yang, Q. Wang, Z. Jiang. Ind. Eng. Chem. Res. 45, 4110 (2006)
  • N. Feng, A. Zheng, Q. Wang, P. Ren, X. Gao, Sh.-B. Liu, Zh. Shen, T. Chen, F. Deng. J. Phys. Chem. C 115, 2709 (2011)
  • C.-H. Wei, X.-H. Tang, J.-R. Liang, S.-Y. Tan. J. Environ. Sci. (China) 19, 90 (2007)
  • W. Zhao, W. Ma, C. Chen, J. Zhao, Z. Shuai. J. Am. Chem. Soc. 126, 4782 (2004)
  • В. Жуков, В. Зайнуллина, Е. Чулков. Перспективные фотокатализаторы. Электронная структура, оптические свойства и фотокаталитическая активность материалов на основе диоксида титана. Lambert Academic Publishing, Saarbrucken, Germany (2016)
  • V. Zainullina, V. Zhukov, M. Korotinю. J. Photochem. Photobiology C 22, 58 (2015)
  • C. DiValentin, G. Pacchioni, A. Selloni. Chem. Mater. 17, 6656 (2005)
  • E. Finazzi, C.D. Valentin, G. Pacchioni. J. Phys. Chem. C 113, 220 (2009)
  • C.D. Valentin, G. Pacchioni, A. Selloni. Phys. Rev. B 70, 085116 (2004)
  • C.D. Valentin, A. Zheng, Q. Wang, P. Ren, X. Gao, Sh.-B. Liu, Zh. Shen, T. Chen, F. Deng. Chem. Phys. 339, 44 (2007)
  • G. Kresse, M. Marsman, J. Furthmuller. http:/cms.mpi.univie.ac.at/vasp/guide/vasp.html (2011)
  • G. Kresse, D. Joubert. Phys. Rev. B 59, 1758 (1999)
  • V. Zhukov. Nanosystems: physics, chemistry, mathematics 5, 509 (2014)
  • C. DiValentin, G. Pacchioni. Catal. Today 206, 12 (2011)
  • C. DiValentin, G. Pacchioni, A. Selloni. Chem. Mater. 17, 6656 (2005)
  • C.V. der Walle, J. Neugebauer. J. Appl. Phys. 95, 3851 (2004)
  • K. Reuter, M. Scheffler. Phys. Rev. B 65, 035406 (2001)
  • JANAF Thermochemical tables, volume NSRDS-NBS 37 / Eds D. Stull, H. Prophet. United States Department of Commerce and National Bureau of Standards, Office of Standard Reference Data, National Bureau of Standards, Washington, D.C., 20234 (1971)
  • V. Gombac, L. Rogatis, A. Gasparotto, G. Vicario, T. Montini, D. Barreca, G. Balducci, P. Fornasiero, E. Tondello, M. Graziani. Chem. Phys. 339, 111 (2007)
  • J. Yuan, E. Wang, Y. Chen, W. Yang, J. Yao, Y. Cao. Appl. Surf. Sci. 257, 7335 (2011)
  • Y. Choi, T. Umebayashi, M. Yoshikawa. J. Mater. Sci. 39, 1837 (2004)
  • E. Konstantinova, A. Kokorin, S. Sakthivel, H. Kisch, K. Lips. Chimia 61, 810 (2007)
  • Z. Liu, R. Guo, G.R. Li, Q. Bu, W.X. Zhao, Y.X. Tong. Electrochim. Acta 59, 449 (2012)
  • E.A. Reyes-Garcia, Y. Sun, K. Reyes-Gil, D. Raftery. Solid State Nucl. Magn. Res. 35, 74 (2009)
  • Y. Wu, M. Xing, J. Zhang, F. Chen. Appl. Catal. B 97, 182 (2010).
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.