مطالعه ابتدا به ساكن آلايش هيدروژن در بلور و سطح(001) فاز آناتيس دي اكسيد تيتانيوم

First Principles Study of Hydrogen Doping in Bulk and (001) Surface of Anatase TiO2

محاسبات بر پايه ي نظريه ي تابعي چگالي براي بررسي آلايش هيدروژن در بلور و سطح (001) فاز آناتيس دي اكسيد تيتانيوم انجام گرفته است. نتايج نشان مي دهد كه هيدروژن، موقعيت بين جايگاهي را در فاز آناتيس بلور ترجيح مي دهند و در حضور سطح (001)، موقعيت هاي بين جايگاهي نزديك به سطح از انرژي كمتري برخوردار هستند. محاسبه و بررسي ساختار الكتروني ساختار هاي مختلف آلاينده نشان مي دهد كه آلايش هيدروژن تغييري در گاف انرژي ساختار الكتروني ايجاد نكرده و مشاهدات گزارش شده مبني بر افزايش جذب خورشيدي و كاهش گاف نواري ناشي از آلايش هيدروژن، از بي نظمي هاي ساختاري ايجاد شده در اثر هيدروژنه شدن نشأت مي گيرد.

Density functional theory computations are performed to study on the Hydrogen doping in bulk and (001) surface of anatase TiO2. Our results show that hydrogen atom prefers the interstitial sites in anatase and in the TiO2 surface, the more stable sites are the closer ones to the surface. Investigation of the electronic structure of different hydrogen doped systems indicates that the energy band gap of TiO2 is insensitive to the hydrogen doping. Therefore, the observed hydrogen induced gap narrowing in TiO2 samples is due to the structural disorders generated in the hydrogenation process