Эта публикация цитируется в 10 статьях

Магнетизм

Влияние легирования атомами бора, углерода и азота на магнитные и фотокаталитические свойства анатаза

В. М. Зайнуллина^a, В. П. Жуков^a, М. А. Коротин^b, Е. В. Поляков<sup>a

a</sup> Институт химии твердого тела УрО РАН, г. Екатеринбург
^b Институт физики металлов УрО РАН, г. Екатеринбург

Аннотация: Совместное использование неэмпирического зонного метода линеаризованных маффин-тин-орбиталей в приближении сильной связи и приближении локальной спиновой плотности, явным образом учитывающем кулоновские корреляции (LSDA+U), и полуэмпирического метода Хюккеля позволило изучить влияние легирования атомами бора, углерода и азота диоксида титана со структурой анатаза на его электронный спектр, магнитные и оптические свойства. Выполнены LSDA + U-расчеты электронной структуры, мнимой части диэлектрической функции, полных магнитных моментов и магнитных моментов на атомах примеси. Рассчитаны диаграммы молекулярных орбиталей кластеров Ti$_3$X (X = B, C, N); построены псевдопространственные изображения молекулярных орбиталей кластеров. На основе анализа полученных данных обсуждаются влияние легирования на природу возникновения фотокаталитической активности в видимой области спектра и особенности формирования ферромагнитных взаимодействий в легированном анатазе. Показано, что в ряду TiO$_{2-y}$N$_y$ $\to$ TiO$_{2-y}$C$_y$ $\to$ TiO$_{2-y}$B$_y$ ($y$ = 1/16) следует ожидать повышения фотокаталитической активности за счет появления электронных возбуждений с участием примесных зон. Расчетные значения магнитных моментов для атомов бора и азота составляют 1 $\mu_{\mathrm{B}}$, тогда как примесные атомы углерода являются немагнитными.

Поступила в редакцию: 12.11.2010
Принята в печать: 27.12.2010

 Англоязычная версия: Physics of the Solid State, 2011, 53:7, 1353–1361

Реферативные базы данных:

•