Resumen

Para comprender los mecanismos fotocatalíticos del Ti1-xFexO2 anatasa con diversas concentraciones de Fe, en este estudio se realizaron cálculos de primeros principios basados en la teoría funcional de la densidad con corrección de Hubbard U in situ para evaluar la estructura cristalina, la energía de formación de impurezas y la estructura electrónica. Adoptamos los valores efectivos de Hubbard U de 8,47 eV para Ti 3d y 6,4 eV para Fe 3d. Los cálculos muestran que se forman fácilmente mayores concentraciones de Fe en la TiO2 anatasa debido a una reducción de la energía de formación. La brecha de banda del TiO2 dopado con Fe disminuye al aumentar el nivel de dopado con Fe como resultado del solapamiento entre los estados Fe 3d, Ti 3d y O 2p, lo que mejora la actividad fotocatalítica en la región de luz visible. Además, el ensanchamiento de la banda de valencia y los estados de impureza del Fe dentro de la banda de separación también podrían contribuir a la actividad fotocatalítica.

• Materias:Energía solar Fotoquímica Fotocatálisis Nanoestructuras Biofotónica
• Subjects:Solar energy Photochemistry Photocatalysis Nanostructures Biophotonics
• Palabras claves:fe 3d, ti 3d, band gap, actividad fotocatalítica, aumento del nivel de dopaje del fe, valores efectivos de hubbard u, estados de impureza del fe, cálculos de primeros principios, energía de formación de impurezas, región de luz visible
• Keywords:fe 3d, ti 3d, band gap, photocatalytic activity, fe doping level increases, effective hubbard u values, fe impurity states, first principles calculations, impurity formation energy, visible light region