做了短視頻 “有所思30-多次拒稿成就一篇高被引論文” （引用500余次），朋友圈好幾個朋友要全文，然后幾個參加過計算老司機光催化小班課的同學詢問我建模細節(jié)和思路。因為這是一篇2008年發(fā)表的論文，工作是2006年完成的，我努力回憶細節(jié)，彌補一二，權(quán)做分享，不當之處請朋友們指正。先上全文鏈接（PDF可以直接下載）：

http://english.imr.cas.cn/research/researchprogress/201412/P020141209386158083344.pdf

首先亮觀點：我們提出B/N共摻雜能很好調(diào)控TiO2光催化劑的可見光活性。關(guān)鍵詞：協(xié)同效應

這個觀點在2006年時還是有新意的，當時提高TiO2的可見光活性是熱點，原創(chuàng)工作由R. Asahi開展(Science 2001, 293, 269). 我們這個工作當時的新意是選擇典型缺電子元素B和富電子元素N進行協(xié)同，這是我們標題的高亮所在。

其次是證據(jù)：在論文中，我們確實看到B/N共摻雜導致的可見光吸收能力顯著提升，同時伴隨催化降解能力的提高，具體參見原文圖1和圖2。典型數(shù)據(jù)在于B/N共存樣品(f)明顯在400-700納米的可見光范圍有更強的吸收能力，這是光催化的基礎(chǔ)，然后也看到了對應光降解效果的提高。據(jù)此，剩下的核心問題是：B/N同時摻雜有什么不同？這是實驗難以回答的，因為需要從電子結(jié)構(gòu)進行辨析，這就輪到第一性原理計算發(fā)揮作用了。

最后是計算模擬如何支持B/N協(xié)同作用的說法。首先是模型，以當時的計算能力（只有臺式機可用，課題組2007年購入8CPU工作站），我只能處理大約20個原子的DFT計算，上面是我的模型。鑒于B/N在表面被大量檢測到，我選擇了表面模型而不是塊體模型（背后另外一個原因是塊體摻雜，我們難以支持對應濃度的摻雜超胞模型），核心觀點是B-N存在作用時和彼此無作用或單獨摻雜在電子結(jié)構(gòu)上有顯著不同，具體看算出來的態(tài)密度圖。其中，B/N共摻雜在介于費米能級和價態(tài)頂出現(xiàn)大量帶間態(tài)，它們能被可見光激發(fā)，從而為光催化提供熱電子。

至此，理論計算給了一個說法：B/N共摻雜能提高可見光吸收。

16年后的今天回頭看這個工作，很青澀，相比今天動輒用雜化泛函和大型摻雜模型，當初的計算能力、方法都有局限性，但簡單模型（20個原子以內(nèi)）能給一個合理的、電子水平的解釋，還是值得肯定的。該文投稿多次被拒，能在導師指導、同組伙伴齊心協(xié)力最終發(fā)表并得到高引用，實屬幸運！