Se utilizaron cálculos de primeros principios para evaluar la estructura electrónica y las propiedades ópticas del TiO2 monodopado con N/Si y dopado con N/Si para comprender mejor sus mecanismos fotocatalíticos. De acuerdo con la distancia atómica entre los dopantes N y Si, este estudio consideró tres configuraciones de codopado N/Si, en las que el dopante N tenía tendencia a enlazarse con el dopante Si. Los cálculos mostraron que los bandgaps de los modelos de codoping N/Si eran estrechos, en el rango 3,01-3,05 eV, desplazando al rojo el borde de absorción intrínseco. El orbital Si 3p del TiO2 dopado con N/Si desempeña un papel clave en la ampliación de la banda de valencia (VB), aumentando así la movilidad de los portadores. Además, el nivel de energía de impureza inducido por N en la banda prohibida aparece en los tres modelos de codopado N/Si, reforzando la absorción en la región visible. El estrechamiento del bandgap, el ensanchamiento de la VB y los niveles de energía de impurezas en la banda prohibida son beneficiosos para mejorar la actividad fotocatalítica del TiO2 dopado con N/Si.
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