无机材料中的异价阴离子取代带来了性能上的显着变化,例如N,F掺杂的金属氧化物。最近,用N和F完全取代了ZnO中的氧,生成了Zn 2 NF。鉴于TiO 2的重要性能,我们试图通过采用一种全新的方法制备TiNF,该方法涉及TiN与TiF 4的反应。低温(450°C)下的反应在
锐钛矿相中生成TiNF,而高温(600°C)下的反应在
金红石相中生成TiNF。这很有趣,因为TiO 2的
锐钛矿相在加热时也会转变成
金红石相。TiNF的晶格参数接近于母体氧化物的晶格参数。用N和F部分取代TiO 2中的氧会减少带隙,但是完全取代会增加与氧化物相当的值。我们已经研究了N,F掺杂的TiO 2和更有趣的是N,F掺杂的Ti 3 O 5的性能,两者的带隙均低于母体氧化物。已对N,F-TiO 2和TiNF相的结构和电子性质进行了详细的第一性原理计算。这使我们能够了解TiO 2中N,F取代的影响 在晶体结构,电子结构和光学性能方面。