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Electronic Structures of S/C-Doped TiO2 Anatase (101) Surface: First-Principles CalculationsElectronic Structures of S/C-Doped TiO2 Anatase (101) Surface: Cálculos de primeros principios

Resumen

Se han investigado las estructuras electrónicas de superficies de TiO2 anatasa (101) dopadas con azufre (S) o carbono (C) mediante el método pseudopotencial de onda plana de la teoría del funcional de la densidad (DFT). Se ha adoptado el método U (coeficiente de Hubbard) de aproximación de gradiente general (GGA) para describir los efectos de intercambio-correlación. Se han estudiado todas las situaciones de dopaje posibles, incluidos los dopantes S/C en los sitios de oxígeno (O) de la red (dopaje aniónico), los dopantes S/C en los sitios de titanio (Ti) (dopaje catiónico) y la coexistencia de dopaje aniónico y catiónico. Mediante la comparación de las energías de formación, se descubrió que el complejo de la configuración de dopaje aniónico y catiónico se forma fácilmente en la mayor parte del rango de potencial químico del O, tanto para el dopaje de S como de C. La densidad de estados calculada para varios sistemas de dopaje S/C muestra que los efectos sinérgicos de las impurezas de S en los sitios O y Ti de la red conducen a un fuerte estrechamiento de la banda de 1,35 eV para el sistema dopado con S en comparación con el sistema TiO2 puro.

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