研究目的
研究两种TiO2相（方石英型和Fe2P型结构）的结构与电子性质随压力的变化关系。
研究成果
研究发现，二氧化钛两种高压相的带隙在很宽的压力范围内出人意料地保持稳定。这种稳定性源于价带顶和导带底以几乎相同的速率同步变化。此类特殊性质可能在极端条件下工作的光学器件中具有潜在应用价值。
研究不足
该研究仅限于理论计算，未包含实验验证。所考虑的压力范围最高为260吉帕，可能无法涵盖所有可能的高压情景。
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TiO?带隙在高压下的意外稳健性
DOI：10.1088/2399-6528/aa97c6
期刊：Journal of Physics Communications
出版年份：2017
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
二氧化钛（TiO?）是一种具有广阔前景的宽禁带半导体光催化材料。本文采用第一性原理计算方法，研究了两种TiO?相（钙钛矿型和Fe?P型结构）的结构与电子性质随压力的变化关系。通过基于广义梯度近似的密度泛函理论以及包含GW近似的多体微扰理论计算能带间隙。研究发现这两个相的能带间隙在较宽压力范围内表现出异常的稳定性，其对应压力系数显著小于金刚石和碳化硅——后者是目前实验测量到的最小压力系数值。这种稳定性源于价带顶与导带底以近乎相同的速率同步变化。根据晶体结构差异可以预期并理解：在相变压力点附近会出现能带间隙的阶梯式跃升。
作者：
Yong Yang
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