王宗国，郭令举，万萌，李凯，刘志威,2，郭佳龙,2

1.中国科学院计算机网络信息中心，北京 100190

2.中国科学院大学，北京 100190

3.中国科学院国家纳米科学中心，北京 100190

引 言

TiO2因具有价格低廉、无毒、高催化活性和稳定性等特点，近年来在光催化领域被广泛应用[1-3]。然而，由于其较大的本征能隙（锐钛矿能隙大小为3.2 eV），严重影响了对太阳光的利用率。已有研究结果表明，通过掺杂金属或非金属元素可以对TiO2的能隙进行调节，提高TiO2在可见光范围内的光催化性质[4-17]。针对TiO2材料的掺杂研究结果仅局限于几种代表性的掺杂元素，无法对掺杂进行系统的分析，并且大多数已经报道的计算都是基于不同的软件和方法，搜集的数据也很难直接进行对比。为此，需要一个系统而全面的计算，能够覆盖元素周期表中所有可能的掺杂元素，更加深入地探讨掺杂对TiO2性质的影响。

计算机硬件的发展和高通量计算技术驱动了计算材料的飞速发展。随着材料基因工程的实施，开发出了一些高通量计算框架和筛选的流程[18-20]，计算材料数据库也不断发表，但是目前尚未发现基于TiO2掺杂数据库的报道。构建一个特定材料不同掺杂元素的数据库，一方面对于发现材料新特性、设计新材料有着重要作用；另一方面，一个包含了材料结构、性质和计算细节信息的完整数据库对促进数据共享、节约计算资源具有重要意义。

因此，建立一个基于TiO2的光催化材料数据库可对光催化材料的制备提供重要的理论依据。……