研究目的
研究掺杂Os和N的SrTiO3的电子结构和光催化活性，以实现可见光诱导的水分解制氢。
研究成果
电荷补偿的(Os, 2N)共掺杂SrTiO3通过钝化中间带态和减少电子-空穴复合，展现出增强的可见光光催化活性，并具有适合水分解的合适带边位置。
研究不足
该研究为理论性研究，基于计算模型；未提供实验验证。共掺杂体系在实际中的稳定性和合成可能面临挑战。
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掺杂Os和N的SrTiO?高效可见光诱导光催化活性：GGA + U研究
DOI：10.1002/pssb.201800574
期刊：physica status solidi (b)
出版年份：2019
更新时间：2025-09-23 03:53:40
摘要：
基于自旋极化DFT+U方法，系统研究了电荷补偿型(Os,2N)共掺杂SrTiO3与纯SrTiO3、Os掺杂SrTiO3、N掺杂SrTiO3及非电荷补偿型(Os,N)共掺杂SrTiO3的电子结构差异。通过选取适当U值，采用GGA+U方法将纯SrTiO3带隙优化至3.22 eV，与实验值(3.25 eV)高度吻合。虽然(Os,N)非电荷补偿共掺杂通过引入Os-5d、N-2p和O-2p局域化间隙杂质态显著降低了光吸收能，但这些态的存在可能阻碍载流子迁移。计算结果表明，单Os双N电荷补偿共掺杂能完全钝化中带隙Os-5d和O-2p杂质态，使带边位置延伸至满足可见光下全水分解的标准。本预测证实，由于可见光活性增强且电子-空穴复合率降低，电荷补偿型(Os,2N)共掺杂SrTiO3可成为高效可见光驱动水分解制氢的理想光催化剂。
作者：
Yueqin Wang，Chao Zhang，Yin Liu，Mingxu Zhang，Fanfei Min
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