异种原子及原子团簇在Cu表面扩散势垒的静力学计算

利用分子动力学中的静态计算方法分别计算了单个增原子(Cu, Ag, Pd)以及二聚物(CuCu, AgAg, PdPd, CuAg, CuPd)在金属铜表面上的扩散势垒,并将计算结果进行了分析比较.结果表明: 1)相对交换机制而言,Cu表面增原子和二聚物容易通过跳跃机制扩散;不同种类的增原子的跳跃扩散势垒的大小关系是E(Ag)相似文献   

Cu(111)面上原子扩散势垒的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)结合平板周期模型方法,对Cu在Cu(111)表面fcc洞位、hcp洞位的吸附模型进行了几何优化,并用从fcc洞位到hcp洞位过渡态计算的方法,研究了Cu在Cu(111)表面的扩散势垒.通过对不同基底层数、不同表面弛豫层数、不同覆盖率的比较,得到基底层数为4层、表面弛豫1层、覆盖率为1/4ML(monolayer)时,Cu在Cu(111)表面的扩散势垒和实验结果吻合得较好.在此基础上,计算了Fe、Ni、Co等磁性原子在Cu(111)表面的扩散势垒.     

H_2O在Cu(111)表面吸附和解离的第一性原理

为了研究H_2O对锂离子电池负极集流体铜表面的影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对H_2O在Cu(111)面的吸附和解离进行了计算。通过Materials Studio软件的Dmol 3模块,计算了相关的几何参数、能垒和态密度等。研究结果表明,H_2O在清洁和预吸附O的Cu(111)表面吸附的最稳定吸附位置都为top位,且H_2O都以分子形态进行吸附。通过态密度分析表明,当H_2O在预吸附O的Cu(111)表面吸附时,O 2p态与Cu 3d态有较强的杂化作用,而在清洁表面则不明显;H_2O在清洁Cu(111)表面解离的能垒为148.54kJ/mol,当在预吸附O原子的Cu(111)表面解离时,能垒明显降低到92.73kJ/mol,表明预吸附O原子能促进H_2O在Cu(111)表面的解离。     

用第一性原理研究乙醇胺在Ni(111）和Cu(111）表面的吸附机理

为了探究乙醇胺催化脱氢法中乙醇胺与催化剂之间的作用机理,依据密度泛函理论(DFT),研究了乙醇胺在Ni(111)和Cu(111)表面上各高对称位的吸附机制,优化了乙醇胺在吸附位点Top、Bridge、Hcp和Fcc的吸附结构,并对最稳定吸附构型的吸附能、电荷转移和态密度进行了对比分析。结果表明:乙醇胺以氨基上的氮原子接近Ni(111)和Cu(111)表面Top位时的吸附能最小,分别为-1.31eV和-1.04eV,此时乙醇胺向金属表面的电荷转移量分别为0.08e和0.06e(e为1个电子的电荷量),且吸附后分子内部键长基本不变,说明乙醇胺在Ni(111)和Cu(111)表面的吸附均属于物理吸附,电子态密度分析的结果与当前结果一致;乙醇胺与金属Ni之间的相互作用更强。这些结果为深入了解乙醇胺在Ni(111)和Cu(111)表面的反应机理提供了理论基础。     

氧原子在Al(111)表面扩散的第一性原理研究

为了研究氧在Al(111)表面的扩散机制,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了氧原子在A1(111)表面的外表面和间隙位置的扩散.本研究计算了氧原子在Al原子层的相同间隙层和不同间隙层的扩散势垒,结果发现:氧原子由八面体位置向四面体位置(包括表面hcp位置向fcc位置)扩散时,同层之间的扩散比层间的扩散势垒要小;表面向内层的扩散过程中,由fcc位置向四面体位置扩算要比由hcp位置向八面体位置扩散容易;讨论了由表面向内层扩散的可能路径.     

