Si60团簇与Si（111）面碰撞的紧束缚分子动力学模拟

利用普适的紧束缚分子动力学模拟研究在不同入射条件下Si60团簇与Si(111)面的碰撞机理，结果表明Si60分子是“非弹性分子”，入射角度对碰撞结果有重要影响，Si60分子易和Si(111)面发生化学反应，其保持结构特性吸附于Si(111)表面的能量域值在50～80eV之间．     

Si在Si（111）表面吸附过程的分子动力学模拟

利用Tersoff半经验多体相互作用势和分子动力学模拟方法研究了荷能的硅原子在Si(111)表面的吸附过程.对100K时,初始入射动能分别为5,15,25,30eV的硅原子从6个不同位置轰击Si(111)表面进行了模拟,观察到了硅原子在Si(111)表面形成的吸附结构,并讨论了不同入射位置和入射能量对吸附结构的影响.结果表明,硅原子相对于表面不同的局部构型发生不同的碰撞过程,而硅原子入射能量的提高有利于成键过程的发生,从原子尺度模拟了沉积机制.     

甲烷在硅底靶上吸附的计算机模拟研究

采用Tersoff和Brenner作用势,用分子动力学模拟方法,研究了甲烷入射到硅（001）-（2×1）表面的动力学过程。通过定点入射模拟计算出6个代表点的吸附阈值,分析了多种吸附结构。计算了随机入射的吸附概率。讨论了入射位置以及甲烷荷能大小对吸附结构的影响。     

C2分子在有缺陷和无缺陷两种不同金刚石表面吸附的计算机模拟比较

本文用分子动力学方法在原子层次模拟研究了（不同入射能量的）Q分子在金刚石（001）-（2×1）表面的吸附过程,重点讨论了无缺陷衬底和缺陷衬底上多个对应位置对Q分子的吸附过程,并作出比较,结果表明,有缺陷底靶对Q分子的吸附效果要好于无缺陷底靶对Q分子的吸附效果．     

Si10团簇与Si(111)面碰撞的紧束缚分子动力学模拟

利用紧束缚分子动力学方法模拟研究了Si10团簇与Si(111)表面碰撞的微观过程．研究了入射动能在10—60eV之间的碰撞过程，给出了不同时刻体系的原子位置的微观状态图．结果表明：Si10与Si(111)面碰撞时，吸附在晶体表面的能量域值为20eV，替位域能为30eV，损伤域能为40eV；入射能量大于50eV时，晶体表面严重损伤并且在60eV时，发现在外延层有Si7团簇生成；Si10团簇保持其结构特性吸附在Si(111)表面，需要的最佳能量在10～20ev之间，进而通过对碰撞结果的讨论得到了改变轰击能量可以控制外延生长的结构的结论。     

Si6团簇与Si（111）表面碰撞的分子动力学模拟

利用紧束缚分子动力学方法模拟研究了Si6团簇与Si(111）表面碰撞的微观过程，结果表明，Si6团簇在表面再构并吸附的能量阈值为10cV，损伤域能为60eV。通过对碰撞结果的讨论得到了改变轰击能量可以控制外延生长的结构的结论。     

Si（111）表面离子束辅助沉积对类金刚石薄膜结构影响的计算机模拟

本文选C2分子和Ar离子作为沉积源和辅助沉积粒子,采用分子动力学（MD）方法在Si（111）面上模拟研究了离子束辅助沉积（IBAD）类金刚石（DLC）膜的物理过程.重点讨论了C2分子和Ar离子的入射能量及到达比（Ar/C）对平均密度和sp^3键含量的影响,并与Si（001）-（2×1）表面生长类金刚石膜的结果进行比较.结果表明,到达比和入射能的改变,对薄膜结构的影响不同;Si（111）面上生长类金刚石膜,薄膜在衬底的附着力更强.     

