Э 45 Электронная зонная структура, оптическое поглощение и фотокаталитическая активность допированного железом анатаза / В. Н. Красильников, В. П. Жуков, Л. А. Переляева, И. В. Бакланова, И. Р. Шеин // Физика твердого тела. - 2013. - Т. 55, № 9. - С. 1788-1796 : ил. - Библиогр.: с. 1796 (47 назв.) Рубрики: ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ Кл.слова (ненормированные): ЭЛЕКТРОННАЯ ЗОННАЯ СТРУКТУРА -- ОПТИЧЕСКОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ -- АНАТАЗ -- ДОПИРОВАНИЕ -- ЖЕЛЕЗО Аннотация: Прекурсорным способом получены квазиодномерные твердые растворы состава Ti1−xFexO2−x/2 (0.005 <= x <= 0.05), имеющие структуру типа анатаза и характеризующиеся протяженным строением агрегатов. Изучены их спектры поглощения в УФ и видимой области, оценена фотокаталитическая активность в реакции окисления гидрохинона в воде. Установлено, что синтезированные твердые растворы функциональны как фотокатализаторы лишь при УФ-облучении, их фотоактивность повышается с ростом концентрации допанта. Псевдопотенциальным методом LSDA+U (программный комплекс VASP) проведены первопринципные расчеты электронной зонной структуры и оптического поглощения в допированных железом анатазе и рутиле. Параметры одноцентрового обмена-корреляции откалиброваны на расчетах электронной зонной структуры гематита α-Fe2O3 и ильменита FeTiO3. Показано, что, несмотря на появление примесных состояний внутри запрещенной зоны анатаза и рутила, допирование железом не приводит к появлению существенного поглощения в видимой области, что коррелирует с возрастанием фотокаталитической активности лишь при УФ-облучении. Наиболее вероятной причиной зафиксированного в эксперименте поглощения в видимой области является присутствие в полученных образцах мелкодисперсной примеси гематита Полный текст |