Cu（111）、Ni（111）和Pd（111）催化水煤气变换反应活性的反应能学分析

分别采用单晶Ni(111)、Cu(111)和Pd(111)作为水煤气变换反应的模板催化剂,运用键级守恒-Morse势（BOC-MP）方法对Ni(111)、Cu(111)和Pd(111)表面上催化的WGS反应的surface redox机理中的基元反应动力学参数进行了计算。通过微观动力学参数的比较分析,发现Cu(111)比Ni(111)、Pd(111)具有更加优良的催化水煤气变换反应的能力（活性顺序为Cu＞Ni＞Pd),从而初步从分子不平上解释了工业生产中选择多种铜作为水煤气变换反应催化剂的原因。     

氧原子在金属银（211）（410） （997）台阶表面吸附和解离的理论研究

笔者利用原子与表面簇合物相互作用的5参数Morse势（5- MP）的理论方法,对氧-银（211）（410）（997）台阶体系进行了研究,并获得了全部临界点性质.通过对（211） （997）台阶面吸附的研究,表明实验上在Ag（111）平坦表面所测得的27.3meV,30 meV为反常的低频振动;对（410）台阶面的研究,推测在Ag（410）台阶缺陷表面存在三类四个氧原子吸附位,其中位于台阶底部的四重LB位是最稳定的吸附位.     

金属镓在Bi(111)表面上的吸附和合金化

利用超高真空-低温隧道扫描显微镜，结合第一性原理计算，研究了金属镓原子在Bi(111)表面上的吸附和合金化过程.在低温条件下沉积镓原子，一部分镓原子会聚集在衬底表面形成小液滴，另一部分则会依附在Bi(111)台阶处形成略矮于原台阶高度的镓铋合金.在室温退火后，聚集的小液滴会脱附，被真空泵抽离后，样品表面的台阶边缘处留下大面积的镓铋合金，合金结构的晶向与衬底相同，原子排列方式为六角密排结构.模拟计算发现，沉积在Bi(111)表面的镓原子替代第2层的铋原子形成镓铋合金结构的能量最低，结构最稳定，且模拟的镓铋合金的层高与实验结果一致.     

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.     

金属配合物表面诱导解离和有序银单原子层形成

报道了乙腈介质中金属有机配合物[(dptap Ag)2](NO3)2(其中dptap为2 (2 吡啶亚氨基) 2H 1,2,4 噻二唑并[2,3 a]吡啶,2 (2 pyridylimino) 2H 1,2,4 thia diazolo[2,3 a]pyridine)在Au(111)表面诱导离解并形成有序银原子层的研究.STM结果显示,经在上述配合物的乙腈溶液中浸泡后,Au(111)表面形成(4×4)的吸附结构,此结构与Ag在Au(111)上较高欠电位下沉积所得到的结果类似.XPS结果证实所形成的吸附层中仅含有银原子.进一步用电动势法测定了[(dptap Ag)2](NO3)2的解离常数,并推测有序银原子层系与金表面相互作用从而诱导配合物的离解及Ag+的还原而形成.量子化学的计算结果与上述实验事实相符.这一表面诱导解离有望拓展至其他合适的有机金属配合物体系,从而发展为一种溶液法制备有序金属吸附层的通用方法.     

Growth of C60(111) single crystalline thin film on Ni3Co(111) substrate

Conclusions We have studied C₆₀ films grown on Ni₃Co(111) single-crystalline substrate using hotwall diffusion method. The XRD and SEM results show that high-quality C₆₀ (111) singlecrystalline film with grain size of ∼ 1 μm can be obtained at the substrate temperature of 150 ° C. Due to the strong interfacial interaction between C₆₀ and Ni₃Co(111) substrates, temperature has much more influence on the orientation of the film than that of the film grown on nonmetallic substrates. The film grown at 100 ° C has a weak orientational order and the film grown at 200 ° C is randomly oriented.     

在Si（111）上外延生长硅化钴薄膜的SEM和XPS研究

利用质量分离低能离子束外延法,在Ｓｉ（１１１）上生长出了硅化钴薄膜,表面微结构及表面组分,化学价态的分析测试表明,此生长工艺已获得了无针孔的高品质单晶硅化钴薄膜。通过反应外延后做后退火和不做后退火样品的对比测试的结果,对这一薄膜生长的机理进行了探讨分析。     

Epitaxial growth of ultrathin ZrO2（111） films on Pt（111）

Ordered epitaxial ZrO2 films were grown on Pt(111) and characterized by low energy electron diffraction (LEED), synchrotron radiation photoemission spectroscopy (SRPES) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The films were prepared by vapor deposition of zirconium in an O2 atmosphere followed by annealing under ultra high vacuum. At low coverages, the films grew as discontinuous two-dimentional islands with ordered structures. The size and structure of these islands were dependent on the coverage of Zr...     