用从头计算研究煤表面与甲烷分子相互作用

依据所提出的煤表面原子簇模型,量子化学从头计算（ＳＴＯ－４－３１Ｇ）表明甲烷分子与煤表面相互作用是各向异性的,最大作用势（吸附势）为２．６５ＫＪ／ｍｏｌ,旋转势垒为１．３４ＫＪ／ｍｏｌ。结果表明甲烷在煤粒表面上的吸附属物理过程（表面凝聚）。     

C2和C10团簇在金刚石表面吸附结构的研究

用分子动力学方法模拟研究了荷能的Q和E10在金刚石(001)-(2X1)表面的化学吸附过程．主要讨论了团簇大小和入射能量对沉积团簇的结构特性的影响．随着入射能量的增加，C2和E10的沉积结构和自由团簇是不同的．研究结果支持了实验的发现，而且，从原子尺度模拟了沉积机制．     

C60在再构的金刚石（100）表面沉积的计算机模拟研究

用分子动力学模拟的方法和Ｔｅｒｓｏｆｆ多体势函数对低能入射的Ｃ６０分子在再构的金刚石表面沉积的过程进行模拟研究。以Ｃ６０初始入射能量为３０ｅＶ和６０ｅＶ垂直于表面入射时，入射的Ｃ６０分子没有多金刚石表面反弹出来，而是与金刚石表面相互吸引而导致Ｃ６０分子沉积在金刚石的表面。     

CO在（N，Fe）共掺杂锐钛矿TiO2（100）表面吸附的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法PBE＋U,研究了三类（N,Fe）共掺杂锐钛矿相TiO2（100）表面的稳定性及CO在最优掺杂表面的吸附,计算了最优表面不同掺杂位的结合能、吸附能、成键和电子结构．结果表明：CO在清洁TiO2（100）面及（N,Fe）非近邻掺杂表面的吸附较弱,（N,Fe）近邻共掺杂表面的吸附较强．通过吸附能的比较可知,N位吸附的吸附能最低,吸附最稳定,Fe位次之．由态密度可以看出,吸附方式的变化主要源于（N,Fe）表面近邻共掺杂改变了TiO2（100）面电子结构,使吸附位原子与C原子形成新的化学键．     

Cu（100）表面N2O单层膜的原子结构

利用第一性原理研究了氧化亚氮（N2O）分子单层膜在Cu（100）表面吸附的原子结构。CASTEP计算表明当覆盖度为0．5ML时,N2O分子单层膜在虚拟Cu（100）表面稳定。当N2O分子自组装单层膜吸附在Cu（100）衬底上时,最稳定的吸附位是顶位,此时吸附高度是1．98A,分子与衬底法线之间的夹角是54度,而分子内部的键角是174度。计算结果与实验数据吻合。     

氢化单层氮化硼（BN）的性质研究

碳由于其质量轻、结构多样化的特点，是一种很好的吸附氢的材料，它兼具物理吸附储氢和化学吸附储氢的能力。近年来，完全氢化的石墨层（graphane）被证实是存在的。本文主要对氢化的氮化硼（BNH2）进行计算研究，结果表明，氮化硼（BN）与石墨不同，在没有加氢的情况下就有带隙加氢之后的氮化硼（BN）是亚稳态结构：氢化形成的BNH2比在BN层上加H2分子的能量高，这一结论与石墨完全相反。     

惰性气体原子与氢的同位素分子D2碰撞分波截面理论研究

用T．T（Tang—Toennies）势模型和密耦计算方法分别计算了入射原予的相对碰撞能量E=0．05eV,0．15eV,0．25eV时He,Ne,Ar,Kr,Xe—D2碰撞体系的00—00弹性碰撞和00-02非弹性碰撞分波截面,得到了惰性气体原予与D2分子碰撞分波截面随量子数增加和体系相对碰撞能量增加的变化规律．结果表明：对00—00弹性碰撞,分波截面随量子数,的增加不断振荡,并出现一些尾部效应;而随入射原予的相对碰撞能量的变化,振荡极大值位置、收敛分波数均不断变化．     

电子碰撞Li＋离子（e,2e）反应微分截面中的干涉效应

利用修正BBK理论,计算了能量为145．6eV的入射电子碰撞Li (1s),(e,2e)反应三重微分截面（TDCS）,并讨论了交换,关联与干涉效应及入射道库仑场对TDCS的重要影响。     

