Calculs des propriétés structurales, électroniques et optiques de l’oxyde de titane TiO2 dans sa phase rutile dopé par le nickel ou le cérium

Abstract

Ce manuscrit constitue des calculs de premiers principes basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) pour déterminer la structure électronique et l'absorption optique de l’oxyde de titane TiO2, dans sa phase rutile, co-dopé avec du nickel (Ni) comme métal de transition et du cérium (Ce) comme un métal des terres rares. Les résultats de calculs ont démontré que le co-dopage de TiO2 au nickel ou au cérium induit des niveaux d'énergie d'impureté au dessus du maximum de la bande de valence (VBM). Ceci réduit l'énergie nécessaire aux électrons de transition et limite le taux de recombinaison des porteurs de charge, tout en prolongeant leur durée de vie. De même, les spectres optiques du TiO2 co-dopé avec le nickel ou le cérium ont révélé une plus grande photo-réponse pour la lumière visible que celle de TiO2 dopé seulement au nickel ou au cérium.