Dynamics of the silicon (111) surface phase transition

The manner in which phase transformations occur in solids determines important structural and physical properties of many materials. The main problem in characterizing the kinetic processes that occur during phase transformations is the difficulty of observing directly, in real time, the growth of one phase at the expense of another. Here we use low-energy electron microscopy to study the real-time kinetics of a phase transformation confined to the silicon (111) surface. We show that the transformation is governed by the rate at which material is exchanged between the first layer of the crystal and the surface. In bulk phase transformations, the dynamics are usually governed either by the rate of diffusion of material to the phase boundaries or by the structural rearrangement of atoms at the phase boundary. The kinetic process that we have identified here has no bulk analogue and leads to domain dynamics that are qualitatively different from those expected for bulk systems.     

CO在hcp(0001)和fcc(111)面上吸附的间接相互作用

本文采用格林函数方法,用单电子理论在紧束缚近似下研究了一氧化碳在过渡金属六角密排(0001)面和面心立方(111)面上吸附的间接相互作用。计算中采用复能积分方法避免了由于存在分裂态与共振态给计算带来的困难。计算得到一氧化碳在hcp(0001)面及fcc(111)面上的吸附结构。     

NO在Rh(100)与(111)表面上吸附理论研究

基于slab模型,采用密度泛函理论研究了NO在Rh(100)和(111)表面上吸附的几何与电子结构.结果表明,在开放的(100)面和密堆积的(111)面上,优势吸附位分别是桥位和hcp位.在两表面上的优势吸附结构中,NO的吸附主要是其1π和5σ轨道分别与Rh的5s和4d态混合的结果.NO分子吸附后,均存在两种相同的电荷迁移过程:即NO的1π和5σ电子向金属表面的转移以及金属表面电子向NO的2π轨道上的反馈.这两种电子迁移均使得N-O键被活化,N-O键被消弱,N-O键长增加.     

（GaAs）1（AlaS）1（111）超晶格能带结构的LMTO—ASA计算

用从头计算的LMTO-ASA方法计算(GaAs)_1(AlAs)_1(111)超晶格和体材料GaAs、AlA_3的能带结构,给出布里洲区对称点Γ、Z、D主要能带本征值的对称性标记和对应关系,结果表明,(GaAs)_1(AlAs)_1(111)能带与体材料能带有一定的对应转化关系,能带隙是直接能隙,在布里洲区Γ点。     

氧化钙(100)、(110)和Ca-terminated(111)表面性能的第一性原理研究

【目的】对氧化钙(100)、(110)和Ca-terminated(111)的表面能、表面弛豫及电子结构进行系统研究。【方法】运用基于密度泛函理论的第一性原理计算体系的表面性能,计算过程采用6层原子和15真空层的Slab模型。【结果】计算得到的氧化钙体相晶格常数合理地符合实验值。氧化钙(100)面的表面能最低因而最稳定,更容易暴露。(110)面表面能介于(100)和Ca-terminated(111)面之间,Ca-terminated(111)面的表面能最高而最不稳定。(100)表面弛豫程度最弱,Ca-terminated(111)表面弛豫程度最明显,而(110)表面弛豫程度则介于(100)和Ca-terminated(111)面之间。(100)表面Ca-O和Ca-Ca之间的电子云强烈重叠,共价成键特征突出,稳定性高。Ca-terminated(111)表面只存在Ca-Ca原子间电子云重叠,且杂化程度明显变弱,因此Ca-terminated(111)面的稳定性最低,(110)面的稳定性居于(100)面与Ca-terminated(111)面之间。【结论】氧化钙中(100)面的表面稳定性能最好,(110)面次之,Ca-terminated(111)面稳定性最差。     

Si／GaP（111）界面生长及其形成过程

研究用电子束蒸发方法把Ｓｉ淀积在ＧａＰ表面的界面生长过程。用ＸＰＳ在线测量Ｓｉ／ＧａＰ（１１１）界面形成过程中各原子芯能级的移动趋势来研究界面原子间的成键情况；借助Ｇａ３ｐ峰强随Ｓｉ覆盖厚度的变化确定Ｓｉ的生长模式。还用ＬＥＥＤ监测Ｓｉ生长时的表面结构状态。     

GIANT MAGNETORESISTANCE EFFECTS IN Co／Cu （111） SUPERLATTICE

We present a spin-dependent scattering theory to explain the new type of magnetoresistance effect and magnetization in Co/Cu(111) su-perlattice with atomically smooth interfaces. Our model is simple, but the calculated results are consistent with the experimental ones.