煤表面分子对甲烷吸附力场研究

采用密度泛函理论DFT方法,建立煤大分子骨架模型,并以范德华力作用半径为边界条件,构建煤大分子对CH_4分子吸附的量子动力学模型,在6-311G++基组上对煤大分子骨架模型和吸附模型结构进行优化,通过密立根电荷量分析了煤大分子表面的吸附空位,以及甲烷气体分子从游离态到吸附态的物理结构和特性变化。研究结果表明,煤表面分子和甲烷分子之间的吸附力场主要是静电场,甲烷分子在吸附过程中被极化,产生电偶极矩,C-H分子键长增大,吸附质和吸附剂之间的范德华力主要是诱导力和色散力以及甲烷分子被极化后的取向力,煤大分子表面的吸附空位可以通过煤大分子中各原子的密立根电荷量分析定量确定,通过模型结构优化发现,同一吸附空位可以对应多种甲烷分子吸附平衡结构,煤对甲烷分子的吸附为多分子层吸附。     

等离子体源离子注入半圆碗状球内壁离子能量和角度分布

在等离子体源离子注入（PSII）技术中,被加工材料表明形状的弯曲使附近鞘层中电场结构出现聚焦效应,从而引起离子束流和离子注入剂量在材料表明上分布非常不均匀．在半圆容器表面情况下,这种情况尤为明显．利用MonteCarlo方法,考察了有共心附加零电位电极时半圆容器内底中央部位Ar^＋注入能量和角度分布及真空室中气压参数的影响．通过在不同半径的鞘层边界上随机抽取与半径成正比的离子数量,计算了注入到内底表面的所有离子能量分布和角度分布．在模型中,通过考虑两种主要碰撞过程：电荷交换碰撞和弹性碰撞．对不同工作气压下的离子注入进行了考察．随着中性气体压力的增加,离子在穿越鞘层的过程中与中性粒子经历比较频繁的碰撞．这些碰撞一方面使离子失去能量,另一方面也使离子改变运动方向,导致注入的低能离子和不垂直于表面入射的离子增多．     

镍修饰二氧化钛（100）表面的电子结构

采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法计算了锐钛矿（100）表面及镍修饰的电子结构.首先对（100）清洁表面及镍修饰表面模型进行结构优化,然后计算了电子结构及吸附能.分析结果表明：表面原子有较明显的驰豫和键型变异;表面的电子结构与体相基本相同,没有出现表面态;（100）表面价带主要由O2p、Ti3d组成,导带主要由Ti3d组成.镍与表面氧原子之间存在较强的化学吸附;镍修饰后,形成了Schottky能垒,在禁带中出现了杂质能级.     

煤储层孔隙结构与甲烷吸附能量变化的非均质性特征

煤储层具有复杂的孔隙结构,在吸附甲烷气体过程中伴随能量变化。为研究煤储层孔隙和甲烷吸附过程中能量变化的非均质特性,使用分形维数分析煤孔隙的非均质性,运用吸附势和表面自由能理论分析等温吸附过程中的能量变化非均质性。结果表明：PY-1、PB-1、PB-2样品主要发育微孔,PY-2样品主要发育大孔,不同样品的孔隙分布差异明显;微孔是吸附甲烷的主要场所,但并非是影响甲烷吸附量的决定因素。煤的孔隙结构和本身性质影响了煤吸附甲烷的非均质性选择,镜质组含量越高,孔隙结构越复杂,孔隙分形维数越大,非均质性越强;甲烷吸附量越高,吸附势和表面自由能变化越大。     

GaN（0001）表面吸附TiO2的DFT研究

建立了GaN(0001)2×2表面吸附模型,采用基于DFT动力学赝势方法,对TiO2分子的吸附进行了理论计算.研究了TiO2分子在GaN(0001)表面的吸附成键过程、成键方位及表面化学键特性.计算结果表明吸附过程经历了物理吸附、化学吸附与稳定态形成的过程,化学结合能达到7.184～7.423 eV.不同初始位置的TiO2分子吸附后,Ti在fcc或hcp位置,两个O原子分别与表面两个Ga原子成键,Ga—O化学键表现出共价键特征,O—O连线与GaN[11-20]方向平行,与实验观测(100)[001]TiO2//(0001)[11-20]GaN一致.